Η ανάπτυξη μιας αριθμητικής μεθοδολογίας με την οποία εκτιμώνται λεπτομερώς και με πληρότητα οι παράμετροι που περιγράφουν τη δυναμική απόκριση του εδάφους σε σεισμική φόρτιση, ήταν αντικείμενο μελέτης του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας, με εφαρμογή της στην πόλη του Βόλου. Ένα νέο πρόγραμμα είναι το Geoseism, που αφορά στη μεθοδολογία εκπόνησης μικροζωνικών μελετών σεισμικής επικινδυνότητας με διαλειτουργικά γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών. Εκπονήθηκε από την πολιτικό μηχανικό Μαρία Παπαδοπούλου και την επιστημονική και τεχνική αρτιότητα, επιβεβαίωσαν οι έλεγχοι που έγιναν, οι συγκρίσεις του GeoSeism με εκείνα άλλων λογισμικών, καθώς και η πιλοτική εφαρμογή της συνολικής μεθοδολογίας σε ένα τμήμα της παραλιακής ζώνης της πόλης του Βόλου.
Είναι η πρώτη φορά που συλλέγονται, αλληλοσυμπληρώνονται και καταχωρούνται ψηφιακά όλα τα διαθέσιμα δεδομένα για το σύνολο της πόλης του Βόλου.
Στόχος της έρευνας ήταν η ανάπτυξη μιας λεπτομερούς μεθοδολογίας εκτίμησης της σεισμικής εδαφικής απόκρισης η οποία να επιτελείται όσο το δυνατόν πιο αυτοματοποιημένα. Η μεθοδολογία διαχειρίζεται γεωτεχνικά δεδομένα και υλοποιεί διαδικασίες αριθμητικής ανάλυσης της εδαφικής απόκρισης για τη μικροζωνική μελέτη της Σεισμικής Επικινδυνότητας.
Περιλαμβάνει κυρίως εκτίμηση της εδαφικής απόκρισης σε διάφορα βάθη του επιφανειακού εδάφους. Σκοπό έχει να εισάγει στις μελέτες και εν γένει στρατηγικές περιφερειακής και αστικής ανάπτυξης την άποψη της Γεωτεχνικής Μηχανικής ως προς την επίδραση των εδαφικών συνθηκών στα τεχνικά έργα και στους γεωκινδύνους από δυναμικά αίτια.
Το αποτέλεσμα της μελέτης ήταν η κατανομή των σεισμικών χαρακτηριστικών στη εδαφική επιφάνεια, στοιχείο απαραίτητο για τον σχεδιασμό ζωνών που να προσδιορίζουν με βάση γεωλογικά και γεωφυσικά χαρακτηριστικά τα αποτελέσματα του σεισμού (δηλαδή, την εδαφική κίνηση, τον κίνδυνο ρευστοποίησης, τον κίνδυνο κατολισθήσεων και βραχοπτώσεων, και συναφή πρωτογενή είτε δευτερογενή φαινόμενα). Η κατανομή αυτή, της ποσότητας – μεγέθους της αναμενόμενης κίνησης του εδάφους στον μικροζωνικό χώρο, εκφράζεται (κατά τη Σεισμική Μηχανική) σε όρους αναμενόμενης επιτάχυνσης του εδάφους ή, ισοδύναμα, σε όρους ταχύτητας ή μετακίνησης ή επιβαλλόμενης τάσης ή επιβαλλόμενης παραμόρφωσης του εδάφους (στην Τεχνική Σεισμολογία εκφράζεται και σε όρους αναμενόμενης μακροσεισμικής έντασης). Η εκτίμηση της σεισμικής επικινδυνότητας μιας (μικροζωνικής) περιοχής είναι σημαντική διότι από αυτήν εξαρτάται ο «σεισμικός κίνδυνος» ο οποίος εκφράζει το αναμενόμενο αποτέλεσμα (καταστροφές κτιρίων, θάνατοι, κ.λπ.) από την εκδήλωση ενός σεισμού. Σε σεισμογενείς χώρες, όπως είναι και η Ελλάδα, το σεισμικό περιβάλλον και η σεισμικότητα από τις πιθανές σεισμικές πηγές μέχρι τα υπόβαθρα έχει από χρόνια μελετηθεί κι έχουν χαρτογραφηθεί οι σεισμικές επικινδυνότητες στο διάστημα μέχρι και τις γεωλογικές συνθήκες για αρκετές περιοχές. Είναι επομένως αναγκαία η επιστάμενη μελέτη των υπερκείμενων εδαφικών σχηματισμών για τον ασφαλή σχεδίασμα των τεχνικών έργων σε κάθε κατοικήσιμη περιοχή.
Η μελέτη της σεισμικής απόκρισης των αποθέσεων του εδάφους στον χώρο μιας κατασκευής απαιτεί την εκτίμηση της στρωματογραφίας του εδάφους, των δυναμικών ιδιοτήτων του εδάφους και της αναμενόμενης σεισμικής διέγερσης. Οι μικροζωνικές μελέτες προϋποθέτουν τη ρεαλιστική γνώση των εδαφικών συνθηκών, την ταυτόχρονη επίλυση πολλαπλών θέσεων εδαφικών τομών, τη συσχέτιση πολυθεματικών δεδομένων, τη διαχείριση βάσεων, καθώς και την πληρέστερη εξέταση των κύριων και δευτερευόντων φαινομένων που συνδέονται με τη σεισμική εδαφική απόκριση και τα αποτελέσματα στις κατασκευές. Με στόχο να εξετάζει συνολικά το φαινόμενο και να αυτοματοποιεί τις μικροζωνικές μελέτες σεισμικής επικινδυνότητας, η μεθοδολογία ανέπτυξε συνολικά πέντε αυτόνομες θεματικές μεθοδολογίες.
Οι μεθοδολογίες αναπτύχθηκαν σε ενιαίο λογισμικό στο οποίο δόθηκε το ακρωνύμιο GeoSeism. Με στόχο κυρίως την εφαρμογή σε μια τυπική ελληνική πόλη όπως ο Βόλος, αναπτύχθηκε το αυτόνομο σύστημα Βάσης Διαχείρισης γεωτεχνικών και πολυθεματικών εδαφικών Δεδομένων HelGeoRDaS_uTH, στο οποίο και καταχωρήθηκε επίσης ένα αξιόλογο περιεχόμενο. Με την αυτοματοποιημένη συνεργασία όλων των αυτόνομων μονάδων, το GeoSeism αποκτά δομή πρότυπου διαλειτουργικού Γεωγραφικού Συστήματος Πληροφοριών. Ειδικότερα φέρει Ισοδύναμα γραμμική Ανάλυση της μονοδιάστατης σεισμικής εδαφικής απόκρισης, χρησιμοποιεί την ακριβή μαθηματική λύση της κυματικής εξίσωσης για τη γενική περίπτωση των πολυστρωματικών σχηματισμών που υπέρκεινται σε εύκαμπτο βραχώδες υπόβαθρο. Είναι αξιόπιστη στα όρια των παραδοχών της μονοδιάστατης ισοδύναμα γραμμικής μεθόδου. Η μεθοδολογία της επιδιώκει να διαμορφώνει γεωτεχνική πληροφορία από τα δεδομένα των γεωγραφικών συστημάτων πληροφοριών, δηλαδή επιτελεί γεωτεχνική ερμηνεία με επεξεργασία και ανάλυση και όχι απλή ανάκτηση και συσχέτιση δεδομένων. Μέσα από τα προγράμματα που εφαρμόστηκαν υπολογίζεται η δυναμική επιβάρυνση για τον αντισεισμικό σχεδιασμό των κατασκευών, ένα πολύτιμο εργαλείο για την προστασία υποδομών και κατασκευών.
Κατερίνα Τασσοπούλου
