Ground motion prediction equations and spatial correlation model for Istanbul - developed by real and simulated ground motions

Bu çalışmada, İstanbul ve yakın bölgesindeki aletsel gözlemlerden (MW 4.0–6.1) ve büyük bir geniş bant benzetimlerinden oluşan veri setlerinden (MW 6.05–7.6) yararlanarak yer hareketi modelleri geliştirilmiştir. İstanbul ve çevresindeki 170'i aşkın istasyondan elde edilen kayıtlar derlenmiş, ve model geliştirmede kullanılmak üzere işlenmiştir. Benzetim oluşturmada kullanılan stokastik benzetim yaklaşımı, zaman ve frekans alanlarında beş küçük-orta büyüklükte Marmara depremine karşı doğrulanmıştır. Doğrulamanın ardından, kırılma modelleri üzerinde beş tarihsel İstanbul senaryosu (1509 MW 7.6; 1766 MW 7.0–7.1; 1894 MW 6.8–6.9) ve buna ek olarak uyarlanmış 13 diğer senaryo (MW 6.05–7.6) için geniş bant yer hareketleri üretilmiştir. Stokastik benzetimler, mevcut 3-B fizik temelli deterministik benzetimlerle birleştirilmiş ve 0.1–20 Hz aralığı kapsaması sağlanmıştır. Üç adet yer hareketi tahmin deklemi (GMPE) oluşturulmuş ve başarımı ölçülmüştür. Bu kapsamda, (i) İstanbul'da kaydedilen Marmara Denizi depremlerine dayanarak oluşturulan ampirik bir GMPE (MW 4.0–6.1); (ii) aynı gözlemsel veri kümesi üzerinde eğitilmiş ve makine öğrenimiyle zenginleştirilmiş bir GMPE; ve (iii) bölgedeki orta-büyük deprem eksikliğini gidermeyi amaçlayan, yalnızca benzetim verisine dayalı bir GMPE (MW 6.05–7.6) geliştirilmiştir. Bu modellerin tahmin başarımı, literatürde yerleşik GMPE'lerle yapılan nicel karşılaştırmalarla değerlendirilmiştir. Mekânsal korelasyon modeli oluşturmak için rezidüel ampirik yarı varyogramları oluşturulmuş ve üstel modellerle karşılaştırılmış; sonuçlar, belirgin bir spektral periyoda bağımlı korelasyon yapısını ortaya koymuştur. Genel olarak, gözlemler ile fiziksel olarak tutarlı geniş bant benzetimlerin bütünleştirilmesi, gerçek verinin sınırlandığı büyüklük–uzaklık aralıklarında tahmin başarımını artırmakta ve İstanbul ve yakın bölgesindeki mühendislik uygulamaları için bölgeye özgü girdiler sağlamaktadır.