بخشی از مقاله
چکیده
اثرات محلی ساختگاه نقش مهمی در طراحی مقاوم در برابر زلزله ایفا می نماید و بایستی برای هر حالت بصورت مجزا باآن برخورد لازم صورت پذیرد. دلایل تئوری مهمی در رابطه با علت متاثر شدن حرکات سطح زمین از شرایط محلی ساختگاه وجود دارد .در اغلب ساختگا هها دانسیته و سرعت موج برشی که لایه ها در نزدیکی سطح زمین دارند ،کمتر از مقادیر آنها در اعماق می باشد . اگر از اثرات پراکندگی و میرایی مصالح صرفنظر شود اصل بقای انرﮊی الاستیک موج نیاز دارد که جریان انرﮊی از عمق تا سطح زمین ثابت باشد . بنابر این چون با رسیدن موج به سطح دانسیته کاهش می یابند سرعت ذره بایستی افزایش یابد، لذا پدیده تشدید رخ می دهد .
در این مقاله سعی شده است که به بررسی این مسئله درتعدادی از شهرهای شمال شرق ایران پرداخته شود . بدین ترتیب که با استفاده از رکوردهای ثبت شده در سه ایستگاه شتابنگاری شهرهای مورد مطالعه و حفر گمانه هایی در محل قرارگیری دستگاههای شتابنگاری ، رکوردهای سنگ بستر ساختگاههای مورد مطالعه با استفاده از روش خطی معادل در فضای فرکانسی بدست آمده و با داشتن ضرایب سنگ بستر و سطح ضرایب تشدید ساختگاههای مورد مطالعه بدست آمدند . از این ضرایب می توان در طراحی لرزه ای سازه ها و بهبود آیین نامه زلزله بهره گرفت .
١- مقدمه
با آنکه شواهد بسیاری در باب اثرات شرایط محلی وجود دارد، اما مبنای فنی و نحوه ارزیابی آن هنوز موضوع بحث سالهای اخیر می باشد . در حقیقت توصیه های فنی جهت در نظر گرفتن اثرات محلی ساختگاه تا سالهای ١٩٧٠ در آیین نامه ها عنوان نشده بود. قبل از زلزله سان فرانسیسکو در سال ١٩٧١ شتاب نگاشت های زلزله های قبلی محدود بودند و عمدتا بر روی لایه هایآبرفتی ثبت شده بودند . بنابراین طیف های طراحی بر اساس نگاشتهای ثبت شده روی آبرفت تهیه شدند و پارامترمربوط به شرایط خاک درآنها دخالت داده نشده بود.
خواص امواج زلزله با عبور از محیط های مختلف دگرگون می گردد. فرکانسهای بالا به سرعت میرا شده و فرکانسهای پایین تر تا مسافت دورتر پایدار می مانند . از سوی دیگر لایه های مختلف زمین بخشهایی از طیف فرکانس را که به فرکانس طبیعی لایه نزدیکتر است را تقویت می کند ، لذا شتاب نگاشتهای یک زلزله معین که در نقاط مختلف ثبت شده است می تواند دارای تفاوتهای زیادی باشند.
خواص کمی و کیفی شتابنگاشتها را می توان متاثر از دو منبع دانست : الف - مشخصات مربوط به جنبش نیرومند زمین در بستر سنگی منطقه ; ب - تاثیر پروفیل خاک محل ثبت رکورد که مانند یک فیلتر عمل کرده و موجب تغییراتی در مشخصه های امواج لرزه ای عبوری از خود می شود. مثلا با توجه به میزان سختی خاک موجب تشدید یا تضعیف حرکت در یکسری از فرکانسها می شود. با وجود این حقیقت که امواج زلزله از میان ده ها کیلومتر سنگ و غالبا کمتر از صد متر خاک عبور می نمایند ، لایه خاک نقش بسیار مهمی در تعیین خصوصیات حرکت سطحی زمین ایفا می کند .
به عبارت دیگر مورد اول ذکر شده در بالا در محدوده چندین کیلومتری از منطقه تغییر زیادی نمی کند، ولی تغییرات مورد دوم با جابجا شدن از محل ثبت رکورد بسیار زیاد است . بنابر این اگر بتوانیم تاثیرات عامل دوم را در رکوردهای ثبت شده معین و به نحوی جدا سازیم می توانیم از باقیمانده آن که فقط مربوط به عامل اول است در مناطق دیگری که رکورد ثبت شده در اختیار نداریم استفاده کنیم.
در این مقاله رکوردهای ثبت شده در ایستگاههای متعلق به مرکز تحقیقات ساختمان ومسکن در شهرهای ساری،گرگان وبجنورد واقع در نواحی شمال شرقی کشور مورد مطالعه قرار می گیرند. ابتدا با توجه به خصوصیات فرکانسی رکوردهای ثبت شده اصلاحات لازم برروی آنها انجام می گیرد. همچنِین در محل هر یک از ایستگاههای ذکر شده اقدام به حفر گمانه های شناسایی ﮊئوتکنیکی و انجام آزمایشات درون گمانه ای شده است. با توجه به نتایج بدست آمده میزان تشدید محتمل در هر ساختگاه مورد ارزیابی قرار گرفته است.
٢- اصلاح رکورد های ثبت شده
در مواردی با انتگرالگیری از رکوردشتابهای ثبت شده، سرعت در انتهای حرکت صفر نیست و می بایست اصلاح خط پایه صورت پذیرد وخطاهای رکورد از آن حذف گردد - قابل توجه است که در پایان حرکت لزوما جابجایی زمین نمی بایست صفر باشد - .
با استفاده از تکنیک تبدیل فوریه سریع می توان حرکت را به حوضه فرکانسی انتقال داد و از انرﮊی حمل شده در فرکانس های مختلف دیدی پیدا کرد. با این کار محدوده فرکانسی که انرﮊی عمده زلزله تحت آن حمل می شود عموما مشخص شده و اگر در منحنی تبدیل فوریه به فرکانس هایی که مربوط به زلزله نیستند برخورد کنیم معلوم می شود که مربوط به اغتشاشات وارده از منابع خطاهای مختلف هستند و باید حذف شوند.
به همین منظوردراین تحقیق با استفاده از نرم افزارpitsa محدوده فرکانسی ٠- ٢٥ هرتز رادر نظر گرفته و فرکانسهای بالا تر حذف گردیدند، در شکلهای١تا٣ نمونه ای از شتاب نگاشت ثبت شده در ساختگاهای مورد مطالعه نشان داده شده است. کل رکوردهای ثبت شده در این سه شهر ١٣ عدد بوده که تمام این رکوردها درهرسه جهت مولفه داشته اند.
شکل ١: رکورد سایت ساری در ٢٢ نوامبر ١٩٩٧ - رکورد اصلاح شده در امتداد - N-S
شکل٢: رکورد سایت گرگان در ٥ اکتبر ١٩٩١ - رکورد اصلاح شده در امتداد - N-S
شکل٣: رکورد سایت بجنورد در ٩ نوامبر ١٩٩٣ - رکورد اصلاح شده در امتداد - N-S
