UNCERTAINTIES ON VS PROFILES AND SITE RESPONSE AT A VERTICAL STRONG MOTION ARRAY

Παρουσιάζουμε μια λεπτομερή μελέτη πολλών VS προσομοιωμάτων στη θέση TST του πειραματικού πεδίου Euroseistest. Επωφελούμαστε από 62 διαθέσιμα προσομοιώματα που προέκυψαν στην ίδια θέση από μετρήσεις και μεθόδους όπως σεισμική συμβολομετρία, ανάλυση τάσεων-παραμορφώσεων και προσομοίωσης ανόπτησης σε σεισμικές καταγραφές, συμβατικές σεισμικές διασκοπήσεις (αντιστροφή επιφανειακών κυμάτων, crosshole and downhole), και σεισμικό θόρυβο σε δίκτυα. Όλα τα προσομοιώματα ομαδοποιήθηκαν σύμφωνα με τις τεχνικές ανάλυσης σε 5 μέσους όρους, Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι διαφέρουν μεταξύ τους καθώς εξαρτώνται από τις υποθέσεις κάθε τεχνικής. Οι διαφοροποιήσεις τους σε σχέση με τον μέσο όρο τους, αν και μικρές, είναι σημαντικές στις κατακόρυφες ασυνέχειες που ορίζουν τους σχηματισμούς διαφορετικής δυστμησίας, εισάγοντας σχετική αβεβαιότητα. Αποτελέσματα της σεισμικής απόκρισης με βάση τα προσομοιώματα έδειξαν ανάλογη αβεβαιότητα με σημαντική υποεκτίμηση της ενίσχυσης, γεγονός που πρέπει να διαχειρίζεται με προσοχή στον αντισεισμικό σχεδιασμό των κατασκευών. Παρουσιάζουμε μια λεπτομερή μελέτη πολλών VS προσομοιωμάτων στη θέση TST του νπειραματικού πεδίου Euroseistest. Επωφελούμαστε από 62 διαθέσιμα προσομοιώματα που προέκυψαν στην ίδια θέση από μετρήσεις και μεθόδους όπως σεισμική συμβολομετρία, ανάλυση τάσεων-παραμορφώσεων και προσομοίωσης ανόπτησης σε σεισμικές καταγραφές, συμβατικές σεισμικές διασκοπήσεις (αντιστροφή επιφανειακών κυμάτων, crosshole and downhole), και σεισμικό θόρυβο σε δίκτυα. Όλα τα προσομοιώματα ομαδοποιήθηκαν σύμφωνα με τις τεχνικές ανάλυσης σε 5 μέσους όρους, Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι διαφέρουν μεταξύ τους καθώς εξαρτώνται από τις υποθέσεις κάθε τεχνικής. Οι διαφοροποιήσεις τους σε σχέση με τον μέσο όρο τους, αν και μικρές, είναι σημαντικές στις κατακόρυφες ασυνέχειες που ορίζουν τους σχηματισμούς διαφορετικής δυστμησίας, εισάγοντας σχετική αβεβαιότητα. Αποτελέσματα της σεισμικής απόκρισης με βάση τα προσομοιώματα έδειξαν ανάλογη αβεβαιότητα με σημαντική υποεκτίμηση της ενίσχυσης, γεγονός που πρέπει να διαχειρίζεται με προσοχή στον αντισεισμικό σχεδιασμό των κατασκευών

Seismic wave amplification: Basin geometry vs soil layering.

International audienceThe main purpose of the paper is to analyze seismic site effects in alluvial basins and to discuss the influence of the knowledge of the local geology on site amplification simulations. Wave amplification is due to a combined effect of impedance ratio between soil layers and surface wave propagation due to the limited extent of the basin. In this paper, we investigate the influence of the complexity of the soil layering (simplified or detailed layering) on site effects in both time and frequency domain. The analysis is performed by the Boundary Element Method. The European test site of Volvi (Greece) is considered and 2D amplification in the basin is investigated for various soil models. Seismic signals are computed in time domain for synthetic Ricker signals as well as actual measurements. They are analyzed in terms of amplification level as well as time duration lengthening (basin effects) for both SH and SV waves. These results show that the geometry of the basin has a very strong influence on seismic wave amplification in terms of both amplification level and time duration lengthening. The combined influence of geometry/layering of alluvial basins seems to be very important for the analysis of 2D (3D) site effects but a simplified analysis could sometimes be sufficient. In the case of Volvi European test site, this influence leads to (measured and computed) 2D amplification ratios far above 1D estimations from horizontal layering descriptions

UNCERTAINTIES ON VS PROFILES AND SITE RESPONSE AT A VERTICAL STRONG MOTION ARRAY

Παρουσιάζουμε μια λεπτομερή μελέτη πολλών VS προσομοιωμάτων στη θέση TST του πειραματικού πεδίου Euroseistest. Επωφελούμαστε από 62 διαθέσιμα προσομοιώματα που προέκυψαν στην ίδια θέση από μετρήσεις και μεθόδους όπως σεισμική συμβολομετρία, ανάλυση τάσεων-παραμορφώσεων και προσομοίωσης ανόπτησης σε σεισμικές καταγραφές, συμβατικές σεισμικές διασκοπήσεις (αντιστροφή επιφανειακών κυμάτων, crosshole and downhole), και σεισμικό θόρυβο σε δίκτυα. Όλα τα προσομοιώματα ομαδοποιήθηκαν σύμφωνα με τις τεχνικές ανάλυσης σε 5 μέσους όρους, Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι διαφέρουν μεταξύ τους καθώς εξαρτώνται από τις υποθέσεις κάθε τεχνικής. Οι διαφοροποιήσεις τους σε σχέση με τον μέσο όρο τους, αν και μικρές, είναι σημαντικές στις κατακόρυφες ασυνέχειες που ορίζουν τους σχηματισμούς διαφορετικής δυστμησίας, εισάγοντας σχετική αβεβαιότητα. Αποτελέσματα της σεισμικής απόκρισης με βάση τα προσομοιώματα έδειξαν ανάλογη αβεβαιότητα με σημαντική υποεκτίμηση της ενίσχυσης, γεγονός που πρέπει να διαχειρίζεται με προσοχή στον αντισεισμικό σχεδιασμό των κατασκευών. Παρουσιάζουμε μια λεπτομερή μελέτη πολλών VS προσομοιωμάτων στη θέση TST του νπειραματικού πεδίου Euroseistest. Επωφελούμαστε από 62 διαθέσιμα προσομοιώματα που προέκυψαν στην ίδια θέση από μετρήσεις και μεθόδους όπως σεισμική συμβολομετρία, ανάλυση τάσεων-παραμορφώσεων και προσομοίωσης ανόπτησης σε σεισμικές καταγραφές, συμβατικές σεισμικές διασκοπήσεις (αντιστροφή επιφανειακών κυμάτων, crosshole and downhole), και σεισμικό θόρυβο σε δίκτυα. Όλα τα προσομοιώματα ομαδοποιήθηκαν σύμφωνα με τις τεχνικές ανάλυσης σε 5 μέσους όρους, Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι διαφέρουν μεταξύ τους καθώς εξαρτώνται από τις υποθέσεις κάθε τεχνικής. Οι διαφοροποιήσεις τους σε σχέση με τον μέσο όρο τους, αν και μικρές, είναι σημαντικές στις κατακόρυφες ασυνέχειες που ορίζουν τους σχηματισμούς διαφορετικής δυστμησίας, εισάγοντας σχετική αβεβαιότητα. Αποτελέσματα της σεισμικής απόκρισης με βάση τα προσομοιώματα έδειξαν ανάλογη αβεβαιότητα με σημαντική υποεκτίμηση της ενίσχυσης, γεγονός που πρέπει να διαχειρίζεται με προσοχή στον αντισεισμικό σχεδιασμό των κατασκευών

Toward Coarse-Grained Elasticity of Single-Layer Covalent Organic Frameworks

Two-dimensional covalent organic frameworks (2D COFs) are an interesting class of 2D materials since their reticular synthesis allows the tailored design of structures and functionalities. For many of their applications, the mechanical stability and performance is an important aspect. Here, we use a computational approach involving a density-functional based tight-binding method to calculate the in-plane elastic properties of 45 COFs with a honeycomb lattice. Based on those calculations, we develop two coarse-grained descriptions: one based on a spring network and the second using a network of elastic beams. The models allow us to connect the COF force constants to the molecular force constants of the linker molecules and thus enable an efficient description of elastic deformations. To illustrate this aspect, we calculate the deformation energy of different COFs containing the equivalent of a Stone-Wales defect and find very good agreement with the coarse-grained description

Understanding single-station ground motion variability and uncertainty (sigma) – Lessons learnt from EUROSEISTEST

Accelerometric data from the well-studied valley EUROSEISTEST are used to investigate ground motion uncertainty and variability. We define a simple local ground motion prediction equation (GMPE) and investigate changes in standard deviation (σ) and its components, the between-event variability (τ) and within-event variability (φ). Improving seismological metadata significantly reduces τ (30-50%), which in turn reduces the total σ. Improving site information reduces the systematic site-to-site variability, φS2S (20-30%), in turn reducing φ, and ultimately, σ. Our values of standard deviations are lower than global values from literature, and closer to path-specific than site-specific values. However, our data have insufficient azimuthal coverage for single-path analysis. Certain stations have higher ground-motion variability, possibly due to topography, basin edge or downgoing wave effects. Sensitivity checks show that 3 recordings per event is a sufficient data selection criterion, however, one of the dataset’s advantages is the large number of recordings per station (9-90) that yields good site term estimates. We examine uncertainty components binning our data with magnitude from 0.01 to 2 s; at smaller magnitudes, τ decreases and φSS increases, possibly due to κ and source-site trade-offs Finally, we investigate the alternative approach of computing φSS using existing GMPEs instead of creating an ad hoc local GMPE. This is important where data are insufficient to create one, or when site-specific PSHA is performed. We show that global GMPEs may still capture φSS, provided that: 1. the magnitude scaling errors are accommodated by the event terms; 2. there are no distance scaling errors (use of a regionally applicable model). Site terms (φS2S) computed by different global GMPEs (using different site-proxies) vary significantly, especially for hard-rock sites. This indicates that GMPEs may be poorly constrained where they are sometimes most needed, i.e. for hard rock

“Luck’s always to blame”: silent wounds of a penetrating gunshot trauma sustained 20 years ago

Gunshot tracheal injuries represent life-threatening events and usually necessitate emergent surgical intervention. We report a case of an exceptional finding of a patient with retained ballistic fragments in the soft tissues of the thorax, proximal to the right subclavian artery and the trachea, carrying silently his wounds for two decades without any medical or surgical intervention. The bullet pellet on the upper part of the trachea seen accidentally in the chest computed tomography, was also found during bronchoscopy. In short “luck’s always to blame”

The web portal of the EUROSEISTEST strong ground motion database.

Οι καταγραφές της εδαφικής επιτάχυνσης του πολυδύναμου πεδίου δοκιμών EUROSEISTEST (Μυγδονία λεκάνη, Βόρεια Ελλάδα), που έχουν συλλεχθεί κατά τη διάρκεια των 20 χρόνων λειτουργίας του, ομογενοποιήθηκαν και οργανώθηκαν σε μια εύκολα προσβάσιμη, μέσω του διαδικτύου, βάση δεδομένων. Η δικτυακή πύλη του EUROSEISTEST και όλες οι λειτουργίες του διακομιστή της έχουν σχεδιαστεί με αποκλειστική χρήση ανοιχτού λογισμικού (MySQL v5.5; RubyOnRails, SAC, Gnuplot, διάφορα άλλα GNU εργαλεία). Το γραφικό περιβάλλον της δικτυακής πύλης παρέχει τα κατάλληλα εργαλεία για την εύκολη αναζήτηση δεδομένων από τους 26 σταθμούς του μόνιμου δικτύου του EUROSEISTEST και τους 200 περίπου σεισμούς που έχουν καταγραφεί μέχρι σήμερα. Παρέχεται επίσης δυνατότητα επισκόπησης των δεδομένων μέσω εικόνων με χρονοϊστορίες της επιτάχυνσης, ταχύτητας και μετάθεσης, φάσματα πλάτους Fourier, απόκρισης, καθώς και φασματογραφημμάτων. Ιδιαίτερη βαρύτητα έχει δοθεί στην υψηλή ποιότητα πληροφορίας των μετα-δεδομένων (σεισμών, σταθμών καταγραφής και εδαφικής δομής) που έχουν συμπεριληφθεί στη βάση. Όλα τα δεδομένα επιτάχυνσης του EUROSEISTEST και τα μεταδεδομένα που αφορούν τον γεωτεχνικό-γεωφυσικό χαρακτηρισμό και την απόκριση του εδάφους στις θέσεις των σταθμών καταγραφής είναι διαθέσιμα μέσω της σχετικής δικτυακής πύλης.Strong motion data that have been recorded during the 20-years of operation of the permanent network of EUROSEISTEST (Mygdonia basin, Northern Greece) have been homogenized and organized in an easily accessible, via the web, database. The EUROSEISTEST web portal and the application server running underneath are based solely on free and open source software (F/OSS; MySQL v5.5; RubyOnRails,SAC, Gnuplot and numerous GNU supporting utilities). Its interface allows the user to easily search strong motion data from approximately 200 events and 26 strong motion stations using event-related, record-related or station-related criteria. Further investigation of the data is possible in a graphical environment which includesplots of processed and unprocessed acceleration waveforms, velocity and displacement time histories, amplitude Fourier and response spectra and spectrograms. A great effort was directed toward the inclusion of accurate and most updated earthquake metadata, as well as a wealth of stations related information such as geotechnicaland geophysical site characterization measurements, subsoil structure and site effects. Acceleration data can be easily downloaded in either SAC or ASCII format, while all stations metadata are also available to download.

2D characterization of near-surface V P/V S: surface-wave dispersion inversion versus refraction tomography

International audienceThe joint study of pressure (P-) and shear (S-) wave velocities (Vp and Vs ), as well as their ratio (Vp /Vs), has been used for many years at large scales but remains marginal in near-surface applications. For these applications, and are generally retrieved with seismic refraction tomography combining P and SH (shear-horizontal) waves, thus requiring two separate acquisitions. Surface-wave prospecting methods are proposed here as an alternative to SH-wave tomography in order to retrieve pseudo-2D Vs sections from typical P-wave shot gathers and assess the applicability of combined P-wave refraction tomography and surface-wave dispersion analysis to estimate Vp/Vs ratio. We carried out a simultaneous P- and surface-wave survey on a well-characterized granite-micaschists contact at Ploemeur hydrological observatory (France), supplemented with an SH-wave acquisition along the same line in order to compare Vs results obtained from SH-wave refraction tomography and surface-wave profiling. Travel-time tomography was performed with P- and SH- wave first arrivals observed along the line to retrieve Vtomo p and Vtomo s models. Windowing and stacking techniques were then used to extract evenly spaced dispersion data from P-wave shot gathers along the line. Successive 1D Monte Carlo inversions of these dispersion data were performed using fixed Vp values extracted from Vtomo p the model and no lateral constraints between two adjacent 1D inversions. The resulting 1D Vsw s models were then assembled to create a pseudo-2D Vsw s section, which appears to be correctly matching the general features observed on the section. If the pseudo-section is characterized by strong velocity incertainties in the deepest layers, it provides a more detailed description of the lateral variations in the shallow layers. Theoretical dispersion curves were also computed along the line with both and models. While the dispersion curves computed from models provide results consistent with the coherent maxima observed on dispersion images, dispersion curves computed from models are generally not fitting the observed propagation modes at low frequency. Surface-wave analysis could therefore improve models both in terms of reliability and ability to describe lateral variations. Finally, we were able to compute / sections from both and models. The two sections present similar features, but the section obtained from shows a higher lateral resolution and is consistent with the features observed on electrical resistivity tomography, thus validating our approach for retrieving Vp/Vs ratio from combined P-wave tomography and surface-wave profiling

Retrospective Prediction of Macroseismic Intensities Using Strong Ground Motion Simulation: The Case of the 1978 Thessaloniki (Greece) Earthquake (M6.5)

Abstract. The densely populated city of Thessaloniki (Northern Greece) is situated in the vicinity of active seismic faults, capable of producing moderate to strong earthquakes. The city has been severely affected by such events several times during the last 15 centu-ries. The most recent event occurred on 20 June 1978 (M6.5) in the Mygdonian graben, with an epicentral distance of about 30 km, causing extended damage in the city, with macroseismic intensities between MSK V+ and VIII+. The majority of buildings affected by the earthquake were of reinforced-concrete typology, typical to many southern European metropolitan areas. The source properties of the normal-faulting causative event and the source-to-city propaga-tion path are well known from previous studies. The soil structure under the metropolitan area of Thessaloniki is assigned NEHRP categories B, C, D on the basis of geotechnical and geologic information and single-station ambient-noise measurements. A finite source model and various rupture scenarios of the June 1978 earthquake are used to perform forward sto-chastic modeling of strong ground motion in terms of peak ground and spectral acceleration