Κατακόρυφη Διάταξη Επιταχυνσιογράφων στην Πάτρα: Εγκατάσταση Λειτουργία και Δεδομένα Σεισμικών Καταγραφών

Συνεδρία XIV Εδαφοδυναμική : Εργαστηριακές και Επί Τόπου Δοκιμές Εδαφοδυναμικής_XIV.8 Κατακόρυφη Διάταξη Επιταχυνσιογράφων στην Πάτρα: Εγκατάσταση Λειτουργία και Δεδομένα Σεισμικών Καταγραφών Downhole Accelerograph Array in Patras: Installation - Operation and Seismic Recordings ΠΕΛΕΚΗΣ, Π.Κ. ΜΠΑΤΙΛΑΣ, Α.Β. ΒΛΑΧΑΚΗΣ, Β.Σ. ΑΘΑΝΑΣΟΠΟΥΛΟΣ, Γ.Α. Πολιτικός Μηχανικός, Αναπληρωτής Καθηγητής, Α.Σ.ΠΑΙ.Τ.Ε Πολιτικός Μηχανικός, Διδακτορικός Φοιτητής, Π.Π. Πολιτικός Μηχανικός, Διδακτορικός Φοιτητής, Π.Π. Πολιτικός Μηχανικός, Καθηγητής, Π.Π. ΠΕΡΙΛΗΨΗ : Περιγράφεται η εγκατάσταση και λειτουργία κατακόρυφης διάταξης επιταχυνσιογράφων (VA-) που εγκαταστάθηκε στην Πάτρα και λειτουργεί από τον Ιούλιο του 23. Από τη μέχρι τώρα λειτουργία έχουν συγκεντρωθεί 6 σεισμικά γεγονότα με ρυθμό συλλογής 45 γεγονότα / μήνα, περίπου. Το σύστημα έχει ευαισθησία καταγραφής -3 gal, γεγονός που επιτρέπει την καταγραφή γεγονότων πολύ μικρής έντασης με μεγέθη μικρότερα του Μ L =.8 από το εγγύς πεδίο, ενώ έγινε δυνατή η καταγραφή γεγονότος με μέγεθος Μ w =7.9 και απόσταση 98km. Ο λόγος των οριζοντίων επιφανειακών επιταχύνσεων προς τις αντίστοιχες τιμές σε βάθος 7.5m προκύπτει ίσος με 2.2. ABSTRACT : The installation and operation of a deep (-7.5m) downhole accelerograph array (VA-) in Patras, Greece, is presented. The array operates since July 23 and has already recorded 6 seismic events. The high sensitivity of accelerometers of the array ( -3 gal) has allowed the recording of very distant strong earthquakes (~98km). The processing of available data (H/V spectral ratio) indicates amplification of base (-7.5m) acceleration of up to 2.2, and values of predominant periods ranging from.4sec to.5sec.. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η εγκατάσταση κατακόρυφων διατάξεων επιταχυνσιογράφων (downhole arrays) άρχισε να εφαρμόζεται από τις αρχές της δεκαετίας του 98 και σύντομα έγινε ευρέως αποδεκτή ως ένα πολύτιμο εργαλείο για την πειραματική (δηλαδή ενόργανη) μελέτη της σεισμικής απόκρισης των εδαφικών σχηματισμών (Θεοφιλοπούλου κ.α., 24). Η ταυτόχρονη καταγραφή της εδαφικής (ασθενούς ή ισχυρής) σεισμικής κίνησης στην επιφάνεια του εδάφους καθώς και σε διάφορα βάθη από την επιφάνεια σε συνδυασμό με τη γνώση της στρωματογραφίας και των εδαφικών ιδιοτήτων επιτρέπει κατ αρχήν την εμπειρική μελέτη της επίδρασης των τοπικών εδαφικών συνθηκών. Περαιτέρω, γίνεται δυνατή η ανάπτυξη αναλυτικών ή αριθμητικών προσομοιωμάτων για τη μελέτη του φαινομένου της εδαφικής ενίσχυσης και σύγκριση της υπολογιζόμενης με την παρατηρούμενη συμπεριφορά. Οι ανωτέρω συγκρίσεις επιτρέπουν την βαθμονόμηση των αναλυτικών προσομοιωμάτων καθώς και την επιβεβαίωση και προσδιορισμό της μη-γραμμικής συμπεριφοράς των εδαφικών υλικών υπό σεισμική φόρτιση σε συνθήκες ελευθέρου πεδίου (Θεοφιλοπούλου κ.α., 24). Στο παρόν άρθρο παρουσιάζεται και περιγράφεται η κατακόρυφη διάταξη επιταχυνσιογράφων η οποία εγκαταστάθηκε τον Ιούλιο του 23 στο πολεοδομικό συγκρότημα της Πάτρας και αποτελεί σημαντική συνιστώσα του ευρύτερου αστικού δικτύου επιταχυνσιογράφων (UPAN) της πόλης που λειτουργεί από το 26. Παρουσιάζονται με

Συνεδρία XIV Εδαφοδυναμική : Εργαστηριακές και Επί Τόπου Δοκιμές Εδαφοδυναμικής_XIV.8 μορφή διαγραμμάτων στατιστικά στοιχεία για τη διαθέσιμη βάση σεισμικών καταγραφών καθώς και αρχικά αποτελέσματα επεξεργασίας των σεισμικών καταγραφών και μικροθορύβου με τη μέθοδο του φασματικού λόγου Η/V. 2. ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΚΑΤΑΚΟΡΥΦΗΣ ΔΙΑΤΑΞΗΣ ΕΠΙΤΑΧΥΝΣΙΟΓΡΑΦΩΝ (VA-) H κατακόρυφη διάταξη επιταχυνσιογράφων (VA-) αποτελεί επέκταση του αστικού δικτύου επιταχυνσιογράφων του Πανεπιστημίου Πατρών (UPAN) (Μπατίλας κ.α., 24) και εγκαταστάθηκε τον Ιούλιο του 23 στο νοτιοανατολικό τμήμα της Πάτρας και συγκεκριμένα στη Τριάντειο Βιομηχανική Σχολή Πατρών που βρίσκεται σε απόσταση.5km από την ακτογραμμή του Πατραϊκού κόλπου (Σχήμα α) σε υψόμετρο +2m, περίπου. Το VA- περιλαμβάνει τρία τριαξονικά επιταχυνσιόμετρα τύπου KINEMETRICS Force Balance Accelerometer Model SBEPI εγκαταστημένα στον πυθμένα τριών γειτονικών γεωτρήσεων σε βάθη, 2m, 34m και 7.5m από την επιφάνεια του εδάφους και ένα τριαξονικό επιφανειακό επιταχυνσιόμετρο τύπου KINEMETRICS Force Balance Accelerometer Model FBA ES-T σε ειδικά διαμορφωμένο επιφανειακό φρεάτιο σε πολύ κοντινή απόσταση από τις γεωτρήσεις (Σχήμα β). Η πάκτωση των υπόγειων επιταχυνσιογράφων στον πυθμένα των γεωτρήσεων πραγματοποιήθηκε με χρήση υάλινων σφαιριδίων διαφορετικών διαμέτρων, επιτρέποντας έτσι τη μελλοντική ανάκτηση των επιταχυνσιογράφων (Σχήμα γ, δ). Η ευαισθησία των επιταχυνσιογράφων είναι V/g με μέγιστο εύρος καταγραφής ±2g. Για την καταγραφή και αποθήκευση των χρονικών ιστοριών των κινήσεων χρησιμοποιείται 24bit καταγραφικό-ψηφιοποιητής της Digitexx (PDAQ Premium) συνδεδεμένο στο διαδίκτυο. Για τον γεωτεχνικό χαρακτηρισμό της θέσης πραγματοποιήθηκε γεωτεχνική έρευνα η οποία περιέλαβε τη διάνοιξη τριών γεωτρήσεων, Γ-, Γ-2, και Γ-3 με βάθη διάτρησης 74m, 2.5m και 35m, αντίστοιχα. Η γεώτρηση Γ-3 απέχει 4m και 7m, από τις γεωτρήσεις Γ- και Γ- 2, αντίστοιχα. Σημειώνεται ότι στην γεώτρηση Γ- έγινε συνεχής δειγματοληψία με εκτέλεση της Δοκιμής Τυποποιημένης Διείσδυσης (SPT) ανά 3m, περίπου, ενώ οι τυφλές γεωτρήσεις Γ-2 και Γ-3 χρησιμοποιήθηκαν μόνο για την εγκατάσταση των επιταχυνσιογράφων της κατακόρυφης διάταξης (VA-). Οι υπόγειοι επιταχυνσιογράφοι SBEPI τοποθετήθηκαν σε πλαστικούς αποκλισιομετρικούς σωλήνες κυκλικής διατομής και εξωτερικής διαμέτρου 85mm όπου πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις κατακορυφότητας των τριών γεωτρήσεων. Τα αποτελέσματα υποδεικνύουν απόκλιση από την κατακόρυφο έως 2%. Η απλοποιημένη εδαφική τομή στη θέση της VΑ- παρουσιάζεται στο Σχήμα 2α. Η εδαφική στρωματογραφία χαρακτηρίζεται ως σύνθετη και περιλαμβάνει εναλλασσόμενες στρώσεις συνεκτικών και αμμωδών/χαλικωδών εδαφικών σχηματισμών. Ο φρεάτιος ορίζοντας είναι αρτεσιανός και συναντάται σε βάθος 8m από την επιφάνεια. Κατά τη διάνοιξη της γεώτρησης Γ- πραγματοποιήθηκαν 25 Τυποποιημένες Δοκιμές Διείσδυσης (SPT) σε αυξανόμενα βάθη από την επιφάνεια του εδάφους (Σχήμα 2γ) με ταυτόχρονη μέτρηση του λόγου ενέργειας κτύπων (Μπατίλας κ.α., 24). Για τον προσδιορισμό της κατανομής της ταχύτητας διάδοσης των εγκαρσίων κυμάτων V s - βάθος πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις επιφανειακών κυμάτων χρησιμοποιώντας τόσο παθητική (μέθοδος ReMi) όσο και ενεργητική πηγή διέγερσης (SASW). Ως ενεργητική πηγή διέγερσης χρησιμοποιήθηκαν ηλεκτρομηχανικοί δονητές με εύρος συχνότητας 2Hz έως 2Ηz, καθώς επίσης και πτώση βάρους 25kg από ύψος 2.m, περίπου. Τα συνδυασμένα αποτελέσματα των ανωτέρω δοκιμών συνοψίζονται στο Σχήμα 2δ. Παρατηρείται ότι η τιμή της V S αυξάνεται γενικά με το βάθος και προσεγγίζει την τιμή V S =55 m/sec σε βάθος 35 m, περίπου. Η τιμή της μέσης ταχύτητας στα πρώτα 3 m του εδάφους προκύπτει V S3 =284 m/sec, και αντιστοιχεί σε κατηγορία εδάφους C κατά EC-8. 3. ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ - ΕΥΑΙΣΘΗΣΙΑ ΤΗΣ ΚΑΤΑΚΟΡΥΦΗΣ ΔΙΑΤΑΞΗΣ (VA-) Τα 2 κανάλια των τεσσάρων εγκατεστημένων τριαξονικών επιταχυνσιογράφων του VA- καταλήγουν σε 24 bit ψηφιοποιητή μέγιστης ικανότητας υποδοχής 6 καναλιών ο οποίος ελέγχεται από λογισμικό βασισμένο στη πλατφόρμα LabView της National Instruments

Συνεδρία XIV Εδαφοδυναμική : Εργαστηριακές και Επί Τόπου Δοκιμές Εδαφοδυναμικής_XIV.8 (α) (β) (γ) (δ) Σχήμα. (α) Θέση της VA- στη Πάτρα, (β) οι θέσεις των γεωτρήσεων Γ-, Γ-2 και Γ-3, και (γ, δ) στιγμιότυπα από την εγκατάσταση των υπόγειων επιταχυνσιομέτρων. Figure. (α) Location of VA- in Patras, (b) location of boreholes G-, G-2 and G-3, and (c, d) photographs from the installation of subsurface accelerometers. Σχήμα 2. (α) Εδαφική τομή στη θέση VΑ-, (β) βάθος εγκατάστασης οργάνων στη θέση VΑ-, (γ) αποτελέσματα δοκιμής Ν SPT και (δ) κατανομή V S -βάθος. Figure 2. (α) Soil stratigraphy at VΑ- site, (b) depths of instrument, (c) SPT blow count and (d) V s -depth variation. (Digitexx, PDAQ Premium Ver. 2.4). To λογισμικό επιτρέπει τη παρακολούθηση των συνδεδεμένων καναλιών σε πραγματικό χρόνο (real time), τον καθορισμό των παραμέτρων δειγματοληψίας (sampling rate), καθώς και των παραμέτρων και διάρκειας καταγραφών των σεισμικών γεγονότων (trigger, pre-event και post-event). Επίσης παρέχεται η δυνατότητα χρήσης ψηφιακών φίλτρων συχνοτήτων αποκοπής κατά το στάδιο συνεχούς λειτουργίας

PGA (gal) Συνεδρία XIV Εδαφοδυναμική : Εργαστηριακές και Επί Τόπου Δοκιμές Εδαφοδυναμικής_XIV.8 (Digitexx, 2). Το ανωτέρω σύστημα είναι εγκατεστημένο σε φορητό υπολογιστή στη θέση εγκατάστασης της VA-, ο οποίος είναι συνδεδεμένος στο διαδίκτυο και επιτρέπει τον απομακρυσμένο έλεγχο και τη λήψη των καταγραφών. Η διόρθωση βάσης (baseline correction) πραγματοποιείται με τη χρήση ψηφιακών φίλτρων με εύρος ζώνης.5hz έως 32Hz (bandpass FFT filter, Butterworth 8 th order) ενώ η συχνότητα δειγματοληψίας είναι ίση με.5sec που αντιστοιχεί σε μέγιστη συχνότητα Hz. Η καταγραφή ενεργοποιείται όταν η στάθμη σήματος της οριζόντιας συνιστώσας του επιταχυνσιογράφου που βρίσκεται σε βάθος 7.5m υπερβεί τα.gal. Οι καταγραφές περιλαμβάνουν καταγραφής 6sec και 2sec πριν και μετά αντίστοιχα από την ικανοποίηση της ανωτέρω συνθήκης (pre-event και post-event time). Η στάθμη θορύβου του συστήματος κατά τις νυχτερινές ώρες είναι.2gal ( -6 g) επιτρέποντας την απόκτηση ποιοτικών καταγραφών που χαρακτηρίζονται από υψηλό λόγο σήματος προς θόρυβο (signal to noise ratio, SNR) ενώ αυξάνει κατά μία τάξη μεγέθους τουλάχιστον τις πρωινές και μεσημβρινές ώρες, λόγω ανθρωπογενών δραστηριοτήτων. Στο Σχήμα 3 απεικονίζεται παράδειγμα καταγραφής του σεισμού της Κεφαλονιάς μεγέθους Μ w =6., στις 26 Ιανουαρίου 24. Depth=.m 26--24, 3:55:42, M W =6., 38.22N 2.53E, Depth=2km X-, az=9 o Depth=34.m X-3, az=345 o - Depth=.m Y-, az= o - Depth=34.m Y-3, az=255 o - - Depth=.m Z- Depth=34.m Z-3 - Depth=2.m X-2, az=9 o Depth=7.5m X-4, az=6 o - - - Depth=2.m Y-2, az=29 o Depth=7.5m Y-4, az=6 o - Depth=2.m Z-2 - Depth=7.5m Z-4 - - 5 5 2 25 5 5 2 25 Xρόνος, sec Xρόνος, sec Σχήμα 3. Παράδειγμα καταγραφής σεισμικού γεγονότος από το κατακόρυφο δίκτυο. Figure 3. Example of earthquake recordings at the downhole array. Κατά τους πρώτους μήνες λειτουργίας της κατακόρυφης διάταξης επιταχυνσιογράφων VΑ- έγινε δυνατή η καταγραφή μεγάλου αριθμού (6) σεισμικών γεγονότων. Στο Σχήμα 4 απεικονίζεται η αθροιστική καμπύλη αλλά και ο ρυθμός καταγραφής των σεισμικών γεγονότων ανά ημέρα λειτουργίας. Παρατηρείται ότι ο μέσος ρυθμός καταγραφής σεισμικών γεγονότων είναι 4 γεγονότα/ημέρα, περίπου, ενώ κατά την σεισμική ακολουθία του πρόσφατου σεισμού της Κεφαλονιάς (26//24) καταγράφηκαν 5, περίπου, σεισμοί σε διάρκεια 2 ημερών. Στο Σχήμα 5α παρουσιάζονται η κατανομή των μεγεθών των διαθέσιμων σεισμικών γεγονότων ενώ στο Σχήμα 5β παρουσιάζεται η κατανομή της μέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης σε βάθος -7.5m. Παρατηρείται ότι το 94% των διαθέσιμων καταγραφών έχουν μέγεθος Μ L <4, ενώ οι μέγιστες εδαφικές επιταχύνσεις κυμαίνονται από -5 g έως -4 g.

Αριθμός Γεγονότων Αριθμός Γεγονότων Συνεδρία XIV Εδαφοδυναμική : Εργαστηριακές και Επί Τόπου Δοκιμές Εδαφοδυναμικής_XIV.8 Στο Σχήμα 6 παρουσιάζονται τα χαρακτηριστικά του συνόλου των σεισμικών δεδομένων που καταγράφηκαν από τη κατακόρυφη διάταξη και συγκεκριμένα οι κατανομές του τοπικού μεγέθους M L και του εστιακού βάθους σε σχέση με την υποκεντρική απόσταση R (km). Όλα τα ανωτέρω στοιχεία αντλήθηκαν από τη βάση δεδομένων του Γεωδυναμικού Ινστιτούτου του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών (http://bbnet.gein.noa.gr/hl/database) εκτός από τους σεισμούς με επίκεντρα εκτός ελληνικής επικράτειας, τα στοιχεία των οποίων αντλήθηκαν από το EMSC (European Mediterranean Seismological Center). Παρατηρείται ότι είναι δυνατή η καταγραφή σεισμικών γεγονότων ποικίλου μεγέθους (.8 έως 7.9) προερχόμενων από υποκεντρικές αποστάσεις 8km έως και 98km. Τέλος, απεικονίζεται η κατανομή της τιμής RMS της μέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης σε βάθος -7.5m (PGA 4 ) των δύο οριζόντιων συνιστών σε σχέση με την υποκεντρική απόσταση της σεισμικής πηγής από τον σταθμό καταγραφής. Η κατακόρυφη διάταξη επιταχυνσιογράφων VA- έχει ευαισθησία καταγραφής -3 gal γεγονός που επιτρέπει την καταγραφή πολύ μικρών γεγονότων του εγγύς πεδίου με μεγέθη μικρότερα του Μ L =.8, ενώ έγινε δυνατή η καταγραφή γεγονότος με μέγεθος Μ w =7.9 από απόσταση 98km. 8 6 4 Σεισμική ακολουθία σεισμού Κεφαλονιάς 26//24, Μ=6. 3/2/24, Μ=6. 4events/day Σεισμική ακολουθία σεισμού Κεφαλονιάς 26//24, Μ=6. 3/2/24, Μ=6. 2 8 6 4 γεγονότα/d 4 4 γεγονότα/d 2 5 5 2 25 3 35 7/23 Χρόνος, ημέρες 5 5 2 25 3 35 Χρόνος, ημέρες Σχήμα 4. Αθροιστική καμπύλη και ρυθμός καταγραφής σεισμικών γεγονότων ανά ημέρα. Figure 4. Cumulative curve and rate of recordings per day. 4. ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΛΟΓΙΣΜΙΚΟΥ ΚΑΙ ΒΑΣΗΣ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ Αναπτύχθηκε λογισμικό διαχείρισης και επεξεργασίας των σεισμικών δεδομένων το οποίο επιτρέπει: α) την οπτική επιθεώρηση όλων των καταγραφών, β) την εισαγωγή φίλτρων FFT όπου κρίνεται απαραίτητο για την απομάκρυνση του θορύβου από τα σεισμικά σήματα, γ) τον υπολογισμό της συνάρτησης αλληλοσυσχέτισης μεταξύ δύο σημάτων, δ) τον υπολογισμό της τιμής RMS της μέγιστης επιτάχυνσης των οριζοντίων συνιστωσών, ε) τον προσδιορισμό των χρόνων άφιξης P και S από τον χρήστη, στ) την παραγωγή των φασμάτων απόκρισης όλων των καναλιών του VA- στο επιλεγμένο παράθυρο του χρόνου, ζ) την απεικόνιση του επικέντρου μέσω της εφαρμογής Google maps, και η) την στατιστική παρουσίαση των σεισμικών καταγραφών (Σχήμα 4 έως Σχήμα 6). Τέλος, το λογισμικό έχει τη δυνατότητα αυτόματης παραγωγής των φασμάτων απόκρισης για ομαδοποιημένα δεδομένα (π.χ. με βάση απόσταση, μέγεθος, PGA κ.α.) χρησιμοποιώντας χρονικά παράθυρα επιλεγμένα από τον χρήστη (π.χ. κύμα P, κύμα S, κύμα ουράς ή coda, μικροθόρυβο pre event) κάνοντας δυνατή τη άμεση παραγωγή φασματικών λόγων απόκρισης για όλους τους δυνατούς συνδυασμούς καναλιών του VA-. Το ανωτέρω λογισμικό αντλεί πληροφορίες από βάση δεδομένων στην οποία καταχωρούνται οι εξής πληροφορίες: Ημερομηνία και ώρα γένεσης, το επίκεντρο, το μέγεθος, το βάθος και περιγραφική τοποθεσία από το Γεωδυναμικό Ινστιτούτο του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών. Στη συνέχεια, η βάση δεδομένων συμπληρώνεται αυτόματα με την απόσταση (υποκεντρική και επικεντρική) και με το αζιμούθιο. Τέλος, η βάση δεδομένων

a max,4 (cm/s 2 ) Εστιακό βάθος (km) Αριθμός σεισμικών καταγραφών Συνεδρία XIV Εδαφοδυναμική : Εργαστηριακές και Επί Τόπου Δοκιμές Εδαφοδυναμικής_XIV.8 συμπληρώνεται με τους χρόνους άφιξης των κυμάτων P και S, καθώς και τις μέγιστες τιμές RMS της μέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης των οριζόντιων συνιστωσών για κάθε ένα βάθος καταγραφής του VA-. 362 2 2 7 <. E-2-E- - -.- - - - Μέγιστη επιτάχυνση a max, 4 (cm/s 2 ) Σχήμα 5. Αριθμός διαθέσιμων σεισμικών καταγραφών ως συνάρτηση του μεγέθους Μ L ή Μ w και της μέγιστης εδαφικής επιτάχυνσης σε βάθος -7.5m. Figure 5. Number of available earthquake recordings as a function of size (M L or M w ) and peak acceleration at depth -7.5m. Μέγεθος, M L ή M w Μέγεθος, M L ή M w 9 8 7 6 5 4 3 2 2 3 4 5 Υποκεντρική απόσταση, R (km) 9 8 7 6 5 4 3 2 2 Εστιακό βάθος (km) 2 - -2 2 3 4 5 Υποκεντρική απόσταση, R (km) 2 3 4 5 Υποκεντρική απόσταση, R (km) Σχήμα 6. Κατανομή μεγέθους (M L ή M w ) και εστιακού βάθους για το σύνολο των σεισμικών δεδομένων, σε σχέση με την υποκεντρική απόσταση R (km). Figure 6. Distribution of M L or M w dand focal depth for the dataset, in relation to the hypocentral distance R (km). 5. ΑΡΧΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Ο αρχικός στόχος για την αξιολόγηση των αποτελεσμάτων των εισερχόμενων καταγραφών ήταν α) ο προσδιορισμός των χαρακτηριστικών της θέσης εγκατάστασης της διάταξης όσον

Συνεδρία XIV Εδαφοδυναμική : Εργαστηριακές και Επί Τόπου Δοκιμές Εδαφοδυναμικής_XIV.8 αφορά την δεσπόζουσα περίοδο και β) των χαρακτηριστικών ενίσχυσης της κίνησης στην επιφάνεια του εδάφους σε σχέση με τη κίνηση του υποβάθρου. Ο προσδιορισμός της δεσπόζουσας περιόδου είναι δυνατός με την εφαρμογή της μεθόδου Nakamura (Nakamura, 989) στην οποία υπολογίζεται ο φασματικός λόγος H/V της καταγραμμένης οριζόντιας κίνησης προς την κατακόρυφη κίνηση. Πλεονέκτημα της μεθόδου αποτελεί η απαλοιφή των επιδράσεων της σεισμικής πηγής και της διαδρομής των σεισμικών κυμάτων στις καταγραμμένες κινήσεις. Αν και η μέθοδος Nakamura προτάθηκε αρχικά για την αξιοποίηση καταγραφών μικροθορύβου, σήμερα πλέον χρησιμοποιείται και στις περιπτώσεις ασθενών και ισχυρών σεισμικών καταγραφών (Theodoulidis and Bard, 995). Αξίζει να σημειωθεί ότι ένας αριθμός πρόσφατων εφαρμογών της μεθόδου Nakamura έχει αναδείξει τα πλεονεκτήματα της χρήσης φασμάτων απόκρισης, έναντι των φασμάτων Fourier, κατά τον υπολογισμό των φασματικών λόγων (Zhao et al., 26). Σημειώνεται επίσης ότι κατά τον υπολογισμό των φασματικών λόγων H/V, η χρησιμοποιούμενη οριζόντια κίνηση αποτελεί τον γεωμετρικό μέσο των δύο οριζόντιων φασματικών συνιστωσών. Στο διάγραμμα του Σχήματος 7 παρουσιάζονται οι φασματικοί λόγοι H/V του επιφανειακού επιταχυνσιογράφου της διάταξης VA- υπολογισμένοι με χρήση των φασμάτων απόκρισης για διαφορετικά παράθυρα σεισμικών κυμάτων. Συγκεκριμένα, γίνεται χρήση των κυμάτων S, των κυμάτων ουράς (coda wave) αλλά και καταγραφών μικροθορύβου (5sec) που αποτελούν τμήμα της καταγραφής πριν από την άφιξη των κυμάτων P (pre event). Σημειώνεται ότι οι καμπύλες αποτελούν τους μέσους όρους 3 σεισμικών καταγραφών, με μέγιστη εδαφική επιτάχυνση a max,4 <.5gal. Η επιθεώρηση των διαγραμμάτων υποδεικνύει πολύ καλή συμφωνία των διαφόρων τύπων καμπυλών και την εκτίμηση της δεσπόζουσας περιόδου T και συγκεκριμένα κυμαίνεται από.4-.5sec. Αναγνωρίζεται επίσης και μία κορυφή σε μεγάλες τιμές της περιόδου (4.sec έως 5.sec) η οποία εκτιμάται ότι αντιπροσωπεύει το γεωλογικό υπόβαθρο της πόλης της Πάτρας. Η εδαφική ενίσχυση προκύπτει σαφώς μειωμένη για την περίπτωση του μικροθορύβου, που βρίσκεται σε συμφωνία με τους Molnar and Cassidy, 26. Στο Σχήμα 7 απεικονίζεται η κατανομή της μέσης τιμής των μέγιστων εδαφικών επιταχύνσεων με το βάθος. Οι λόγοι των μεγίστων οριζοντίων εδαφικών επιταχύνσεων του επιφανειακού επιταχυνσιογράφου και των ενδιάμεσων βαθών προς τη μέγιστη οριζόντια εδαφική επιτάχυνση σε βάθος 7.5m, έχουν προκύψει ίσοι με: PGA /PGA 4 =2.2, PGA 2 /PGA 4 =.5 και PGA 3 /PGA 4 =.3. Σημειώνεται ότι οι ανωτέρω τιμές έχουν προκύψει από το σύνολο των διαθέσιμων καταγραφών και παρατηρείται ότι η κατανομή των επιταχύνσεων είναι σχεδόν γραμμική από τα 7m έως τα 2m (από έως.5) ενώ στα ανώτερα 2m παρατηρείται έντονη εδαφική ενίσχυση έως την τιμή PGA/PGA 4 =2.2. 6. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Με βάση τις αναλύσεις της παρούσας έρευνας μπορούν να διατυπωθούν τα ακόλουθα συμπεράσματα: Η λειτουργία της νέας κατακόρυφης διάταξης επιταχυνσιογράφων (VA-) της Πάτρας έχει κάνει δυνατή τη δημιουργία βάσης δεδομένων που περιλαμβάνει ήδη ( μήνες μετά την εγκατάσταση) 6 σεισμικές καταγραφές ασθενούς σεισμικής κίνησης. Η μεγάλη ευαισθησία των ψηφιακών επιταχυνσιογράφων της διάταξης έχει επιτρέψει την καταγραφή γεγονότων εγγύς πεδίου πολύ μικρού μεγέθους (M L <) καθώς και πολύ μακρινών (98km) ισχυρών σεισμών (M w =7.9). Οι διαθέσιμες καταγραφές υποδεικνύουν ενίσχυση της οριζόντιας επιφανειακής επιτάχυνσης, σε σχέση με την επιτάχυνση βάσης (-7.5m) της τάξης του 2.2 και περιοχή δεσποζουσών περιόδων από.4sec έως.5sec. Αναγνωρίζεται επίσης και περιοχές δευτερευουσών περιόδων (4sec έως 5sec) που εκτιμάται ότι αντιστοιχεί στο γεωλογικό υπόβαθρο της πόλης.

H/V Βάθος, m Συνεδρία XIV Εδαφοδυναμική : Εργαστηριακές και Επί Τόπου Δοκιμές Εδαφοδυναμικής_XIV.8 (a) Περίοδος, sec. 3. 2.5 2..5..5. T o =.4-.5sec (a max,4 <.5gal) T o =4.-5.sec Kύμα ουράς Κύμα S Μικροθόρυβος (b) PGA / PGA 4.5..5 2. 2.5 5 # 5 #2 2 25 3 #3 35 4 45 5 55 6 65 7 #4 75 Σχήμα 7. (α) Καμπύλες καταγραμμένων φασματικών λόγων επιτάχυνσης H/V στη θέση της VA-, χρησιμοποιώντας χρονικά παράθυρα S, coda και μικροθορύβου (3 σεισμικές καταγραφές με a max,4 <.5gal), (β) κατανομή με το βάθος της μέσης τιμής των καταγραμμένων οριζόντιων επιταχύνσεων στη θέση της VA-. Figure 7. (a) Recorded acceleration spectral H/V ratios at VA- time windows S, coda and microtremor (average for the entire dataset), (b) Distribution with depth of averaged of recorded horizontal accelerations at VA-. 7. ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Θεοφιλοπούλου, Ο.Σ., Πελέκης, Π.Κ., Αθανασόπουλος, Γ.Α., Βλαχάκης Β.Α., και Μπατίλας, Α.Β., (24), Κατακόρυφη Διάταξη Επιταχυνσιογράφων στην Πάτρα: Χαρακτηριστικά Εδαφικής Απόκρισης με βάση τις Διαθέσιμες Σεισμικές Καταγραφές, Πρακτικά 7 ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Γεωτεχνικής Μηχανικής, Αθήνα, Νοέμβριος 24. Μπατίλας, Α.Β., Πελέκης, Π.Κ., Βλαχάκης, Β.Σ., και Αθανασόπουλος, Γ.Α., (24), Αστικό Δίκτυο Επιταχυνσιογράφων στο Πολεοδομικό Συγκρότημα Πάτρας Χαρακτηριστικά Δικτύου και Ανάλυση Καταγραφών, 7 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής Μηχανικής, Αθήνα, Νοέμβριος 24. Μπατίλας, Α.Β., Ρούσσος, Π.Γ., και Αθανασόπουλος, Γ.Α., (24), Διεξαγωγή της Δοκιμής SPT στον Ελληνικό Χώρο με Ταυτόχρονη Μέτρηση του Λόγου Ενέργειας Κρούσης-Πρώτα Συμπεράσματα, 7 ο Πανελλήνιο Συνέδριο Γεωτεχνικής Μηχανικής, Αθήνα, Νοέμβριος 24. Digitexx, 2, Portable Data Acquisition System, PDAQ Premium: user manual, Document No. 93, Digitexx Data Systems, Inc., March 29, 2. Molnar, S., and Cassidy, J.F., (26), A Comparison of Site Response Techniques Using Weak-Motion Earthquakes and Microtremors, Earthquake Spectra, Vol. 22, No., pp. 69 88. Nakamura, Y., (989), A method for dynamic characteristics estimation of subsurface using microtremor on the ground surface, QR of Railway Technical Research Institute, Vol. 3, pp. 25-33. Theodoulidis N.P., and Bard P.-Y., (995), Horizontal to vertical spectral ratio and geological conditions: an analysis of strong motion data from Greece and Taiwan (SMART-), Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol. 4, pp. 77-97. Zhao J.X., Irikura K., Zhang J., Fukushima Y., Somerville P.G., Asano A., Ohno Y., Oouchi T., Takahashi T., and Ogawa H., (26), "An Empirical Site-Classification Method for Strong-Motion Stations in Japan Using H/V Response Spectral Ratio, Bull. Seism. Soc. Am., Vol. 96, No. 3, pp. 94-925.