Contribution to the study of the parameters that control the seismic motion on surface geological formations
Authors: Γρένδας Ιωάννης 
Published: March 2022

Η προσομοίωση της εδαφικής κίνησης βασίζεται στη γνώση των ακόλουθων παραμέτρων: σεισμική πηγή, απόσβεση των κυμάτων και παράγοντας τοπικής εδαφικής ενίσχυσης (SAF) της θέσης μελέτης εξαιτίας των τοπικών επιφανειακών γεωλογικών συνθηκών. Στη μελέτη αυτή αναπτύχθηκε ένας παραμετρικός αντιστροφής GIT, εισάγοντας παραμέτρους απόσβεσης εξαρτώμενες από την απόσταση και την εξεταζόμενη περιοχή, που αφορούν αντίστοιχα στη γεωμετρική εξάπλωση και στην ανελαστική απόσβεση των σεισμικών κυμάτων. Αυτό το βήμα στοχεύει σε μία πιο λεπτομερή διερεύνηση των ιδιοτήτων της απόσβεσης του δρόμου διάδοσης, προσδοκώντας στη βελτίωση εκτίμησης των τριών παραγόντων που διαμορφώνουν τη σεισμική κίνηση. Ο αλγόριθμος είναι βασισμένος στη μέθοδο της επαναληπτικής αντιστροφής Gauss-Newton, χρησιμοποιώντας αρχικές τιμές για τις παραμέτρους που εξετάζονται. Η αποτελεσματικότητα του αλγορίθμου υποστηρίζεται από τη μείωση ~9% της συνάρτησης διαφοράς μεταξύ των πραγματικών και υπολογισμένων δεδομένων που προέκυψε από την εφαρμογή του νέου αλγορίθμου σε πραγματικά δεδομένα, σε σχέση με την εφαρμογή ενός προηγούμενου αλγορίθμου αντιστροφής για ένα μέσο μοντέλο απόσβεσης. Ακόμη, ο αλγόριθμος της αντιστροφής εφαρμόστηκε σε ένα δείγμα πραγματικών δεδομένων από σεισμικές καταγραφές S-κυμάτων στη Δυτική Ελλάδα. Χωρικές μεταβολές του παράγοντα ποιότητας, Qs υπολογίστηκαν με μέση τιμή 45, ενώ ο εξαρτώμενος από την απόσταση παράγοντας της γεωμετρικής εξάπλωσης, γ, βρέθηκε να μειώνεται σταδιακά από τα 12 km στα 200 km (από 0.98 μέχρι 0.77). Επιπλέον υπολογίστηκαν οι παράγοντες ενίσχυσης SAF των οριζόντιων και των κατακόρυφων συνιστωσών σε 24 θέσεις σταθμών επιταχυνσιογράφων στην περιοχή μελέτης, καθώς και τα μεγέθη σεισμικής ροπής, Mw και οι γωνιακές συχνότητες, fc των 180 εξεταζόμενων σεισμών, υποδεικνύοντας μία αύξηση της πτώσης τάσης, Δσ, από 6 bar σε 55 bars για εύρος μεγεθών Mw 2.5 - 5.2. Ακόμη, σε αυτή τη μελέτη παρουσιάζεται και αξιολογείται μία τεχνική εκτίμησης του παράγοντα SAF σε μία θέση μελέτης, σε σχέση με έναν απομακρυσμένο σταθμό αναφοράς, μέσω της ανάπτυξης ενός νέου αλγορίθμου, ο οποίος βασίζεται στον υπολογισμό της ελάχιστης φάσης της Χρονικής Συνάρτησης της Σεισμικής πηγής (mpSTF), σε δύο θέσεις (μελέτης και αναφοράς), χρησιμοποιώντας τη μέθοδο φασματικής παραγοντοποίησης των κυμάτων ουράς μίας σεισμικής καταγραφής (SFC), η οποία προτάθηκε από τους Sèbe et al., (2005, 2018). Η υπολογισμένη mpSTF θεωρείται ως η συνέλιξη μεταξύ της STF του σεισμού και του SAF στη θέση μελέτης, και κατά συνέπεια ο λόγος μεταξύ των mpSTFs που υπολογίζονται σε μία θέση μελέτης και σε έναν απομακρυσμένο σταθμό αναφοράς θα πρέπει να οδηγεί στην εκτίμηση του SAF στη θέση μελέτης. Υπό την προϋπόθεση της κοινής STF μεταξύ των εξεταζόμενων θέσεων, αλλά και του κοινού παράγοντα διασποράς των κυμάτων ουράς, ο λόγος μεταξύ των FAS των mpSTFs στις θέσεις μελέτης και αναφοράς, μπορεί να προσεγγίσει ικανοποιητικά τoν παράγοντα SAF, τουλάχιστον όταν η απόσταση μεταξύ των δύο σταθμών είναι ~60 km, ενώ παρέχει ικανοποιητικά αποτελέσματα για μεγαλύτερες αποστάσεις. Η τεχνική αυτή εφαρμόστηκε σε 24 θέσεις σταθμών στη Δυτική Ελλάδα, οι οποίοι χρησιμοποιήθηκαν και στην εφαρμογή του νέου αλγορίθμου GIT, καθώς και σε 18 θέσεις σταθμών στη Νοτιοανατολική Γαλλία, σε σχέση με 4 και 3 σταθμούς αναφοράς αντίστοιχα, οι οποίοι βρίσκονται σε αποστάσεις από τις θέσεις μελέτης, που κυμαίνονται από 0.4 km μέχρι 110 km.