Ground motion prediction equations and spatial correlation model for Istanbul - developed by real and simulated ground motions
İstanbul için gerçek ve benzetim yer hareketleri tabanlı yer hareketi tahmin denklemleri ve mekânsal korelasyon modeli
- Tez No: 982774
- Danışmanlar: PROF. DR. ESER ÇAKTI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Deprem Mühendisliği, Earthquake Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Kandilli Rasathanesi ve Deprem Araştırma Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Deprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, İstanbul ve yakın bölgesindeki aletsel gözlemlerden (MW 4.0–6.1) ve büyük bir geniş bant benzetimlerinden oluşan veri setlerinden (MW 6.05–7.6) yararlanarak yer hareketi modelleri geliştirilmiştir. İstanbul ve çevresindeki 170'i aşkın istasyondan elde edilen kayıtlar derlenmiş, ve model geliştirmede kullanılmak üzere işlenmiştir. Benzetim oluşturmada kullanılan stokastik benzetim yaklaşımı, zaman ve frekans alanlarında beş küçük-orta büyüklükte Marmara depremine karşı doğrulanmıştır. Doğrulamanın ardından, kırılma modelleri üzerinde beş tarihsel İstanbul senaryosu (1509 MW 7.6; 1766 MW 7.0–7.1; 1894 MW 6.8–6.9) ve buna ek olarak uyarlanmış 13 diğer senaryo (MW 6.05–7.6) için geniş bant yer hareketleri üretilmiştir. Stokastik benzetimler, mevcut 3-B fizik temelli deterministik benzetimlerle birleştirilmiş ve 0.1–20 Hz aralığı kapsaması sağlanmıştır. Üç adet yer hareketi tahmin deklemi (GMPE) oluşturulmuş ve başarımı ölçülmüştür. Bu kapsamda, (i) İstanbul'da kaydedilen Marmara Denizi depremlerine dayanarak oluşturulan ampirik bir GMPE (MW 4.0–6.1); (ii) aynı gözlemsel veri kümesi üzerinde eğitilmiş ve makine öğrenimiyle zenginleştirilmiş bir GMPE; ve (iii) bölgedeki orta-büyük deprem eksikliğini gidermeyi amaçlayan, yalnızca benzetim verisine dayalı bir GMPE (MW 6.05–7.6) geliştirilmiştir. Bu modellerin tahmin başarımı, literatürde yerleşik GMPE'lerle yapılan nicel karşılaştırmalarla değerlendirilmiştir. Mekânsal korelasyon modeli oluşturmak için rezidüel ampirik yarı varyogramları oluşturulmuş ve üstel modellerle karşılaştırılmış; sonuçlar, belirgin bir spektral periyoda bağımlı korelasyon yapısını ortaya koymuştur. Genel olarak, gözlemler ile fiziksel olarak tutarlı geniş bant benzetimlerin bütünleştirilmesi, gerçek verinin sınırlandığı büyüklük–uzaklık aralıklarında tahmin başarımını artırmakta ve İstanbul ve yakın bölgesindeki mühendislik uygulamaları için bölgeye özgü girdiler sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
This study develops regional ground-motion models for the Istanbul region by combining instrumental observations (MW 4.0–6.1) with a large suite of synthetic broadband simulations (MW 6.05–7.6). More than 170 stations in and around Istanbul were compiled and uniformly processed for model development. A stochastic simulation approach was first validated against five small-to-moderate Marmara earthquakes in both time and frequency domains. Following validation, broadband motions were generated for five historical Istanbul scenarios (1509 MW 7.6; 1766 MW 7.0–7.1; 1894 MW 6.8–6.9) and 13 additional adapted global scenarios (Mw 6.05–7.6) on predefined rupture models, by merging the stochastic simulations with available 3-D physics-based deterministic simulations to cover 0.1–20 Hz range. Three ground-motion prediction models (GMPEs) are constructed and evaluated: (i) an empirical GMPE calibrated on Marmara Sea events recorded in Istanbul (MW 4.0–6.1); (ii) a machine-learning–enhanced GMPE trained on the same set of observations; and (iii) a synthetic-only GMPE for MW 6.05–7.6 that addresses the lack of regional recordings for moderate-to-large events. Predictive performance is evaluated against well-established GMPEs through quantitative comparisons. To characterize spatial variability, empirical semivariograms of residuals are developed and fitted with exponential models, revealing a clear period-dependent correlation structure. Overall, integrating observations with physically consistent broadband simulations improves predictive skill in magnitude–distance ranges that are poorly sampled by data and yields region-specific inputs suitable for engineering applications in Istanbul and the wider Marmara region.
Benzer Tezler
- Fizik tabanlı derin öğrenme ile meme mrg analizi
Breast mri analysis using physics-informed deep learning
ÖMER KÜRŞAT UÇARER
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENDER METE EKŞİOĞLU
- Ground motion simulations based on regional input parameters and their impact on insurance premiums: Bursa case
Yerel verilerle yer hareketi simülasyonu ve bu verilerin sigorta primlerine etkisi: Bursa örneği
BARIŞ ÜNAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Deprem MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiDeprem Yönetimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞEGÜL ASKAN GÜNDOĞAN
DOÇ. DR. AYŞE SEVTAP KESTEL
- Localisation of attenuation equations based on strong ground motion data from dense urban networks
Yoğun kentsel ağlarda kaydedilen kuvvetli yer hareketi verilerine göre azalım ilişkilerinin yerelleştirilmesi
FATMA SEVİL MALCIOĞLU
Doktora
İngilizce
2023
Deprem MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiDeprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. UFUK HANCILAR
PROF. DR. ERDAL ŞAFAK
- Batı Türkiye'de depremsellik ve yer hareketi modellerinin sismik tehlike analizine etkisi
The effects of seismicity and ground motion models on seismic hazard analysis in Western Türkiye
SERAP KIRIM
Doktora
Türkçe
2026
Jeofizik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiJeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT UTKUCU
- Derivation of site-specific uhs based on simulated ground motions and its parametric effects on building fragility
Sentetik yer hareketleri ile sahaya özel sabit tehlike spektrumu çıkarılması ve bina kırılganlık eğrileri üzerindeki parametrik etkileri
AIDA AZARI SISI
Doktora
İngilizce
2016
Deprem MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞEGÜL ASKAN GÜNDOĞAN
PROF. DR. MURAT ALTUĞ ERBERİK