TY - THES A1 - Huttenlauch, Clara T1 - Individual variability in production and comprehension of prosodically disambiguated structural ambiguities T1 - Individuelle Variabilität in Produktion und Verständnis prosodisch disambiguierter struktureller Ambiguitäten N2 - Strings of words can correspond to more than one interpretation or underlying structure, which makes them ambiguous. Prosody can be used to resolve this structural ambiguity. This dissertation investigates the use of prosodic cues in the domains of fundamental frequency (f0) and duration to disambiguate between two interpretations of ambiguous structures when speakers addressed different interlocutors. The dissertation comprises of three production studies and one comprehension study. Prosodic disambiguation was studied with a focus on German name sequences of three names (coordinates) in two conditions: without (Name1 and Name2 and Name3) and with internal grouping of the first two names ([Name1 and Name2] and Name3). The study of coordinates was complemented with production data of locally ambiguous sentences with a case-ambiguous first noun phrase. Variability was studied in a controlled setting: Productions were elicited with a within-subject manipulation of context in a referential communication task in order to evoke prosodic adaptations to different conversational contexts. Context had five levels and involved interlocutors in three age groups (child, young adult, elderly adult) with German as L1 in the absence of background white noise, the young adult with background white noise, and a young adult without German as L1. Variability was explored at different levels: within a group of young individuals (intra-group level), within and between young individuals (intra-individual level and inter-individual level, respectively), and comparing between the group of young and a group of older speakers (inter-group level). Our data replicate the use of the three prosodic cues (f0-movement, final lengthening, and pause) in productions of young adult speakers and extend their use to productions of older adult speakers. Both age groups distinguished consistently between the two coordinate conditions. Prosodic grouping in production was evident not only on the group-final Name2 but also at earlier stages in the utterance, on the group-internal Name1 (early cues). For some speakers, some listeners were able to decode these early cues effectively as they were able to reliably predict the upcoming structure after listening to Name1 only. Thus, prosodic grouping appears as a globally marked phenomenon building up along the utterance. The internal structure of coordinates was disambiguated irrespective of the conversational context. In our data, speakers only slightly modified the prosodic cues marking the disambiguation in the different contexts. Listeners were unable to identify to which interlocutor the sequence had been produced. We interpret this intra-individual consistency in the production of disambiguating prosodic cues as support for a strong link between prosody and syntax. The findings support models in favour of situational independence of disambiguating prosody. All speakers reliably marked the distinction between the grouping conditions with at least one of the three prosodic cues investigated and most of the speakers used at least two of these cues. Further, individual differences in prosodic grouping did not lead to difficulties in recovering the grouping in comprehension. Taken together, these findings support the existence of a phonological category of prosodic grouping. N2 - Wortfolgen können mehr als einer Interpretation oder einer zugrunde liegenden Struktur entsprechen, was sie mehrdeutig macht. Prosodie kann verwendet werden, um diese strukturelle Mehrdeutigkeit aufzulösen. Diese Dissertation untersucht die Verwendung prosodischer Hinweise in den Bereichen Grundfrequenz (f0) und Dauer zur Unterscheidung zwischen zwei Interpretationen mehrdeutiger Strukturen durch Sprecher:innen, die verschiedene Gesprächspartnerinnen ansprechen. Die Dissertation besteht aus drei Produktionsstudien und einer Verständnisstudie. Prosodische Disambiguierung wurde mit dem Fokus auf deutsche Namenssequenzen aus drei Namen (coordinates – koordinierte Strukturen) in zwei Bedingungen untersucht: ohne (Name1 und Name2 und Name3) und mit interner Gruppierung der ersten beiden Namen ([Name1 und Name2] und Name3). Die Untersuchung der koordinierten Strukturen wurde durch Produktionsdaten mit lokal mehrdeutigen Sätzen mit einer kasus-ambigen ersten Nominalphrase ergänzt. Variabilität wurde in einer kontrollierten Umgebung untersucht: In einer referentiellen Kommunikationsaufgabe wurden Produktionen mit einer Kontextmanipulation innerhalb der Versuchspersonen erhoben, um prosodische Anpassungen an unterschiedliche Gesprächskontexte hervorzurufen. Kontext hatte fünf Ebenen und umfasste Gesprächspartnerinnen in drei Altersgruppen (Kind, junge Erwachsene, ältere Erwachsene) mit Deutsch als L1 in Abwesenheit von weißem Hintergrundrauschen, die junge Erwachsene mit weißem Hintergrundrauschen und eine junge Erwachsene ohne Deutsch als L1. Variabilität wurde auf verschiedenen Ebenen untersucht: innerhalb einer Gruppe junger Personen (intra-Gruppen-Ebene), innerhalb und zwischen jungen Personen (intra-individuelle Ebene bzw. inter-individuelle Ebene) und im Vergleich zwischen der Gruppe junger und einer Gruppe älterer Sprecher:innen (inter-Gruppen-Ebene). Unsere Daten replizieren die Verwendung der drei prosodischen Hinweise (f0-Bewegung, finale Längung und Pause) in Produktionen junger Erwachsener und dehnen ihre Verwendung auf Produktionen älterer Erwachsener aus. Beide Altersgruppen unterschieden konsistent zwischen den beiden Bedingungen der koordinierten Strukturen. Prosodische Gruppierung in der Produktion zeigte sich nicht nur beim gruppenfinalen Name2, sondern auch an früheren Stellen der Äußerung, beim gruppeninternen Name1 (frühe Hinweise). Für die Produktionen einiger Sprecher:innen waren einige Hörer:innen in der Lage, diese frühen Hinweise effektiv zu dekodieren, sie konnten die kommende Struktur zuverlässig vorherzusagen, nachdem sie nur Name1 gehört hatten. Die prosodische Gruppierung erscheint also als ein global ausgeprägtes Phänomen, das sich während der Äußerung aufbaut. Die interne Struktur der koordinierten Strukturen wurde unabhängig vom Gesprächskontext disambiguiert. In unseren Daten veränderten die Sprecher:innen die prosodischen Hinweise zur Disambiguierung in den verschiedenen Kontexten nur geringfügig. Unabhängige Hörer:innen waren nicht in der Lage zu erkennen, zu welcher Gesprächspartnerin die Sequenz produziert worden war. Wir interpretieren diese intra-individuelle Konsistenz in der Produktion von disambiguierenden prosodischen Hinweisen als Unterstützung für eine starke Verbindung zwischen Prosodie und Syntax. Die Ergebnisse unterstützen Modelle, die eine situative/kontextuelle Unabhängigkeit der disambiguierenden Prosodie befürworten. Alle Sprecher:innen markierten die Unterscheidung zwischen den Gruppierungsbedingungen zuverlässig mit mindestens einem der drei untersuchten prosodischen Hinweise, und die meisten Sprecher:innen verwendeten mindestens zwei dieser Hinweise. Außerdem führten individuelle Unterschiede in der prosodischen Gruppierung nicht zu Schwierigkeiten bei der Erkennung der Gruppierung beim Verstehen. Zusammengenommen unterstützen diese Ergebnisse die Existenz einer phonologischen Kategorie prosodischer Gruppierung. KW - prosodic disambiguation KW - prosodische Disambiguierung KW - prosodic cues KW - prosodische Hinweise KW - speech production KW - Sprachproduktion KW - comprehension KW - Sprachverständnis KW - coordinate name structures KW - koordinierte Namensstrukturen KW - locally ambiguous sentences KW - lokal ambige Sätze KW - individual variability KW - individuelle Variabilität KW - age effects KW - Alterseffekte KW - varying interlocutors KW - verschiedene Gesprächspartner:innen KW - structural ambiguities KW - strukturelle Ambiguitäten KW - F0 KW - F0 KW - final lengthening KW - finale Längung KW - duration KW - Dauer KW - gating paradigm KW - Gating Paradigma KW - pause KW - Pause KW - german KW - Deutsch Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-619262 ER - TY - THES A1 - Bora, Sanjay Singh T1 - Regionally adaptable ground-motion Prediction Equations (GMPEs) for seismic hazard analysis T1 - Regional anpassungsfähige Bodenbewegungsmodelle (engl. ground motion prediction equations, GMPEs) für Erdbebengefährdungsabschätzungen N2 - Adjustment of empirically derived ground motion prediction equations (GMPEs), from a data- rich region/site where they have been derived to a data-poor region/site, is one of the major challenges associated with the current practice of seismic hazard analysis. Due to the fre- quent use in engineering design practices the GMPEs are often derived for response spectral ordinates (e.g., spectral acceleration) of a single degree of freedom (SDOF) oscillator. The functional forms of such GMPEs are based upon the concepts borrowed from the Fourier spectral representation of ground motion. This assumption regarding the validity of Fourier spectral concepts in the response spectral domain can lead to consequences which cannot be explained physically. In this thesis, firstly results from an investigation that explores the relationship between Fourier and response spectra, and implications of this relationship on the adjustment issues of GMPEs, are presented. The relationship between the Fourier and response spectra is explored by using random vibration theory (RVT), a framework that has been extensively used in earthquake engineering, for instance within the stochastic simulation framework and in the site response analysis. For a 5% damped SDOF oscillator the RVT perspective of response spectra reveals that no one-to-one correspondence exists between Fourier and response spectral ordinates except in a limited range (i.e., below the peak of the response spectra) of oscillator frequencies. The high oscillator frequency response spectral ordinates are dominated by the contributions from the Fourier spectral ordinates that correspond to the frequencies well below a selected oscillator frequency. The peak ground acceleration (PGA) is found to be related with the integral over the entire Fourier spectrum of ground motion which is in contrast to the popularly held perception that PGA is a high-frequency phenomenon of ground motion. This thesis presents a new perspective for developing a response spectral GMPE that takes the relationship between Fourier and response spectra into account. Essentially, this frame- work involves a two-step method for deriving a response spectral GMPE: in the first step two empirical models for the FAS and for a predetermined estimate of duration of ground motion are derived, in the next step, predictions from the two models are combined within the same RVT framework to obtain the response spectral ordinates. In addition to that, a stochastic model based scheme for extrapolating the individual acceleration spectra beyond the useable frequency limits is also presented. To that end, recorded acceleration traces were inverted to obtain the stochastic model parameters that allow making consistent extrapola- tion in individual (acceleration) Fourier spectra. Moreover an empirical model, for a dura- tion measure that is consistent within the RVT framework, is derived. As a next step, an oscillator-frequency-dependent empirical duration model is derived that allows obtaining the most reliable estimates of response spectral ordinates. The framework of deriving the response spectral GMPE presented herein becomes a self-adjusting model with the inclusion of stress parameter (∆σ) and kappa (κ0) as the predictor variables in the two empirical models. The entire analysis of developing the response spectral GMPE is performed on recently compiled RESORCE-2012 database that contains recordings made from Europe, the Mediterranean and the Middle East. The presented GMPE for response spectral ordinates should be considered valid in the magnitude range of 4 ≤ MW ≤ 7.6 at distances ≤ 200 km. N2 - Die Anpassung von empirisch gewonnenen Bodenbewegungsmodellen (engl. ground motion prediction equations, GMPEs) einer Region an andere Zielregionen bzw. -standorte, für die es nur eine schlechte oder ungenügende Datengrundlage gibt, ist eine der großen Herausforderungen in der seismischen Gefährdungsanalyse. Die abgeleiteten GMPEs werden oft zur Vorhersage von sogenannten Antwortspektren (AS) erstellt. Diese Zielgröße ist von besonderem Interesse für ingenieurtechnische Berechnungen zur erdbebensicheren Auslegung von Gebäuden. Die gewählten funktionalen Formen von GMPEs sind oft der physikalisch basierten Darstellung von seismischer Bodenbewegung als Fourier-Amplituden-Spektren (FAS) entlehnt. Die Annahme der Gültigkeit dieser Konzepte für die Modellierung von Antwortspektren kann jedoch zu Phänomenen führen, die physikalisch nicht erklärbar sind. Im ersten Teil der vorliegenden Doktorarbeit wird deshalb die Beziehung zwischen FAS und AS unter dem Aspekt möglicher Implikationen für die Anpassung von GMPEs an Zielstand-orte näher erforscht und die gefundenen Ergebnisse präsentiert. Die Beziehung zwischen FAS und AS wurde mit Hilfe der `random-vibration-theory' (RVT) untersucht. RVT ist ein Modellierungansatz, der extensiv im Erbebeningenieurwesen benutzt wird, wie zum Beispiel bei der Stochastischen Methode zur Simulation von Bodenbewegungen oder bei standortspezifischen Analysen zur Reaktion von Gebäuden auf seismische Bodenerschütterungen. Die RVT basierten Analysen für das Antwortverhalten eines 5 % gedämpften Einmassenschwingers auf Bodenunruhe zeigen, dass es keine eins zu eins Übertragbarkeit zwischen FAS und AS gibt, abgesehen von einem eingeschränkten Bereich von Eigenfrequenzen des Massenschwingers, deren Antwortspektralwerte unterhalb des charakteristischen Maximums des AS liegen. Für hohe Eigenfrequenzen werden die Werte des AS von Beiträgen des FAS dominiert, deren Frequenzbereich weit tiefer liegt als die betrachtete Eigenfrequenz im AS. Es konnte beobachtet werden, dass die maximale Bodenbeschleunigung (engl. Peak Ground Acceleration, PGA) mit dem Integral über das gesamte, die Bodenunruhe beschreibende FAS in Verbindung steht. Dies steht im Kontrast zur weit verbreiteten Auffassung, PGA sei ein Hochfrequenzphänomen. In dieser Doktorarbeit wird eine neue Perspektive für die Erstellung von GMPEs für die Vorhersage von Antwortspektren (AS-GMPEs) vorgestellt, die die Beziehung zwischen FAS und AS mit einbezieht. Dieser Ansatz beinhaltet eine Zweischrittmethode, um ein AS-GMPE zu erstellen: Im ersten Schritt werden zwei empirische Modelle abgeleitet, welche der Vorhersage des FAS und der Dauer der seismischen Bodenbewegung dienen; im zweiten Schritt werden diese Vorhersagen der beiden empirischen Modelle (FAS, Dauer der Bodenbewegung) unter Benutzung der RVT miteinander kombiniert, um Antwortspektralwerte abzuleiten. Darüber hinaus wird ein Verfahren vorgestellt, das es ermöglicht, erhobene FAS Daten (individuelle Beschleunigungsspektren) über den nutzbaren Frequenzbereich der Daten hinaus zu extrapolieren. Das Verfahren basiert auf der Stochasitischen Methode zur Simulation von Bodenbewegungen. Zu diesem Zweck wurden gemessene Zeitreihen von Erdbeben induzierter Bodenbeschleunigung invertiert, um die Modellparameter der Stochastischen Methode zu bestimmen, was eine konsistente Extrapolation des jeweiligen individuellen (Beschleunigungs-) FAS erlaubt. Ferner wurde ein empirisches Modell für ein Maß der Dauer von seismischer Bodenbewegung entwickelt, das konsistent innerhalb des Ansatzes der RVT ist. In einem nächsten Schritt wurde ein empirisches Modell für die Dauer von seismischer Bodenunruhe entwickelt, das von der Eigenfrequenz des Einmassenschwingers abhängig ist. Dies erlaubt eine möglichst zuverlässige Vorhersage von Antwortspektralwerten. Das hier präsentierte Verfahren zur Ableitung von AS-GMPEs ermöglicht eine einfache Anpassung des AS-GMPE an einen Zielstandort, da es den Stressparameter (∆σ) und den Parameter Kappa (κ0) als Prädiktoren in den beiden empirischen Modellen mit einschließt. Die gesamte Analyse und Ableitung des AS-GMPE basiert auf erhobenen Daten der RESORCE-2012 Datenbank, die Messungen aus Europa, dem Mittelmeerraum und dem Mittleren Osten enthält. Das präsentierte AS-GMPE ist für den Magnituenbereich 4 ≤ MW ≤ 7.6 und für Distanzen ≤ 200 km gültig. KW - seismic hazard KW - response spectra KW - Ground Motion Prediction Equation (GMPE) KW - Fourier spectra KW - duration KW - Erdbebengefährdungsabschätzungen KW - Bodenbewegungsmodelle KW - Antwortspektren KW - Fourier-Spektren KW - Dauer der Bodenbewegung Y1 - 2015 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:517-opus4-88806 ER -