Jarðskjálftinn í Ölfusi 29. maí 2008 - verkefnislok í Rannsóknasjóði

7.5.2013

Fimmtudaginn 29. maí 2008 kl. 15:45 reið jarðskjálfti yfir á Suðurlandi. Jarðskjálftinn var af stærðinni 6.3 og átti upptök í Ölfusi. Þéttriðið net jarðskjálftamæla sem nefnist ICEARRAY, hið fyrsta sinnar tegundar á Íslandi, er staðsett í Hveragerði og mældi jarðskjálftann af mikilli nákvæmi, ásamt fjölda eftirskjálfta hans. Þessi gögn eru einstök á heimsmælikvarða og hafa verið nýtt í þessu verkefni til þess að varpa nýju ljósi á yfirborðshreyfinguna í Hveragerði á meðan á jarðskjálftanum stóð. Til þess hefur nýjum aðferðum verið beitt, bæði með tilliti til sértækrar úrvinnslu á hröðunargögnum þegar ein mælistöð er skoðuð, og einnig þegar mælingar á þéttu neti eru rannsakaðar. 

Heiti verkefnis: Jarðskjálftinn í Ölfusi 29. maí 2008
Verkefnisstjóri: Benedikt Halldórsson, Háskóla Íslands, Rannsóknamiðstöð i jarðskjálftaverkfræði
Tegund styrks: Verkefnisstyrkur
Styrkár: 2009-2011
Fjárhæð styrks: 18,53 millj. kr.
Tilvísunarnúmer Rannís. 090049

Niðurstöður verkefnisins sýna að jarðskjálftabylgjurnar komu að Hveragerði úr mismunandi áttum sem er í samræmi við að upptök jarðskjálftans hafi verið á tveimur samsíða en aðgreinanlegum sprungum. Yfirborðshröðun í jarðskjálftanum mældist það mikil að álag á burðarvirki var umtalsvert meira en gert var ráð fyrir við hönnun þeirra. Langflest hús stóðust þó álagið án mikilla skemmda og eru helstu ástæður þess taldar vera þær að mannvirkin hafi yfir að búa talsverðum umframstyrk, ásamt því að álagstíminn var stuttur þar sem varandi yfirborðshreyfingarinnar var einungis uþb. ~5 sekúndur. Yfirborðshraði í jarðskjálftanum einkenndist af hnykkjum sem lýsa sér sem stórar lágtíðnisveiflur og voru þær áberandi bæði í stefnur samsíða sprungustefnu og þvert á sprungustefnu. Slíkar sveiflur eru þekkt fyrirbæri í sterkum jarðskjálftum og orsakast af varanlegum yfirborðsfærslum vegna sprunguhreyfinga annars vegar, og hins vegar vegna stefnuháðra áhrifa út frá brotferli jarðskjálftans hins vegar. Nýjar úrvinnsluaðferðir leiddu í ljós að yfirborðsfærslur í jarðskjálftanum voru umtalsverðar. Þannig ferðaðist Hveragerði u.þ.b. 90 cm í jarðskjálftanum og í lok hans var staðsetning Hveragerðis um 19 cm norðvestar en Hveragerði var staðsett í upphafi jarðskjálftans. Þær niðurstöður eru í samræmi við niðurstöður úr GPS-mælingum. Þá var upptakaferli jarðskjálftans rannsakað með því að búa til tölvulíkan af sprungunum tveimur og herma brotferli jarðskjálftans á þeim, og tilsvarandi yfirborðshreyfingu í Hveragerði og bera saman við mælingar. Niðurstöður varpa ljósi á hina flóknu bylgjuhreyfingu í Hveragerði í jarðskjálftanum og sýna m.a. að sprungurnar hrukku til nánast samtímis, eða með ~2 sekúndna millibili. Eiginleikar yfirborðshreyfingar í nærsviði jarðskjálftasprungna líkt og þeirra sem hrukku í Ölfusi hafa verið rannsakaðir með eðlishindranalíkaninu, sem er fræðilegt líkan af brotferli jarðskjálfta. Niðurstöðurnar sýna að áhrif í jarðskjálftanum eru afar mismikil eftir staðsetningu í kringum sprunguna. Þá var yfirborðshreyfingin innan Hveragerðis einnig mismikil eftir staðsetningu mælistaða vegna útbreiðslu jarðskjálftabylgna og staðbundinna áhrifa á hverjum mælistað. Með ofangreindum niðurstöðum hefur skýrara ljósi verið varpað á jarðskjálftann í Ölfusi, upptök hans og áhrif, og sér í lagi áhrif innan Hveragerðis. Niðurstöðurnar hafa gildi á sviði jarðskjálftafræði og á sviði verkfræði, bæði m.t.t. grunnþekkingar og hagnýtingar fyrir jarðskjálftahönnun. 

Niðurstöður verkefnisins hafa verið birtar í erlendum tímaritum og á helstu alþjóðlegum ráðstefnum á sviði jarðskjálftaverkfræði. Greinarnar eru upptaldar hér að neðan. Niðurstöðurnar hafa vakið verðskuldaða athygli og leitt til nýs samstarfs við erlenda vísindamenn sem hefur leitt til birtinga á vísindagreinum, sameiginlegra umsókna í samkeppnissjóði, og dvalar erlendra skiptinema við rannsóknir við Rannsóknarmiðstöð Háskóla Íslands í jarðskjálftaverkfræði. 

Niðurstöðurnar hafa einnig verið kynntar sérstaklega hér á landi með því að koma á fót alþjóðlegri ráðstefnu um jarðskjálftaáhrif (International Symposium on Strong-motion Earthquake Effects; ISSEE). Fyrsta ráðstefnan var haldin í Háskóla Íslands þann 29. maí 2009, á ársafmæli jarðskjálftans í Ölfusi. Ráðstefnan er haldin annað hvert ár og er sótt af innlendum sem erlendum sérfræðingum á sviði jarðskjálftaverkfræði og tengdum greinum. Á ráðstefnunni eru haldin erindi um eðli sterkra jarðskjálfta, útbreiðslu tilsvarandi jarðskjálftabylgna og áhrif þeirra á mannvirki, hönnunarforsendur í jarðskjálftahönnun bygginga, áhrif jarðskjálfta á innviði þjóðfélagsins, sem og forvarnir og viðbrögð við miklum jarðskjálftum.

Verkefnisstjórar voru dr. Benedikt Halldórsson, fræðimaður við Rannsóknarmiðstöð í jarðskjálftaverkfræði og aðjúnkt við umhverfis- og byggingarverkfræðideild verkfræði- og náttúruvísindasviðs Háskóla Íslands, og dr. Ragnar Sigbjörnsson, prófessor við umhverfis- og byggingarverkfræðideild og forstöðumaður Rannsóknarmiðstöðvar í jarðskjálftaverkfræði.

Jarðskjálftinn í Ölfusi 29. maí 2008 - birtar greinar 

Alls hafa 13 greinar verið birtar í verkefninu, þar af 7 í ISI tímaritum og 6 á stærstu ráðstefnum í jarðskjálftaverkfræði sem haldnar eru á fjögurra ára fresti. 

Halldorsson, B. and R. Sigbjornsson (2009). The Mw6.3 Ölfus Earthquake at 15:45 UTC on May 29 2008 in South Iceland: ICEARRAY strong-motion recordings. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, vol. 29, p. 1073-1083.

Sigbjörnsson, R., J.Th. Snæbjörnsson, S.M. Higgins, B. Halldórsson, S. Ólafsson (2009). A note on the M6.3 earthquake in Iceland on 29 May 2008 at 15:45 UTC. Bulletin of Earthquake Engineering, vol. 7, no. 1, p. 113-126.

Chanerley, A., N. Alexander and B. Halldorsson (2009). On fling and baseline correction using quadrature mirror filters. 12th International Conference on Civil, Structural and Environmental Engineering Computing (CC2009), Funchal, Madeira, Portugal, 1-4 September 2009.

Rupakhety, R., B. Halldorsson and R. Sigbjornsson (2010). Estimating coseismic deformations from near source strong motion records: Methods and case studies.  Bulletin of Earthquake Engineering, 8, 787-811. DOI: 10.1007/s10518-009-9167-9

Chanerley, A. A., N. A. Alexander, B. Halldorsson, R. Sigbjörnsson and R. Perryman (2010). Baseline correction made easier using an automated method base on the wavelet transform. 9th US National and 10th Canadian Conference on Earthquake Engineering (9USN/10CCEE), 25-29 July, Toronto, Canada. Paper no. 358.

Halldorsson, B., R. Sigbjörnsson, A. A. Chanerley and N. A. Alexander (2010). Near-fault strong-motion array recordings of the Mw6.3 Ölfus earthquake on 29 May 2008 in Iceland. 9th US National and 10th Canadian Conference on Earthquake Engineering (9USN/10CCEE), 25-29 July, Toronto, Canada. Paper no. 1157.

Halldorsson, B., R. Sigbjörnsson, R. Rupakhety, and A. A. Chanerley (2010). Extreme near-fault strong-motion of the Mw6.3 Ölfus earthquake of 29 May 2008 in South Iceland. 14th European Conference on Earthquake Engineering (14ECEE), 30 August - 3 September, Ohrid, Macedonia.

Halldorsson, B., Mavroeidis, G.P. & Papageorgiou, A.S. (2011) Near-Fault and Far-Field Strong Ground Motion Simulation for Earthquake Engineering Applications Using the Specific Barrier Model. Journal of Structural Engineering, 137, 433-444.

Halldorsson, B., and Papageorgiou, A. S. (2012). Variations of the specific barrier model - Part I: Effect of subevent size distributions. Bulletin of Earthquake Engineering, Doi: 10.1007/s10518-012-9344-0.

Halldorsson, B., and Papageorgiou, A. S. (2012). Variations of the specific barrier model - Part II: Effect of isochron distributions. Bulletin of Earthquake Engineering, Doi: 10.1007/s10518-012-9345-z.

Halldorsson, B., and Papageorgiou, A. S. (2012). The effects of earthquake source complexities on far-field source spectra. In 15th World Conference on Earthquake Engineering (15WCEE) (Lisbon, Portugal), p. Paper no. 2543.

Halldorsson, B. and H. Avery (2009). Converting strong-motion networks to arrays via common-triggering, Seismological Research Letters, vol. 80, no. 4, p. 572-578.

Douglas, J. and B. Halldorsson (2010). On the use of aftershocks when deriving ground-motion prediction equations. 9th US National and 10th Canadian Conference on Earthquake Engineering (9USN/10CCEE), 25-29 July, Toronto, Canada. Paper no. 220. 

Alþjóðleg ráðstefna um jarðskjálftaáhrif (ISSEE) 

Erindi haldin á fyrstu ISSEE, 29. maí 2009

  1. ICEARRAY and the Mw6.3 Ölfus earthquake on 29 May 2008 in South Iceland: Extreme near-fault strong-motion array recordings. B. Halldórsson, R. Sigbjörnsson.  
  2. Examples and Characteristics of Fault Interaction in the South Iceland Seismic Zone. K. S. Vogfjörd, S. Hjaltadóttir, H. Geirsson and R. Slunga.
  3. The 29 May 2008 Ölfus Earthquake: The Icelandic Strong-motion Network recordings and attenuation. S. Ólafsson, R. Sigbjörnsson and J. Th. Snæbjörnsson.
  4. The 29 May Ölfus Earthquake: Structural response and observed damage. J. Th. Snæbjörnsson
  5. Ground-Motion Prediction Equations for inelastic response. R. Rupakhety and R. Sigbjörnsson.
  6. Psychological effects of the 29 May Ölfus Earthquake in Iceland: Preliminary findings. B. Guðmundsdóttir and M. Blöndal.
  7. Recovery guidelines for local government and community staff. S. Thorvaldsdóttir, Á.E. Bernharðsdóttir, H. Sigurjónsdóttir, G. Oddsson and G. Pétursdóttir.
  8. Near fault ground motions: Outstanding problems. A. S. Papageorgiou.
  9. Response of inelastic Steel Moment Resisting Frames (SMRFs) to near-fault ground motion. R. Rupakhety and A. S. Papageorgiou.
  10. Recovering ground displacement and velocity time series using wavelet decomposition. A. Chanerley, N. Alexander and B. Halldórsson.
  11. The Hellenic Accelerographic Network: Enhancements towards automated real-time data acquisition. S. Kalogeras, D. Loukatos, N. S. Melis and K. Boukouras.
  12. Analysis of the 29th May 2008 Ölfus earthquake and aftershock sequence using three-component array processing on ICEARRAY. S. J. Gibbons and B. Halldórsson.
  13. Seismic early warning applied to the Kross Earthquake of May 29th 2008. E. Kjartansson, H. Sveinbjörnsson, B. Thorbjarnardóttir, S. Hjaltadóttir, G. G. Pétursson and K. S. Vogfjörð.
  14. Real-time mapping of strong-motion effects and damage estimates using ICEARRAY technology. B. Halldórsson, H. Avery, J. Berrill, and R. Sigbjörnsson. 

 

Erindi haldin á annarri ISSEE, 29. apríl 2011

 Aðalfyrirlestrar

  1. The M7.0 and M6.3 New Zealand Earthquakes. Athol Carr, University of Canterbury, New Zealand
  2. The M9.0 Japan Earthquake of 11 March 2011. Radan Ivanov, VSU, Bulgaria
  3. The M7.0 Haiti Earthquake of 12 January 2010. Russell A. Green, Virginia Tech, USA 

 

Önnur erindi

  1. The Hellenic Strong Seismic Motion Network: Present and near future situation and perspectives. Ioannis Kalogeras, Christos Evangelidis, Stylianos Koutrakis and Nikolaos Melis
  2. Attenuation of ground motion in shallow strike-slip earthquakes. Símon Ólafsson and Ragnar Sigbjörnsson
  3. Baseline correction - an alternative to high-pass filtering. Sigurður U. Sigurðsson, Rajesh Rupakhety and Ragnar Sigbjörnsson
  4. The ICEARRAY and the M6.3 Ölfus Earthquake of 29 May 2008. Benedikt Halldórsson and Ragnar Sigbjörnsson
  5. On the incoherence of strong ground motion. Ragnar Sigbjörnsson, Benedikt Halldórsson, Rajesh Rupakhety, Jónas Thór Snaebjörnsson, Símon Ólafsson
  6. Site Response from Istanbul Vertical Arrays and Strong Motion Network. Atilla Ansal, Asli Kurtulus and Gokce Tonuk
  7. Quantifying the Characteristic Period of Earthquake Ground Motions. Russell A. Green and J. Lee
  8. Seismic Site Categories and Site Coefficients Suggested Based on Geotechnical Earthquake Characterization in Korea. Chang-Guk Sun
  9. Modelling the difference in ground-motion magnitude-scaling in small and large earthquakes
  10. John Douglas and Philippe Jousset.
  11. Near-fault ground motion: Characterization of amplitude, frequency content and earthquake response spectra. Rajesh Rupakhety, Sigurður U. Sigurðsson and Ragnar Sigbjörnsson
  12. Assessment of Aftershock Effects on Peak Ductility Demand Using Ground Motion Records from Shallow Crustal Earthquakes. Katsuichiro Goda, Zhi-Ming Liu and Colin Taylor
  13. Analysis Model and Influence of the Soil-Structure Interaction on the Seismic Response of Large Panel RC Buildings. Radan Ivanov 

Öll erindin eru aðgengileg í heild sinni á heimasíðu Rannsóknarmiðstöðvarinnar:

http://jardskjalftamidstod.hi.is/en/lectures

Rannsóknasjóður

Þetta vefsvæði byggir á Eplica