by Karin Şeşetyan BS. In C.E., Boğaziçi University, 1994

Transkript

1 A PROBABILISTIC ASSESSMENT OF THE SEISMIC HAZARD IN THE CAUCASUS IN TERMS OF SPECTRAL VALUES by Karin Şeşetyan BS. In C.E., Boğaziçi University, 1994 Submitted to Kandilli Observatory and Earthquake Research Institute in partial fulfillment of the requirements for the degree of Master of Science in Earthquake Engineering Boğaziçi University 1997

2 ii A PROBABILISTIC ASSESSMENT OF THE SEISMIC HAZARD IN THE CAUCASUS IN TERMS OF SPECTRAL VALUES APPROVED BY: Prof. Dr., Mustafa Erdik (Thesis Supervisor).. Prof. Dr., Nuray Aydınoğlu. Prof. Dr., Özal Yüzügüllü. DATE OF APPROVAL

3 ACKNOWLEDGMENTS iii

4 iv ABSTRACT The study encompasses the development of seismic hazard maps for the Caucasus Region. The study area extends from East Anatolia to the Caspian Sea and from Northern Iran to the Greater Caucasus. The maps are the results obtained from analyzes based on the historical earthquake data, geology, tectonics, fault activity and a rational source regionalization. The findings are represented as iso-acceleration contours of horizontal peak ground acceleration and spectral acceleration (for predetermined natural periods) having a probability of exceedence for various periods. Aspects of seismicity and engineering judgments were considered for assembling seismicity data and decision upon the distribution of earthquakes in each zone. For the seismic source identifications tectonic maps, seismicity and geologic knowledge were used. Fault locations and earthquake epicenters were correlated and the regions of homogeneous seismicity were constructed. From the seismicity statistics of each zone, the annual number of earthquakes were calculated and adjusted annual rates were found. The results are given for three different soil conditions. Ground motion attenuation relationships of Boore, Joyner & Fumal, Campbell, and Abrahamson & Silva were used. The resulting maps show that Peak Ground Accelerations and Spectral Accelerations reach their maximum value near the North Anatolian Fault Zone, followed by the East Anatolian Fault Zone, the southwest cost of the Caspian Sea, the Sevan Lake region and the Upper Caucasus. The iso-acceleartion maps can be used to determine the peak ground accelerations and the design earthquake spectra necessary for the design of the buildings in the region if more detailed site-specific studies are not available. The incorporation of neighboring regions in the study is a prominent development of the study.

5 v ÖZET Bu çalışmada Kafkasya Bölgesi için geliştirlen sismik tehlike haritaları sunulmaktadır. Çalışmada kısaca Kafkasya olarak ifade edilen coğrafi bölge, yatayda Doğu Anadolu dan Hazar Denizi ne, düşeyde ise Kuzey İran dan Kafkas Dağları na uzanan bölgeyi kapsamaktadır. Haritalar Kafkasya ile ilgili mevcut jeolojik ve tektonik bilgilerin tarihsel ve aletsel sismisite verileri ile birleştirilmesi ve bu bilgilere dayanarak yapılan analizler sonucu oluşturulmuştur. Haritalar belirli periyodlar için belirli aşılma olasığına sahip maksimum yatay yer ivmelerini ve belirli doğal periyotlar için spektrall ivmeleri içermektedir. Elde edilen sonuçlar eş-ivme eğrileri şeklinde ifade edilmişlerdir. Sismik verilerin değerlendirilmesi ile depremlerin kaynak bölgelerdeki dağılımlarının belirlenmesinde sismoloji esasları yanında mühendislik yaklaşımları da rol oynamıştır. Sismik kaynak bölgelerinin tanımlanmasında tektonik ve jeotektonik haritalar ile bölge ile ilgili sismik ve jeolojik bilgilerden yararlanılmıştır. Deprem merkez üslerinin dağılımının bölgedeki faylarla ilgisi kurulmuş ve homojen sismisiteye sahip olarak kabul edilen bölgeler belirlenmiştir. Yer hareketlerinin değişimlerinin saptanmasında Boore, Joyner & Fumal, Campbell ve Abrahamson & Silva azalım ilişkileri kullanılmıştır. Analiz sonuçları yer ivmelerinin ve spektral ivmelerin Kuzey Anadolu Fay Hattı civarında en yüksek, bunu takiben Doğu Anadolu Fay Hattı, Hazar Denizi güney batı kıyıları, Sevan Gölü civarı ve Kuzey Kafkasya da yine yüksek değerlere ulaştığını göstermektedir. Elde edilen konturlar bölgedeki deprem kaynaklarının geometrisine uygun dağılım göstermektedirler. Bu nedenle haritalar daha detaylı bölgesel çalışmaların yapılamadığı durumlarda inşaat hesaplarında kullanılacak maksimum yer ivmelerinin ve dizayn deprem spektrumlarının belirlenmesinde kullanılabilirler. Bu haritaların bir başka özelliği de pek çok ülke topraklarının tamamını veya bir kısmını kapsayan bu geniş fakat tektonik açıdan bir bütün olarak incelenebilecek Kafkasya bölgesinin ülke sınırlarına bağlı kalmaksızın incelenmiş olmasıdır.