بخشی از مقاله
*** این فایل شامل تعدادی فرمول می باشد و در سایت قابل نمایش نیست ***
تحلیل عملی بررسی ساختمانهای دو لایهای زمین بر اساس روش هاکیوارا
چکیده
روشهای ژئوفیزیکی بعنوان روشهای سریع جهت بدست آوردن اطلاعات زیر سطحی برای اهداف مهندسی عمران و زمین شناسی بکار برده می شود و اطلاعاتی در رابطه با سنگ کف و محدوده لایه های زیرزمینی و جنس آنها را ارائه می دهد. در حقیقت با روشهای فیزیکی مختلف به جنس لایه های زمین و ضخامت آنها پی برده می شود. یکی از این روشها، روش لرزه ای اکتشاف می باشد که مبتنی براین حقیقت است که موج ایجاد شده در یک نقطه ضمن عبور از انواع مواد زمین دارای سرعت انتشار مختلف می باشد. این روش به لحاظ دقت زیادتر و توان تفکیک بالا و نفوذ زیاد آن دارای مزیت هایی به روشهای دیگر است. در مقاله حاضر
یک روش عملی جهت بررسی ساختمانهای دو لایه ای زمین به طریق لرزهای شرح داده می شود که مبتنی بر یک روش ژاپنی است که بنام روش هاگیوارا (Hagawaras Method) معروف است.
مقدمه
روش لرزهشناسی اکتشافی (SeiSmology) یکی از پیشرفتهترین و متداولترین روشهای ژئوفیزیکی براساس مطالعه زمین در یک منطقه محدود میباشد. در این روش با استفاده از امواج لرزهای مصنوعی (امواج حاصل از دینامیت) به مطالعه ساختمان زمین و خواص فیزیکی آن می پردازد. این مطالعات مبتنی بر استفاده از خواص الاستیک سنگ لایه های زمین و انتشار امواج در آنهاست. در حقیقت با توجه به تفاوت در سرعت الاستیک یا سرعت موجهای لرزهای از میان مواد مختلف زمینشناسی می توان به لایه های مختلف زمین پی برد. روشهای لرزهای در اکتشافات و همچنین جستجوی آبهای زیرزمینی و در مهندسی ساختمان بویژه در تعیین عمق سنگ کف در ارتباط با بنای ساختمانهای بزرگ، سدها و بزرگراهها اهمیت دارد. روش اکتشافات لرزهای عبارتست از ایجاد امواج لرزهای و تعیین زمان لازم برای رسیدن امواج از چشمه های انفجار به یک سری لرزهسنج که معمولاً در امتداد یک خط مستقیم به سوی چشمه ها چیده شدهاند. با مشخص شدن زمان سیر موج تا ژئوفونهای مختلف، سرعت امواج و مسیر
تعیین سرعت امواج در لایه ها متداولترین روش لرزهشناسی اکتشافی استفاده از امواج بازتابی میباشد. در این روش با
عضو هیأت علمی گروه زمین شناسی دانشگاه اصفهان
استفاده از ثبت امواج بازتابی می توان به مطالعه مشخصات لایه های زمین در عمقهای بین چند صد متر تا چند هزار متر پرداخت. دو لایه زمین با سرعت امواج V1 و V2 مفروض می باشد. اگر یک منبع انرژی در نقطهٔ B و یک لرزه سنج در نقطهٔ G در سطح زمین وجود داشته باشد و ضخامت اول برابر با T باشد و زمان رسیدن موج بازتاب از نقطه B به لرزه سنج G برابر باTباشد با استفاده از روابط زیر ضخامت لایه اول را میتوان بدست آورد.
سرعت ناحیه اول را از طریق موج مستقیم می توان بدست آورد که در حقیقت عکس شیب خط برابر با سرعت می باشد. در منحنیهای زمان مسافت، اولین شکست (first break) جهت بدست آوردن موج مستقیم است. روش انکساری به این ترتیب است که در یک فاصله ای که اولین موج انکساری به لرزه سنج میرسد مدنظر قرار گرفته می شود. در کمتر از این فاصله اصلاً موج انکساری نداریم. نقطه ای که از آنجا به بعد اولین شکست موج انکساری می باشد به آن (CrOSSOVer distance) گویند. بطورکلی در عمل نمی توان با یک لرزه سنج و ثبت یک لرزه نگاشت به راحتی به حضور سطح مشترک بین لایهٔ اول و دوم پی بزد. بهمین دلیل برای افزایش اطلاعات در مورد سطح مشترک دو لایه نیاز به تعداد قابل توجهی لرزه سنج با یک آرایش خاصی در حوالی منبع انرژی میباشد. در حقیقت اگر فرضی براین باشد که سرعت هر لایه از لایه پیش بیشتر باشد، برای حالت چند لایه نمودار تغییر زمان مسیر برای هر لایه بصورت خط مستقیمی خواهد بود که شیب آن معکوس سرعت لایه و محل تلاقی آن با خط قبلی بیانگر عمق لایه خواهد بود. جهت عمومیت بخشیدن به روش تحلیل باید حضور لایه های شیب دار درنظر گرفته شود. بدین لحاظ در تمام شرائط باید منبع انرژی یک بار در یک سمت آرایش لرزه سنج ها و بار دیگر در سمت دیگر قرار داده شود تا با اطلاعات بدست آمده بتوان سرعت حقیقی لایه ها و شیب آنها را محاسبه کرد. در حقیقت اگر شیب لایه برابر با باشد، با انجام دو نیمرخ در جهت سراشیبی و در جهت سر بالائی لایه، سرعت ظاهری امواج در دو جهت سراشیبی لایه و سر بالائی لایه ( بدست می آید که این سرعت برحسب سرعت حقیقی لایه اول به صورت زیر خواهد بود
