Οι σεισμικές καταγραφές στις οποίες εμπεριέχεται ένας ή περισσότεροι παλμοί στη χρονοϊστορία της ταχύτητας αποτελούν μια ειδική κατηγορία εδαφικών κινήσεων ιδιαίτερου ενδιαφέροντος, αφού είναι ικανές να προκαλέσουν σημαντικές βλάβες σε ένα μεγάλο εύρος κατασκευών. Οι παλμοί που εμπεριέχονται στις κινήσεις αυτές οφείλονται τυπικά σε φαινόμενα κατευθυντικότητας εντός μιας ζώνης κοντινού πεδίου και σπάνια σε άλλες αιτίες.     

Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία παρουσιάζεται μια νέα μεθοδολογία σύνθεσης τεχνητών επιταχυνσιογραφημάτων για περιπτώσεις κατευθυντικότητας κοντινού πεδίου. Η προτεινόμενη μεθοδολογία χρησιμοποιεί τις διαθέσιμες μεθοδολογίες των Π. Μίμογλου, Ι. Ψυχάρη και Ι. Ταφλαμπά (2012), Β. Καρδούτσου, Ι. Ταφλαμπά και Ι. Ψυχάρη (2014) και G. Calvi, D. Rodrigues και V. Silva (2018). Η εργασία διαρθρώνεται σύμφωνα με τα ακόλουθα κεφάλαια.     

 Στο 1ο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι καταγραφές κοντινού πεδίου, τα χαρακτηριστικά που τις διακρίνουν, καθώς και οι υπάρχουσες μέθοδοι για τον προσδιορισμό αυτών των χαρακτηριστικών. Αρχικά, περιγράφονται τα είδη της κατευθυντικότητας και η διαφοροποίηση της επιρροής του φαινομένου σε περιοχές με διαφορετικές σχετικές θέσεις ως προς την επιφάνεια του ρήγματος. Ακόμα, γίνεται μια περιγραφή των βασικότερων παραμέτρων που σχετίζονται με το φαινόμενο της κατευθυντικότητας, όπως έχουν διατυπωθεί από ερευνητές που έχουν ασχοληθεί εκτεταμένα με τις εδαφικές κινήσεις κοντινού πεδίου.     

Στο 2ο κεφάλαιο παρουσιάζεται η μέθοδος που προτάθηκε από τους Mavroeidi and Papageorgiou (2003). Αποτελεί μια ιδιαίτερα σημαντική μέθοδο αξιολόγησης των παραμέτρων που διέπουν την εδαφική κίνηση κοντινού πεδίου. Η μέθοδός τους στηρίζεται στη διαμόρφωση ενός σύνθετου κυματιδίου το οποίο εκφράζεται με μία απλή μαθηματική μορφή. Μέσω αυτού του αναλυτικού μοντέλου, επιτρέπεται η ικανοποιητική προσέγγιση των παλμών σε σημαντικό αριθμό εδαφικών καταγραφών και η ανάπτυξη κλειστών λύσεων για την εκτίμηση φασμάτων απόκρισης και φασμάτων Fourier. Συνεπώς, δίνεται η δυνατότητα παραμετρικής εκτίμησης της απόκρισης κατασκευών σε παλμούς κοντινού πεδίου.     

Στο 3ο κεφάλαιο παρουσιάζεται η μέθοδος που προτάθηκε από τους ερευνητές Π. Μίμογλου, Ι. Ψυχάρη και Ι. Ταφλαμπά (2012), η οποία αφορά τον προσδιορισμό των σημαντικών παλμών που περιλαμβάνονται στις καταγραφές των σεισμών κοντινού πεδίου. Η μέθοδος αυτή συνδυάζει την αποδεδειγμένη αποτελεσματικότητα της μαθηματικής παρουσίασης των παλμών κατευθυντικότητας από τους Mavroeidis and Papageorgiou (2003) με μια καλώς καθορισμένη διαδικασία για τον προσδιορισμό των χαρακτηριστικών των σχετικών κυματιδίων.     

Στο 4ο κεφάλαιο παρουσιάζεται μια διαφορετική προσέγγιση για την κατάταξη των καταγραφών σε παλμικές και μη παλμικές, όπως έχει προταθεί από τους Β. Καρδούτσου, Ι. Ταφλαμπά και Ι. Ψυχάρη (2014). Η αποτελεσματικότητα της μεθόδου έχει επαληθευτεί στην αρχική δημοσίευση εισαγωγής της (Kardoutsou et al. 2014) με εφαρμογή της σε ένα δείγμα 221 καταγραφών της βάσης δεδομένων NGA, για τις οποίες η μέγιστη εδαφική ταχύτητα είναι PGV>30 cm/s .     

Στο 5ο κεφάλαιο παρουσιάζεται η ελαστική και ανελαστική απαίτηση των σεισμών κοντινού πεδίου. Σε ότι αφορά τα ελαστικά φάσματα απόκρισης, οι παλμοί κατευθυντικότητας προκαλούν μια επαύξηση κωδωνοειδούς μορφής στα φάσματα μετακινήσεων στο πεδίο περιόδων κοντά στη δεσπόζουσα περίοδο του παλμού, TP . Για τα ανελαστικά φάσματα η επιρροή των φαινομένων κατευθυντικότητας είναι η τοπική επαύξηση του λόγου S_d,i(T)/S_d,e(T)  κοντά στην περιοχή περιόδων T≈0.5·TP , γεγονός που υποδηλώνει την απαίτηση μιας σημαντικά αυξημένης ανελαστικής απαίτησης στην περιοχή αυτή.     

Στο 6ο κεφάλαιο παρουσιάζεται η μέθοδος που προτάθηκε από τους G. Calvi, D. Rodrigues και V. Silva (2018), η οποία αφορά την υπόθεση της σταθερής ταχύτητας στο ενδιάμεσο εύρος περιόδων του φάσματος. Στη δημοσίευση τους αποδεικνύουν ότι η υπόθεση αυτή δεν ισχύει και είναι μη φυσικώς ορισμένη και προτείνουν μία σχέση με την οποία τροποποιείται το φάσμα στο ενδιάμεσο εύρος περιόδων. Η σχέση αυτή αποτελεί συνάρτηση μίας μόνο παραμέτρου με αποτέλεσμα να μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την τροποποίηση της περιοχής των ενδιάμεσων περιόδων του φάσματος. Βέβαια, προτείνεται και μία σχέση για την παράμετρο ως συνάρτηση του μεγέθους του σεισμού και της απόστασης από το επίκεντρο, η οποία στη παρούσα εργασία δεν χρησιμοποιείται.     

Στο 7ο κεφάλαιο παρουσιάζεται η προτεινόμενη μεθοδολογία για τη δημιουργία τεχνητών επιταχυνσιογραφημάτων για περιπτώσεις κατευθυντικότητας κοντινού πεδίου. Πιο συγκεκριμένα, επιλέγεται ένα δείγμα 221 καταγραφών κοντινού πεδίου της βάσης δεδομένων NGA και προσδιορίζονται οι σημαντικοί παλμοί με τη μεθοδολογία των Π. Μίμογλου, Ι. Ψυχάρη και Ι. Ταφλαμπά. Στη συνέχεια, διαχωρίζονται οι καταγραφές σε “παλμικές”, “μη παλικές” και “ασαφείς” με τη μεθοδολογία των Β. Καρδούτσου, Ι. Ταφλαμπά και Ι. Ψυχάρη. Για τις παλμικές καταγραφές τροποποιούνται τα φάσματα μέσω των συντελεστών του Newmark και της μεθοδολογίας των G. Calvi, D. Rodrigues και V. Silva και παράγονται για τη κάθε καταγραφή 7 τεχνητά επιταχυνσιογραφήματα τα οποία διαφοροποιούνται μόνο ως προς τη διαφορά φάσης. Για τα τεχνητά επιταχυνσιογραφήματα υπολογίζονται τα ελαστικά και ανελαστικά φάσματα μετακινήσεων, τα ελαστικά φάσματα επιταχύνσεων και ο δείκτης πλαστιμότητας σε όρους μετακινήσεων. Η διαδικασία αυτή εφαρμόζεται για διάφορα ζεύγη των συντελεστών του Newmark και της παραμέτρου της μεθοδολογίας των G. Calvi, D. Rodrigues και V. Silva, ώστε να προκύψει το βέλτιστο ζεύγος των παραμέτρων αυτών το οποίο θα καλύπτει τις απαιτήσεις της πραγματικής καταγραφής. Τέλος, αναφέρονται τα συμπεράσματα που προκύπτουν από τη διαδικασία που ακολουθήθηκε και τις περιπτώσεις που διερευνήθηκαν καθώς και προτάσεις για την περαιτέρω διερεύνηση του αντικειμένου.