Probabilistische methode
Bij de probabilistische methode wordt de seismische gevarenkans berekend als de combinatie van de kans op een aardbeving met een bepaalde magnitude (kracht op de schaal van Richter) en de kans op het bereiken van een bepaald grondversnellingsniveau in functie van de afstand tot en de magnitude van de aardbeving. Hiermee wordt het maximale grondbewegingsniveau berekend dat ééns in een bepaalde periode kan voorkomen. De lengte van deze zgn. terugkeerperiode wordt gekozen in functie van het potentiële gevaar. Waar voor gewone gebouwen meestal gerekend wordt met een terugkeerperiode van 475 jaar, wordt voor kwetsbare installaties een veel langere terugkeerperiode beschouwd, voor kerncentrales bijvoorbeeld minstens 10.000 jaar. Ingenieurs kunnen dan de constructie ontwerpen of aanpassen om aan het maximaal verwachte grondbewegeginsniveau te weerstaan.
Deze berekening gebeurt in verschillende stappen:
-
In een 1e stap worden de seismische bronzones
afgebakend, dit zijn zones met een zekere aardbevingsactiviteit, waarvan
aangenomen wordt dat er ook in de toekomst aardbevingen zullen gebeuren. We
nemen aan dat binnen elke zone een gelijke kans op aardbevingen bestaat, en
dat de aardbevingen er min of meer dezelfde kenmerken hebben.
Figuur 1 - Seismische bronzones in en rond België volgens het Leynaud-model. In dit model worden 9 zones onderscheiden: Roerdalslenk (1), Luik-Voeren (2), Hoge Venen (3), Henegouwen (4), zuidelijke Noordzee (5), Brabantmassief (6), Noord-Frankrijk (7), Ardennen (8) en Limburg (9). Dit bronzoneringsmodel werd toegepast bij de berekeningen voor Eurocode 8, maar sindsdien werden twee nieuwe zoneringsmodellen ontwikkeld die het volledige territorium bedekken
-
In de 2e stap wordt de seismische activiteit van elke
bronzone bepaald: hoe vaak gebeuren er aardbevingen met een
bepaalde magnitude, wat is hun gemiddelde diepte, en wat is de grootste
magnitude die men er kan verwachten? Voor elke zone wordt het verband
berekend tussen de aardbevingsfrequentie (aantal/jaar) en de magnitude. Dit
verband wordt ook de “wet” van Gutenberg-Richter genoemd.
Figuur 2 - Verband tussen aardbevingsfrequentie en magnitude voor België en grensgebieden. Aardbevingen met magnitude ≥3 komen gemiddeld ongeveer om de 2 jaar voor, aardbevingen met magnitude ≥5 ongeveer om de 50 jaar
-
In de 3e stap wordt een grondbewegingsmodel (of
dempingswet) in rekening gebracht. Dergelijk model beschrijft het
grondversnellingsniveau in functie van de magnitude van een aardbeving en de
afstand tot het epicentrum ervan. Waarnemingen tonen echter aan dat de
grondversnelling sterk kan variëren voor vergelijkbare magnitudes en
afstanden, waardoor de onzekerheden in deze stap vrij groot zijn.
Figuur 3 - Verband tussen piekgrondversnelling en epicentrale afstand voor aardbevingen van magnitude 4 en magnitude 6 op een diepte van 10 km volgens de dempingswet van Ambraseys (1995). Deze dempingswet werd toegepast bij de berekeningen voor Eurocode 8, maar in meer recente studies worden meestal verschillende nieuw ontwikkelde grondbewegingsmodellen gebruikt
