بخشی از مقاله
١. مقدمه
شناسایی پروفیل بستر دریا به دلیل اجراي پروژه هاي مهم و استراتژیک نظیر سکوهاي نفتی، پل ها، اسکله ها و خطوط لوله انتقال نفت بسیار حائز اهمیت است. آزمایش آنالیز طیفی امواج سطحی یک تکنیک غیر مخرب صحرایی جهت تعیین پروفیل سختی خاك در محل می باشد. سرعت و دقت بالاي آزمایش و همچنین هزینه آم انجام آن باعث شده تا این روش به عنوان یکی از آارآمدترین تکنیک هاي لرزه اي در شناسایی هاي ژئو تکنیکی معرفی گردد. روش آزمایش به این ترتیب است آه به وسیله یک منبع تولید امواج لرزه اي در یک نقطه از سطح زمین انرژي لرزه اي تولید شده و این انرژي در نقاط دیگري در سطح زمین به وسیله گیرنده هاي حساس به حرآات قائم ثبت می شود. با استفاده از تبدیل فوریه سریع FFT رآوردهاي فوق از حوزه زمانی به حوزه فرآانسی تبدیل و در نتیجه اختلاف فاز میان گیرنده ها محاسبه می شود با استفاده از اختلاف فاز حاصل، سرعت فاز محاسبه شده و به آمک داده هاي فوق منحنی پراآندگی تجربی ترسیم می شود. در مرحله بعد با در نظر گرفتن یک پروفیل فرضی براي محل مورد مطالعه و با استفاده از روابط مربوط به تئوري انتشار امواج الاستیک در محیط هاي لایه اي، منحنی پراآندگی تئوریکی سیستم مفروض رسم می گردد. دو منحنی پراآندگی تجربی و تئوریکی با هم مورد مقایسه قرار گرفته و در صورت هم خوانی نداشتن دو منحنی، در مشخصات پروفیل فرضی تغییراتی داده شده و مجدداً منحنی پراآندگی سیستم جدید رسم می شود این عمل تا همخوانی آافی بین دو منحنی ادامه می یابد. عملیات فوق عملیات مدل آردن رو به جلو نامیده می شود. در این آار تحقیقی یک برنامه آامپیوتري تحت عنوان TDUW جهت رسم منحنی پراآندگی سیستم هاي لایه اي در محیط هاي آبدار طراحی و تدوین گردیده و با استفاده از برنامه فوق اثرات ناشی از پارامترهاي موثر بر سرعت موج اسکولت بررسی شده است. از آنجا آه سرعت موج برشی در مصالح خاآی در بازه m/s٠۵ (براي رسوبات خیلی نرم) الی m/s٠٠۵ (براي سنگ هاي سخت) قرار می گیرد لذا در این مطالعه تحقیقی به بررسی پارامترهاي موثر بر سرعت موج اسکولت در دو نیمه فضاي الاستیک، هموژن و ایزوتروپ با سرعت هاي موج برشیm/s ٠۵ و m/s٠٠۵ پرداخته شده است. همچنین اثرات پارامتر هاي فوق بر روي یک سیتم چهار لایه اي واقع در زیر آب نیز بررسی گردیده است.
٢. بررسی پارامترهاي موثر بر سرعت موج اسکولت
٢. ١. اثر عمق آب
جهت بررسی اثر عمق آب، با استفاده از برنامه آامپیوتري به رسم منحنی هاي پراآندگی دو نیمه فضاي فوق الذآر براي اعماق ١، ١٠ ، ١٠٠، ١٠٠٠ متر آب پرداخته شده است. خصوصیات نیمه فضا (دانسیته وضریب پواسون) در همه حالات ثابت در نظر گرفته شده اند در نتیجه اختلاف حاصل در منحنی هاي پراآندگی را فقط می توان ناشی از اثر عمق لایه آب دانست. منحنی هاي پراآندگی براي دو نیمه فضا و شرایط متفاوت ضخامت لایه آب در شکل هاي ١ و ٢ نشان داده شده اند. در این شکلها تغییرات سرعت موج اسکولت در برابر تغییرات طول موج نرمالیزه شده (نسبت طول موج به عمق آب) ترسیم شده اند.
شکل١ - منحنی پراآندگی نرمالیزه شده نیمه فضا شکل٢- منحنی پراآندگی نرمالیزه شده نیمه فضا
باسرعت موج برشی m/s ٠۵ براي اعماق مختلف آب باسرعت موج برشی m/s٠٠۵ براي اعماق مختلف آب با بررسی منحنی ها مشاهده می شود آه در تمام منحنی هاي فوق سرعت موج اسکولت تا طول موج هایی نزدیک به عمق لایه آب ثابت بوده و بعد از این طول موج شروع به افزایش می آند، به استثناء عمق آب ١٠٠٠ متر در
نیمه فضا با سرعت موج برشی m/s٠۵ آه در این حالت بعلت آوچک بودن طول موج بحرانی سرعت موج اسکولت در طول موج هاي آمتر از ١٠٠٠ متر افزایش یافته است. به این قسمت، شرایط آب عمیق اطلاق می شود و این ناحیه متناظر با حالتی است آه آب در دو جهت افقی و قائم تا ابعاد بی نهایت ادامه داشته باشد. در این قسمت سرعت موج اسکولت مستقل از عمق آب می باشد و در برابر فرآانس و طول موج تغییر نمی آند.
٢. ٢. اثر دانسیته لایه هاي خاك
دانسیته اغلب مصالح خاآی در بازه ٣/١ تا ٣ /٢ گرم بر سانتیمتر مکعب تغییر میکند. جهت بررسی اثر دانسیته منحنی هاي پراآندگی دو نیمه فضاي ذآر شده در قسمت قبل براي شرایط یکسان ولی با دانسیته هاي مختلف رسم گردید. در شکل هاي ٣ و۴ منحنی هاي پراآندگی دو نیمه فضاي ذآر شده بازاي دانسیته هاي ٣/١، ۵۵/١، ٨/١، ۵٠/٢ و٣/٢ گرم بر سانتیمتر مکعب نشان داده شده است. در این منحنی ها تغییرات سرعت نرمالیزه (نسبت سرعت موج اسکولت به سرعت موج برشی) در برابر تغییرات طول موج نرمالیزه شده ترسیم شده است. بعلاوه صرفا ناحیه آب عمیق جهت بررسی اثر دانسیته در نظر گرفته شده تا اثرات مربوط به عمق آب حذف شود. با دقت در منحنی ها دیده می شود آه دانسیته رابطه مستقیم با سرعت موج اسکولت دارد بطوریکه با افزایش دانسیته خاک سرعت موج اسکولت افزایش و با آاهش دانسیته سرعت موج اسکولت آاهش می یابد. در محدوده دانسیته ٣/١ الی ٣/٢ گرم بر سانتیمتر مکعب بیشترین تغییر در سرعت موج اسکولت نرمالیزه شده در هر دو نیمه فضا حدود ۵۴٠/٠ است.
