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

The 2008 Methoni earthquake sequence: the relationship between the earthquake cycle on the subduction interface and coastal uplift in SW Greece

Seismological, GPS and historical data suggest that most of the 40 mm yr−1 convergence at the Hellenic Subduction Zone is accommodated through aseismic creep, with earthquakes of MW ≲ 7 rupturing isolated locked patches of the subduction interface. The size and location of these locked patches are poorly constrained despite their importance for assessment of seismic hazard. We present continuous GPS time-series covering the 2008 MW 6.9 Methoni earthquake, the largest earthquake on the subduction interface since 1960. Post-seismic displacements from this earthquake at onshore GPS sites are comparable in magnitude with the coseismic displacements; elastic-dislocation modelling shows that they are consistent with afterslip on the subduction interface, suggesting that much of this part of the interface is able to slip aseismically and is not locked and accumulating elastic strain. In the Hellenic and other subduction zones, the relationship between earthquakes on the subduction interface and observed long-term coastal uplift is poorly understood. We use cGPS-measured coseismic offsets and seismological body-waveform modelling to constrain centroid locations and depths for the 2008 Methoni MW 6.9 and 2013 Crete MW 6.5 earthquakes, showing that the subduction interface reaches the base of the seismogenic layer SW of the coast of Greece. These earthquakes caused subsidence of the coast in regions where the presence of Pliocene–Quaternary marine terraces indicates recent uplift, so we conclude that deformation associated with the earthquake cycle on the subduction interface is not the dominant control on vertical motions of the coastline. It is likely that minor uplift on a short length scale (∼15 km) occurs in the footwalls of normal faults. We suggest, however, that most of the observed Plio-Quaternary coastal uplift in SW Greece is the result of thickening of the overriding crust of the Aegean by reverse faulting or distributed shortening in the accretionary wedge, by underplating of sediment of the Mediterranean seafloor, or a combination of these mechanisms

Numerical analysis of seismic wave amplification in Nice (France) and comparisons with experiments

The analysis of site effects is very important since the amplification of seismic motion in some specific areas can be very strong. In this paper, the site considered is located in the centre of Nice on the French Riviera. Site effects are investigated considering a numerical approach (Boundary Element Method) and are compared to experimental results (weak motion and microtremors). The investigation of seismic site effects through numerical approaches is interesting because it shows the dependency of the amplification level on such parameters as wave velocity in surface soil layers, velocity contrast with deep layers, seismic wave type, incidence and damping. In this specific area of Nice, a one-dimensional (1D) analytical analysis of amplification does not give a satisfactory estimation of the maximum reached levels. A boundary element model is then proposed considering different wave types (SH, P, SV) as the seismic loading. The alluvial basin is successively assumed as an isotropic linear elastic medium and an isotropic linear viscoelastic solid (standard solid). The thickness of the surface layer, its mechanical properties, its general shape as well as the seismic wave type involved have a great influence on the maximum amplification and the frequency for which it occurs. For real earthquakes, the numerical results are in very good agreement with experimental measurements for each motion component. Two-dimensional basin effects are found to be very strong and are well reproduced numerically

The direct boundary element method: 2D site effects assessment on laterally varying layered media (methodology)

The Direct Boundary Element Method (DBEM) is presented to solve the elastodynamic field equations in 2D, and a complete comprehensive implementation is given. The DBEM is a useful approach to obtain reliable numerical estimates of site effects on seismic ground motion due to irregular geological configurations, both of layering and topography. The method is based on the discretization of the classical Somigliana's elastodynamic representation equation which stems from the reciprocity theorem. This equation is given in terms of the Green's function which is the full-space harmonic steady-state fundamental solution. The formulation permits the treatment of viscoelastic media, therefore site models with intrinsic attenuation can be examined. By means of this approach, the calculation of 2D scattering of seismic waves, due to the incidence of P and SV waves on irregular topographical profiles is performed. Sites such as, canyons, mountains and valleys in irregular multilayered media are computed to test the technique. The obtained transfer functions show excellent agreement with already published results

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

Aspects of superconformal symmetry

In this thesis we study classical aspects of superconformal field theory via symmetry principles. Specifically, by employing the powerful setup of conformal superspace, we obtain a plethora of new results in the fields of geometric and higher symmetries, (super)conformal higher-spin theory and conformal supergravity. These findings open up numerous novel research pathways.Comment: PhD thesis, 175 pages. Based on arXiv:1912.08552, arXiv:2005.08657, arXiv:2011.11300, arXiv:2012.08159, arXiv:2104.10416, arXiv:2107.02001, arXiv:2208.07783, arXiv:2210.17088, arXiv:2211.11162, arXiv:2211.16169, arXiv:2301.09386 and arXiv:2305.16029; v2: reference and comment adde

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

On higher-spin N=2{\mathcal{N}=2} supercurrent multiplets

We elaborate on the structure of higher-spin $\mathcal{N}=2$ supercurrent multiplets in four dimensions. It is shown that associated with every conformal supercurrent $J_{\alpha(m) \dot{\alpha}(n)}$ (with $m,n$ non-negative integers) is a descendant $J^{ij}_{\alpha(m+1) \dot{\alpha}(n+1)}$ with the following properties: (a) it is a linear multiplet with respect to its $\mathsf{SU}(2)$ indices, that is $D_\beta^{(i} J^{ jk)}_{\alpha(m+1) \dot{\alpha}(n+1) }=0$ and $\bar D_{\dot \beta}^{(i} J^{jk)}_{ \alpha(m+1) \dot{\alpha}(n+1) }=0$; and (b) it is conserved, $\partial^{\beta \dot{\beta}} J^{ij}_{\beta \alpha(m) \dot{\beta} \dot{\alpha}(n)}=0$. Realisations of the conformal supercurrents $J_{\alpha(s) \dot{\alpha}(s)}$, with $s=0,1, \dots$, are naturally provided by a massless hypermultiplet and a vector multiplet. It turns out that such supercurrents and their linear descendants $J^{ij}_{\alpha(s+1) \dot{\alpha}(s+1)}$ do not occur in the harmonic-superspace framework recently described in arXiv:2212.14114. Making use of a massive hypermultiplet, we derive non-conformal higher-spin $\mathcal{N}=2$ supercurrent multiplets.Comment: 15 page

Self-duality for N\cal N-extended superconformal gauge multiplets

We develop a general formalism of duality rotations for $\cal N$-extended superconformal gauge multiplets in conformally flat backgrounds as an extension of the approach given in arXiv:2107.02001. Additionally, we construct $\mathsf{U}(1)$ duality-invariant models for the ${\mathcal N}=2$ superconformal gravitino multiplet recently described in arXiv:2305.16029. Each of them is automatically self-dual with respect to a superfield Legendre transformation. A method is proposed to generate such self-dual models, including a family of superconformal theories.Comment: 24 page