Lokale seismische Gefährdungsanalyse Von zerstörerischen Bodenerschütterungen und Erdbeben-induzierten Phänomenen Donat Fäh - Schweizerischer ...
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Lokale seismische Gefährdungsanalyse
Von zerstörerischen Bodenerschütterungen und
Erdbeben-induzierten Phänomenen
Donat Fäh
Schweizerischer Erdbebendienst ETH Zürich
Monitoring der Erde – Erdbeben in der Schweiz - Erdbebenvorsorge
Swisstopo 25.11.2016
Die seismischen Gefährdungkarten zeigen uns, welche Bodenbewegung wir in einer
gewissen Zeitperiode im Durchschnitt auf einem felsigen Untergrund erwarten
müssen.
Unterschiedliche Schutzziele Unterschiedliche Gefährdungsniveaus
Baunorm für gewöhnliche Bauwerke:
10 % in 50 Jahren 500-jähriges Ereignis
Grosse Dämme :
0.5 % in 50 Jahren 10‘000-jähriges Ereignis
Die seismische Gefährdung
wird jedoch durch lokale
Faktoren bestimmt.
Makroseismische Karte
L’Aquila Erdbeben vom 9. April 2009
Bild: D.Albarello (ESC 2016)
L’Aquila Erdbeben 2009
Onna (IX-X MCS)
Monticchio (V-VI MCS)
S.Gregorio (IX MCS)
Ähnliche Gebäude
Ganz anderes Schadensbild
Bilder: D.Albarello (ESC 2016)
Die seismische Gefährdung wird durch lokale Faktoren bestimmt:
1) Zusammensetzung und Alter der Sedimente (Geologie)
2) Eigenschaften: Scherwellengeschwindigkeit, Dichte, Wassersättigung,. .
3) Mächtigkeit und Geometrie der Sedimentfüllung
4) Nichtlineares Materialverhalten (Bodenverfüssigung, induzierte Massenbewegungen)
Bild: D.Albarello (ESC 2016) CESI VILLA
I VII MCS Accelerometric
Minor damages station
SOFT SOIL
Recent sand-clay deposits
0 - 10 m: VS = 80 ÷ 100 m/s
10 m – valley floor: VS = 200 ÷ 400 m/s CESI BASSA
I IX MCS
Severe damages
Accelerometric Collapses
station ~ 60 m
Bedrock
VS = 1000 ÷ 2000 m/s
~ 35 m
~ 350 m
Die seismische Gefährdung wird durch lokale Faktoren bestimmt:
1) Zusammensetzung der Sedimente (Geologie)
2) Eigenschaften: Scherwellengeschwindigkeit, Dichte, Wassersättigung,. .
3) Mächtigkeit und Geometrie der Sedimentfüllung
4) Nichtlineares Materialverhalten (Bodenverfüssigung, induzierte Massenbewegungen)
Daraus resultiert das dynamische Verhalten (das wir messen und modellieren können):
a) Wellenverstärkungen oder Abminderung (regional und lokal)
b) Resonanzverhalten
c) Entstehung lokaler Oberflächenwellen an starken geologischen Uebergängen
Bild: D.Albarello (ESC 2016) CESI VILLA
I VII MCS Accelerometric
Minor damages station
SOFT SOIL
Recent sand-clay deposits
0 - 10 m: VS = 80 ÷ 100 m/s
10 m – valley floor: VS = 200 ÷ 400 m/s CESI BASSA
I IX MCS
Severe damages
Accelerometric Collapses
station ~ 60 m
Bedrock
VS = 1000 ÷ 2000 m/s
~ 35 m
~ 350 m
Lokale seismische Gefährdungsanalyse
Mikrozonierung für die Region Basel (2003-2009):
Standort bezogene Spektren basierend auf….
Seismische Geologisches Geophysikalische
Gefährdung 3D Modell Basel Feldmessungen
auf Fels
Numerische Seismische Interpretation &
Simulationen Stationen Zonierung
Erdbeben vom 25.Januar 1946 im Wallis (Magnitude Mw=5.8)
Erdbeben vom 25.Januar 1946 im Wallis (Magnitude Mw=5.8)
Fritsche et al. (2009)
Januar 1946 - Glück im Unglück: Das Epizentrum lag relativ weit weg von bewohntem Gebiet
Variabilität der Bodenbewegung
Modellierte Standorteffekte in Sion
(Erdbeben vom 8.September, 2005 bei Vallorcine (Mw=4.5))
SIOV
SIOO
SIOMVariabilität der Bodenbewegung
Modellierte Standorteffekte in Sion
(Erdbeben vom 8.September, 2005 bei Vallorcine (Mw=4.5))
Verstärkung an der Station SIOO
relativ zum Felsstandort SIOV
2D Resonanz
Oberflächennahe SIOO
Schicht
Lokale
OberflächenwellenSSMNet Erneuerung (2009-2019)
Ausbau der Überwachungsnetze zur Verbesserung der seismischen
Gefährdungsmodelle: 100 Stationen davon 4 Bohrloch-Installationen
in Phase 1 installierte Stationen (30)
weitere SSMNet-Stationen (37)
weitere 2015 installierte Stationen (3)
davon Bohrlochstation (1)
in Phase 2 bisher installierte Stationen (22)
Phase 2: Standort festgelegt (11)
Phase 2: weitere Ziele bis 2017 (13)
Phase 2: weitere Zielgebiete (20/24)
Phase 2: mögliche Bohrlochstationen (4/6)
Stand des SSMNet am 23. März 2016SSMNet Erneuerung (2009-2019)
Ausbau der Überwachungsnetze zur Verbesserung der seismischen
Gefährdungsmodelle: Standortcharakterisierung an allen Standorten
in Phase 1 installierte Stationen (30)
weitere SSMNet-Stationen (37)
weitere 2015 installierte Stationen (3)
davon Bohrlochstation (1)
in Phase 2 bisher installierte Stationen (22)
Phase 2: Standort festgelegt (11)
Phase 2: weitere Ziele bis 2017 (13)
Phase 2: weitere Zielgebiete (20/24)
Phase 2: mögliche Bohrlochstationen (4/6)
Stand des SSMNet am 23. März 2016Historische Erdbeben mit
Bodenverflüssigung Bergsturz und Tsunami
1356
1601
1774 1295
1584 1755
1946
1855
1850 1980Erdbeben im Wallis 1946 (Mw=5.8)
Bergsturz am Rawilhorn (Nachbeben Mai 1946)
Lac de Luchet
Nachweis: I. Marietan
Fritsche et al. (2009)Erdbeben von Visp1855 (Mw=6.2)
Roten et al. (2009)Erdbeben von Aigle 1584 (Mw=5.9)
Ablauf
11.3.1584: Hauptbeben (Intensität VIII, Mw=5.9)
Mehr als ein Event (10-12 Minuten Dauer)
Tsunami und Seiche im Genfersee
Bergsturz der zum Stillstand kommt
14.3.1584: Nachbeben (Intensität VII, Mw=5.4)
Bergsturz wird mobilisiert:
Zerstörung von Corbeyrier and YvorneEreignisse in der Schweiz mit Spuren von Tsunamis:
• Ca. 200-250 BC (Spuren in der ganzen Schweiz und Italien)
• Ca. 90 BC (Cornaux les Sauges, Tsunami im Neuenburgersee?)
• 563 (Tauredunum, Tsunami im Genfersee)
• 1601 (Obwalden, Tsunami im Vierwaldstättersee)
• 1584 (Aigle, Tsunami im Genfersee)
Tauredunum 563
nach Kremler et al. (2012)Erdbebenzyklus und Erdbebenvorsorge
1755
Interdisziplinäre Forschung
1855 Gefährdungsanalyse
1601 Szenario Modellierung
1946
1584
1964
1356
2016 Umsetzung
Baunormen
Überprüfung
Versicherung
Information
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