Three dimensional physics basedearthquake simulation scenarios forthe sulmona basin (Abruzzo, Italy)
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- Tez No: 853630
- Danışmanlar: PROF. ROBERTO PAOLUCCI, PROF. ILARİO MAZZIERI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: physics-based earthquake simulations, elastodynamics, artificial neural networks, non-linear soil model, spectral amplification
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Politecnico di Milano
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 211
Özet
Lo scopo principale di questo lavoro di tesi è quello di realizzare una serie di simulazioni numeriche tridimensionali basate sulla modellazione del Bacino di Sulmona (Abruzzo, Italia), al fine di prevedere la risposta del terreno in termini di moto sismico nel caso in cui avvenga un terremoto. Per le analisi sono stati considerati i dati relativi all'evento sismico che ha colpito la regione Abruzzo, ed in particolare il Comune dell'Aquila, nel 2009. Al terremoto in questione fu attribuito un valore di magnitudo momento pari 6.3. Particolare attenzione è stata prestata allo studio del modello di rottura cinematica relativo alla faglia di Monte Morrone (MMF) e ai conseguenti effetti di sorgente. Mediante un codice di simulazione numerica, sono stati implementati due valori di ampiezza del moto sismico pari a 6.0 e 6.5. Per entrambi gli scenari sismici, sono stati valutati gli spettri di risposta e le funzioni di amplificazione del terreno situato in prossimità della suddetta faglia.Tutte le simulazioni sono realizzate mediante l'utilizzo del codice di calcolo SPEED, basato sul metodo degli elementi spettrali.Per la valutazione dell'andamento degli spettri di risposta relativi al bacino di Sulmona, è stata eseguita mediante calibrazione di reti neurali artificiali (ANN). Il loro utilizzo ha permesso di ottenere l'andamento degli spettri di risposta per nel range di periodo compreso tra 0 e 0.75 secondi. Successivamente, tali risultati sono stati correlati con gli spettri di risposta relativi ad alti valori di periodo, ottenuti mediante simulazioni 3D. Gli scenari sintetici descriventi il moto sismico sono stati quindi illustrati e confrontati con i risultati ottenuti da diversi gruppi di simulazioni. Inoltre, analisi 1D lineari e non lineari relative al moto sismico sono state confrontate con simulazioni tridimensionali.Le osservazioni conclusive mostrano come i rapporti di amplificazione spettrale relativi agli ipotetici scenari considerati dipenda dall'entità del terremoto, dai modelli costitutivi del suolo e dalle distribuzioni di scorrimento relative alla sorgente sismica. Parole chiave: simulazioni di terremoto“physics-based”; elastodinamicità; reti neurali artificiali; legami costitutivi non lineari; amplificazione spettrale
Özet (Çeviri)
The main scope this work is to carry out a set of 3-dimensional physics based numerical simulations for the Sulmona Basin (Abruzzo, Italy) in order to realize possible ground motion in case of possible earthquake take place, considering the 2009 L'Aquila earthquake occurred in the region of Abruzzo with 6.3 moment magnitude, dominant seismic event is considered the kinematic rupture model of Monte Morrone Fault (MMF) within the region and there is no strong ground motion recordings present in the literature. Additionally, seismic site response spectra and amplification functions in the near-source kinematic rupture model of earthquake simulation code are implemented for different seismic moment magnitude as 6.0 and 6.5, and different soil models are considered as linear visco-elastic and non-linear viscoelastic. All simulations are realized through Spectral Elements with Discontinuous Galerkin aproach (SPEED code) and low period of sets of site response spectra within the Sulmona Basin evaluted through Artifical Neural Networks training to make a correlation of Broad Band motion (ANN2BB). The synthetic ground motions are illustrated and compared with groups of simulations output motions are recorded on virtual situations. Concluding remarks are represented as spectral amplification ratio of the hypothetical scenarios depend on earthquake magnitude, mechanical soil models, and slip distributions, besides, 1-dimensional linear and non-linear analyses of ground motion response are calculated for comparison purposes with respect to 3-dimensional results.
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