بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله ضخامت آبرفت درمحدوده شهرستان شهرکرد با استفاده از خردلرزه هاي محیطی و سرعت موج برشی محاسبه و همخوانی آن با داده هاي چاه هاي آب منطقه بررسی شده است. اندازه گیري سرعت موج برشی در ٢٠ پروفیل و برداشت خردلرزه هاي محیطی در ۵٢ ایستگاه صورت گرفته و نقشه هاي سرعت موج برشی و پریود طبیعی آبرفت در محیط GIS ترسیم شده ونهایتا با استفاده از رابطه دوبري ضخامت آبرفت محاسبه شده است. مقایسه نتایج با ضخامت آبرفت در چاه هاي آب نشان داد که دو روش هم خوانی نسبتا خوبی با یکدیگر دارند. ولذا می توان از این روش در مطالعات مقدمات تعیین ضخامت آبرفت بهره برد.
واژگان کلیدي: خردلرزه محیطی، پریودطبیعی، سرعت موج برشی، GIS، ضخامت آبرفت، شهرکرد
مقدمه
یکی از مهمترین مطالعات زمین شناسی مهندسی که در فعالیت هاي عمرانی، مطالعات لرزه زمین ساخت، زمین شناسی، ژئوتکنیک و علوم وابسته به زمین نیز کاربرد دارد، بر آورد ضخامت آبرفت روي سنگ بستر می باشد. حفاري گمانه، گرچه در برآورد ضخامت آبرفت از دقت بالایی برخوردار است، اما مستلزم صرف وقت و هزینه زیاد می باشد. به هر ترتیب یکی از روشهاي برآورد ضخامت آبرفت استفاده از خرد لرزه هاي محیطی و سرعت موج برشی می باشد.خرد لرزه هاي محیطی امواج خفیفی با دامنه حدود چند میکرون می باشد. این امواج در اثر به تله افتادن امواج بین سنگ بستر و ضخامت خاك، به دلیل وجود اختلاف امپدانس بین سنگ بستر و آبرفت روي آن تداخل کرده و تشدید می شوند. منشا اصلی خرد لرزه هاي محیطی ترافیک شهري و امواج دریایی می باشد - ناکامورا ، - 1989 یکی از مهمترین کاربرد هاي خرد لرزه هاي محیطی محاسبه پریود طبیعی قشر خاك روي سنگ بستر می باشد.
محتواي فرکانسی امواج در اثر حرکت از سنگ بستر به طرف سطح زمین با تغییرات خصوصیات خاك تغییر می کنند - ناکامورا،. - 1971 محققان بسیاري در این زمینه تحقیق و مطالعه کرده اند و با روشهاي گوناگون و با استفاده از خرد لرزه هاي محیطی پریود طبیعی زمین رامحاسبه کردند. دوبري و همکاران - 1976 - پریود طبیعی خاك را از رابطه - 1 - که در آن H ضخامت لایه و Vs سرعت موج برشی وT پریود طبیعی محاسبه کردند - دوبري در مطالعه حاضر پریود طبیعی در 25 نقطه از شهرستان شهرکرد و سرعت موج برشی نیز در 20 پروفیل در سطح شهرستان شهرکرد اندازه گیري و تحلیل شد. وسپس ضخامت آبرفت توسط رابطه ارائه شده توسط دوبري و همکاران محاسبه شد.محاسبه پریود طبیعی در محدوده شهر در بررسی حاضر برداشتهاي خردلرزه هاي محیطی در محدوده شهرکرد صورت گرفت. به این منظور تعداد 25 نقطه برداشت شد. انتخاب محلهاي برداشت با توجه به پوشش سطح شهر صورت گرفت. اندازه گیري ها تماما براي دوري جستن از نویز و اخلال در برداشت ها در ساعات خلوت بخصوص ساعت 24 تا صبح، انجام شد.
مشخصات دستگاه لرزه نگار به این ترتیب می باشد:
دستگاه لرزه نگار 24 بیت ساخت ایتالیا
سه ژئوفون Geospace ساخت آمریکا
پاسخ فرکانسی یکنواخت از 0/2 تا 50 هرتز
پریود طبیعی دستگاه 1 هرتز
رکورد داده هاي خردلرزه هاي محیطی 5 تا 10 دقیقه براي هر ایستگاه و نرخ برداشت داده ها 100 نمونه در ثانیه انتخاب شد. بعد از تحلیل، پردازش داده ها در نرم افزار J-sesame صورت گرفت. به این ترتیب که ابتدا رکوردها در نرم افزار فراخوانی و طول پنچره هاي 10 ثانیه اي براي مراحل بعدي انتخاب شد. اعمال فیلتر میانگذر 0/5 تا 25 هرتز، به منظور حذف نوفه هاي شهري، که غالبا داراي بسامد بالاي 25 هرتز هستند صورت گرفت. محاسبه طیف دامنه هر پنجره براي سه مؤلفه ي Z, N, E با استفاده از تبدیل فوریه سریع انجام و تقسیم طیفی میانگین مؤلفه هاي افقی به قائم - H/V - تمام مراحل فوق براي تک تک پنجره هاي انتخابی اجرا شد. براي ثبت،پردازش و تحلیل داده ها به نکات زیر در اجراي طرح توجه شده است:
داده ها در ساعات خلوت، عموما شب برداشت شده اند.
همزمان با برداشت داده ها نویز هاي تصادفی احتمالی در مکان برداشت ثبت شد.
مشخصات کامل نقاط برداشت براي تحلیل بهتر داده ها بررسی و یاداشت شد.
تحلیل و تفسیر داده ها طبق دستورالعمل Sesame انجام شد.
پنجره ها ي زمانی هم به صورت دستی و هم اتوماتیک انتخاب شدند، وبا توجه به استاندارد Sesame - 2004 - بهترین پنجرهبراي تحلیل داده ها انتخاب شد. پس از انجام مراحل فوق براي هر ایستگاه پریود طبیعی زمین از روي طیف H/V بدست آمد. براي محاسبه ي پریود طبیعی از روي شکل، پریودي که ماکزیمم دامنه طبیعی را در طیف H/V دارد، قراعت و به عنوان پریود طبیعی زمین معرفی شد. شکل - : - 1 طیف H/V خردلرزه هاي محیطی و نحوه قرائت پریود طبیعی - مجرب، - 1386
شهر کرد
همان طور که در شکل - 2 - نشان داده شده است، پریود طبیعی در 9 رده از 0,02 تا 1,2 طبقه بندي شده است. نتایج پهنه بندي یک آنومالی را در شمال شرقی و تقریبا در مرکز شهرکرد نشان می دهد. طبق رابطه - 1 - و با فرض ثابت بودن سرعت موج برشی، افزایش پریود طبیعی نشانگرافزایش ضخامت خاك روي سنگ بستر است.
محاسبه سرعت موج برشی درمحدوده شهرکرد
براي محاسبه سرعت موج برشی، روش شکست مرزي در محدوده این شهرستان به کار گرفته شد. روش لرزه نگاري ابزاري بسیار مناسب براي مطالعات عمومی ساختگاه ها از دیدگاه تعیین شرایط زیر سطحی، دینامیک خاك و مهندسی زلزله می باشد و استفاده از آن یک برتري سودمند در حل مسائل ژئوتکنیکی محسوب می گردد.کاربرد این روش علاوه بر تعیین شرایط لایه
