Εκτίμηση της εξαρτώμενης από τη συχνότητα σεισμικής επικινδυνότητας του ελληνικού χώρου με αιτιοκρατικές και πιθανολογικές μεθόδους
Authors: Σέγκου Μαργαρίτα 
Published: January 2014

Στόχο της παρούσας διδακτορικής διατριβής αποτελεί η διερεύνηση της διαδικασίας εκτίμησης της εξαρτώμενης από τη συχνότητα σεισμικής επικινδυνότητας του ελληνικού χώρου λαμβάνοντας υπόψη τις εξελίξεις των τελευταίων ετών σε σημαντικά θέματα τεχνικής σεισμολογίας. Στο πρώτο κεφάλαιο της διατριβής περιγράφεται η διαδικασία επεξεργασίας και ανάλυσης δεδομένων ισχυρής κίνησης που χρησιμοποιήθηκαν στην παρούσα διδακτορική διατριβή. Σε αυτό το πρώτο βήμα διαμορφώθηκε ένα σχήμα επεξεργασίας μετά από μια σειρά δοκιμών που είχαν ως στόχο να διερευνήσουν τα περιθώρια βελτίωσης των επιμέρους σταδίων ανάλυσης που χρησιμοποιούνται. Στο δεύτερο κεφάλαιο αναλύεται η προσπάθεια καθορισμού νέων σχέσεων εκτίμησης της εδαφικής κίνησης. Παρουσιάζεται η τυποποίηση της εξίσωσης της εδαφικής κίνησης η οποία περιλαμβάνει το μέγεθος, την επικεντρική απόσταση και το εστιακό βάθος ως ανεξάρτητες μεταβλητές, καθώς και την εδαφική κατηγορία και τον τύπο διάρρηξης ως τυχαίες μεταβλητές. Αντίστοιχα, ως εξαρτημένες μεταβλητές του μοντέλου ελήφθησαν οι μέγιστες και φασματικές εδαφικές παράμετροι για τιμή του συντελεστή απόσβεσης ίση με 5% της κρίσιμης απόσβεσης για διακριτές ιδιοπεριόδους. Ακολουθεί, ο προβληματισμός σχετικά με την επιλογή της μαθηματικής μεθόδου επίλυσης της εξίσωσης εδαφικής κίνησης που οδήγησε σε δοκιμές στατιστικών μεθόδων, όπως οι παραδοσιακές μέθοδοι εφαρμοσμένης παλινδρόμησης, καθώς και στοχαστικών μεθόδων βελτιστοποίησης με έμφαση στην εφαρμογή Γενετικών αλγορίθμων. Επιπλέον, κατά το στάδιο αυτό διερευνήθηκε το πρόβλημα της μη γραμμικότητας στη συμπεριφορά των εδαφών εστιάζοντας στη συμμετοχή μη γραμμικού εδαφικού όρου στην εξίσωση εκτίμησης της εδαφικής κίνησης. Στο τρίτο κεφάλαιο παρουσιάζεται η εκτίμηση της σεισμικής επικινδυνότητας μέσω αιτιοκρατικής και πιθανολογικής προσέγγισης. Αρχικά, πραγματοποιήθηκε αναθεώρηση των μοντέλων σεισμικών πηγών, σύμφωνα με την πρόσφατη διεθνή εμπειρία. Η αναθεώρηση αυτή βασίστηκε στον προσδιορισμό τριών μοντέλων σεισμικών πηγών, των γραμμικών σεισμικών πηγών που συνδέονται με γνωστά ρήγματα, των σεισμικών πηγών που αποδίδονται στη σεισμική δραστηριότητα που δεν συνδέεται με κάποιο γνωστό σεισμικό ρήγμα και της ζώνης ομοιόμορφου υποβάθρου. Το σύνολο αυτό των μοντέλων σεισμικών πηγών συνδέεται με την έκφραση της επιφανειακής, ενόργανης και μη, σεισμικότητας καθώς και της σεισμικότητας ενδιαμέσου βάθους. Κατά τον τελικό υπολογισμό της σεισμικής επικινδυνότητας σύμφωνα με την πιθανολογική προσέγγιση ο συνδυασμός των μοντέλων σεισμικών πηγών πραγματοποιήθηκε μέσω άθροισης των αναμενόμενων τιμών των εδαφικών παραμέτρων κάθε μοντέλου. Τα αποτελέσματα της πιθανολογικής προσέγγισης παρουσιάζονται σε χάρτες για περίοδο υπέρβασης ίση με 2475, 950, 475, 95 έτη για τις εδαφικές παραμέτρους της μέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης και ταχύτητας καθώς και της φασματικής επιτάχυνσης για σημαντικές ιδιοπεριόδους τεχνικού ενδιαφέροντος, για βραχώδες υπόβαθρο και συνεκτικό έδαφος. Επιπλέον, ως προέκταση της πιθανολογικής προσέγγισης στο στάδιο αυτό, υπολογίζονται τα φάσματα σχεδιασμού ίσης πιθανότητας και σταθερού σχήματος και παρουσιάζονται αποτελέσματα εφαρμογής για επιλεγμένες θέσεις του ελληνικού χώρου. Τέλος, στο κεφάλαιο αυτό παρουσιάζεται τόσο η μεθοδολογία που ακολουθήθηκε όσο και τα αποτελέσματα της αιτιοκρατικής προσέγγισης που βασίστηκε σε ένα διαφοροποιημένο σύνολο σεισμικών πηγών. Τα τελικά αποτελέσματα υποστηρίζουν ότι η κοινή χρήση της πιθανολογικής και αιτιοκρατικής ανάλυσης προσφέρει τα μέγιστα στην εκτίμηση της σεισμικής επικινδυνότητας του ελληνικού χώρου