A New Strong-Ground Motion Attenuation Relationship for the Middle Part of North Anatolian Fault Zone (NAFZ)

Year 2019, Volume: 1 Issue: 1, 1 - 14, 26.06.2019

Nilgün Lütfiye Sayıl , Aleyna Gençoğlu

https://doi.org/10.46464/tdad.560557

Cited By: 2

Abstract

In this
study, a new strong-ground motion attenuation relationship has been developed
for the middle part of the North Anatolian Fault Zone (NAFZ) by using peak
ground acceleration (PGA) values on 208 horizontal components of the 63
earthquake records. In addition to the magnitude and epicenter distance used in
the relations described so far, new parameters such as seismic moment and
strain drop, which define the dynamic characteristics of the faulting zone, have
been added together with the effect of local soil conditions. It was determined
that the attenuation relationship is coherent with log-normal distribution
considering the standard deviation of 0.35 and a correlation coefficient of
0.89. Calculated seismic moment values ​​for earthquakes were found between
values of 21.34 - 24.64 dyn.cm, and the stress drop values ​​were computed
between 19.59 and 23.58 bar in the present study. PGA values ​​were directly
related to stress drop and seismic moment in the developed attenuation
relationship.

Keywords

Attenuation relationship, Strong ground motion, Earthquake Hazard, NAFZ

Supporting Institution

Karadeniz Technical University

Thanks

Disaster and Emergency Management Authority (AFAD)

Kuzey Anadolu Fay Zonu’nun (KAFZ) Orta Kesimi İçin Yeni Bir Kuvvetli Yer Hareketi Azalım İlişkisi

Abstract

Bu
çalışmada Kuzey Anadolu Fay Zonu’nun (KAFZ) orta kesimi için 63 adet deprem
kaydının 208 yatay bileşendeki pik yer ivmesi (PGA) değeri kullanılarak yeni
bir azalım ilişkisi geliştirilmiştir. Şimdiye kadar tanımlanan azalım
ilişkilerinde, kullanılan magnitüd ve episantır uzaklığının yanı sıra yerel
zemin koşullarının etkisi ile faylanma bölgesinin dinamik özelliklerini
tanımlayan sismik moment ve gerilme düşümü gibi yeni parametreler eklenmiştir.
Azalım ilişkisinin 0.35’lik standart sapma ve 0.89’luk ilişki katsayısı ile Log-normal
dağılıma uygun olduğu belirlenmiştir. Bu
çalışmada kullanılan depremler için hesaplanan sismik moment değerleri 21.34 - 24.64
dyn.cm, gerilme düşümü değerleri ise 19.59 - 23.58 bar aralığında
hesaplanmıştır. Geliştirilen azalım ilişkisi bağıntısında PGA değerlerinin gerilme düşümü ve sismik moment ile doğrudan ilişkili olduğu
gösterilmiştir.

Keywords

Azalım ilişkisi, Kuvvetli yer hareketi, Deprem Tehlikesi, KAFZ

References

• Abrahamson N.A., Silva W.J., 1997. Empirical response spectral attenuation relations for shallow crustal earthquakes, Seismol. Res. Lett. 68(1), 94-127.
• AFAD 2018. Türkiye Deprem Veri Merkezi Projesi (TDVM), Ankara (http://kyhdata.deprem.gov.tr/2K/ kyhdata_v4.php)
• Aki K., 1972. Earthquake mechanism, Tectonophysics 13, 423-446.
• Akkar S., Cagnan Z., 2010. A Local Ground Motion Predictive Model for Turkey and its Comparison with other Regional and Global Ground-Motion Models, Bull. Seismol. Soc. Am. 100, 2978-2995.
• Ambraseys N.N., Simpson K.A., Bommer J.J., 1996. Prediction of Horizontal Response Spectra in Europe, Earthq. Eng. Struct. Dyn., 25 (4), 371-400.
• Ambraseys N.N., Douglas J., Sarma S.K., Smit P.M., 2005. Equations for estimation of strong ground motions from shallow crustal earthquakes using data from Europe and Middle East: Horizontal peak ground acceleration and spectral acceleration, Bull. Earthquake Eng., 3, 1- 53.
• Aydan O., Sedaki M., Yarar R., 1996. The Seismic Characteristics of Turkish Earthquakes, Eleventh World Conference on Earthquake Engineering, June 23-28, 2016, Acapulco, Mexico.
• Aydın Y. 2016. Zaman ve Magnitüd Kestirilebilir Model ile Türkiye’de Uzun Dönem Deprem Kestirimi, Yüksek Lisans Tezi, Karadeniz Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeofizik Mühendisliği Bölümü, Trabzon, 115 s.
• Beyaz T. 2004. Zemin Etkisinden Arındırılmış Deprem Kayıtlarına Göre Türkiye için Yeni Bir Deprem Enerjisi Azalım Bağıntısının Geliştirilmesi, Ankara Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeofizik Mühendisliği Bölümü, Ankara, 150 s.
• Bindi D., Parolai S., Grosser H., Milkereit C., Durukal E., 2007. Empirical Ground-motion Prediction Equations for Northwestern Turkey using the Aftershocks of the 1999 Kocaeli Earthquake, Geophys. Res. Lett. 34 (8), 1-5.
• Boore D.M., Joyner W.B., Fumal T.E., 1997. Equations for Estimating Horizontal Response Spectra and Peak Acceleration from Western North American Earthquakes: A Summary of Recent Work, Seismol. Res. Lett. 68, 128-153.
• Chen P., Chen H., 1989. Scaling law and its applications to earthquake statistical relations, Tectonophysics, 166, 53-72.
• Çeken U. 2007. Marmara Bölgesinin Kuvvetli Yer Hareketi Azalım İlişkisi Modeli, Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeofizik Mühendisliği Bölümü, Sakarya, 213 s.
• Fukishima Y., Tanaka T., 1990. A new attenuation relation for peak horizontal acceleration of strong earthquake ground motion in Japan, Bull. Seismol. Soc. Am. 80, 757-783.
• Gulkan P., Kalkan E., 2002. Attenuation modeling of recent earthquakes in Turkey, J. Seismol. 6, 397−409.
• İnan E., Çolakoğlu Z., Koç N., Bayülke N., Çoruh E., 1996. 1976- 1996 Yılları Arası İvme Kayıtları Olan Deprem Kataloğu, T.C. Bayındırlık ve İskan Bakanlığı Afet İşleri Genel Müdürlüğü Deprem Araştırma Dairesi Başkanlığı, Ankara, 98 s.
• Kalkan E., Gulkan P., 2002. Empirical attenuation equations for vertical ground motion in Turkey, Earthq. Spectra, 20, 853-882.
• Kanamori H., 1977. The energy release in great earthquakes, J. Geophys. Res. 82, 2981- 2987.
• Kanamori H. Anderson D.L., 1975. Theoretical Basis of Some Empirical Relations in Seismology, Bull. Seismol. Soc. Am. 65, 1073-1095.
• Sadigh K., Chang S.Y., Egan J.A., Makdisi F., Youngs R.R., 1997. Attenuation relationships for shallow crustal earthquakes based on California strong motion data, Seismol. Res. Lett. 68 (1), 180-189.
• Sandikkaya M.A., Akkar S., 2016. Cumulative absolute velocity, Arias intensity and significant duration predictive models from a pan-European strong-motion dataset, Bull. Earthq. Eng. doi:10.1007/s10518-016-0066-6.
• TBDY, 2018. Afet ve Acil Durum Yönetimi Başkanlığı Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği.
• Ulusay R., Tuncay E., Sonmez H., Gokceoglu C., 2004. An Attenuation Relationship Based on Turkish Strong Motion Data and Iso-Acceleration Map of Turkey, Eng. Geol. 74, 265-291.
• Ulutas E., Ozer M.F., 2010. Empirical attenuation relationship of peak ground acceleration for Eastern Marmara region in Turkey, Arab. J. Sci. Eng., 35, 187−203.
• Wells D.L., Coppersmith K.J., 1994. New Empirical Relationships Among Magnitude, Rupture Length, Rupture Width, Rupture Area, and Surface Displacement, Bull. Seismol. Soc. Am. 84, 974-1002.