بخشی از مقاله
چکیده
یکی از مهمترین پارامترهای گسل در هنگام زلزله، میزان لغزش گسل است. تا کنون روشهای مختلفی جهت تعیین میزان لغزش صفحات گسل ارائه شده که از آن جمله میتوان به شبیهسازی زلزله به روش سینماتیکی و دینامیکی اشاره نمود. در این مقاله روشی ارائه شده است که با استفاده از نگاشت سرعت و جابجایی حوزه نزدیک گسل و منظور نمودن معادله رفتاری ضعیفشدگی با لغزش slip- - - weakening relation برای صفحات گسل، میزان لغزش متوس گسل تعیین میگردد.
این روش، که در این مقاله روش Dc نامیده میشود، بر روی زلزلههای بم - Mw= 6.5 - ، توتوری - Mw= 6.6 - - Tottori earthquake - و دنالی - Mw= 7.9 - - Denali earthquake - اعمال شده و لغزش محاسبه شده با نتایج شبیهسازی سینماتیکی و دینامیکی که توس محققان مختلف انجام شده، مقایسه گردید که حاکی از دقت مناسب نتایج روش پیشنهادی، جهت تخمین آنی لغزش گسل میباشد.
مقدمه
میزان لغزش صفحات گسل نسبت به یکدیگر در هنگام وقوع زلزله یکی از پارامترهای مهم گسلش میباشد. روشهای مختلفی جهت تعیین لغزش گسل وجود دارد که از آن جمله میتوان به انواع روشهای برگشتی - inversion methods - سینماتیک و همچنین شبیهسازی دینامیکی گسلش اشاره نمود. در روشهای اشاره شده نیاز به اطلاعات اولیه مناسب از منطقه، ساختار سرعتی پوسته و انجام آنالیزهای عددی بوده، همچنین جهت صحتسنجی نتایج خروجی، میبایست شکل موج مصنوعی تولید شده توس آنالیزها، با نگاشت ثبت شده در اطراف گسل مقایسه گردد. در این مطالعه الگوریتمی ارائه شده است که بر مبنای آن، جهت تخمین لغزش گسل، تنها نگاشت جابجایی و سرعت حوزه نزدیک گسل مورد نیاز است. در این روش از مدل رفتاری ضعیفشدگی با لغزش استفاده میشود و پارامتر اساسی، فاصله ضعیف- شدگی - Dc - - slip-weakening distance - میباشد.
2 روش تحقیق
در نگاشت نزدیک گسل، با توجه به نزدیکی ایستگاه به چشمه لرزه-زا، سهم غالب تأثیرگذار در شکل موج ثبت شده در سطح زمین، مربوط به خواص چشمه لرزهزا بوده و اثرات مربوط به ساختگاه و مسیر انتقال موج تأثیر کمتری در نگاشت حاصله دارند. لذا با مطالعه خواص نگاشت حوزه نزدیک گسل، تا حد زیادی میتوان به ویژگیهای چشمه لرزهزا پی برد. برای مطالعه پارامتریک گسلش، لازم است یک معادله رفتاری متناسب با واقعیت به گسل نسبت داد. در این خصوص رواب زیادی ارائه شده است که از میان آنها رابطه ضعیفشدگی با لغزش انتخاب شده است. دلیل انتخاب این رابطه، مبنای فیزیکی - 0DWVXʼXUD' .DWDRND' DQG 6KLED]DNL 1992 - ، سازگاری با نتایج آزمایشگاهی - Ohnaka, Kuwahara, and Yamamoto 1987 - و همچنین دربرداشتن توامان رفتار اصطکاکی و شکست شکننده در سنگ میباشد - . - Ida 1972
1-2 معادله رفتاری ضعیفشدگی با لغزش
رفتار ضعیفشونده با لغزش نخستین بار توس ایدا - Ida - در سال 1972 تعریف گردید. این رفتار بیانگر وابسته بودن مقاومت اصطکاکی سنگ به میزان لغزش میباشد. در این مقاله شکل خطی این معادله مورد استفاده قرار گرفته در این رابطه s ضریب اصطکاک استاتیکی، d ضریب اصطکاک دینامیکی، Dc فاصله ضعیفشدگی - m - ، x جابجایی - m - و - - x ضریب اصطکاک متناظر با جابجایی میباشد.
اصلیترین پارامتر معادله رفتاری ضعیفشدگی با لغزش، فاصله ضعیفشدگی - Dc - میباشد. راههای مختلفی اعم از آزمایشگاهی and Yamamoto 1987 - Kuwahara, - Ohnaka,و تحلیلی 2003 - al. - Mikumo etجهت تخمین این پارامتر ارائه شده است. فوکویاما و میکومو - 2007 - روشی جهت تخمین این پارامتر از روی دادههای نگاشت حوزه نزدیک گسل ارائه دادهاند که بر مبنای آن لازم است با دوران نگاشت حوزه نزدیک گسل، آن را در راستای گسل قرارداده و جابجایی را در زمانی که اولین بیشینه نسبی سرعت رخ میدهد، قرائت نمود. در گسلهای امتدادلغز میزان این جابجایی را دو برابر کرده و مقدار حاصل، معادل فاصله ضعیفشدگی لحاظ میگردد - Fukuyama and Mikumo . - 2007
2-2 تعیین لغزش روی گسل
میکومو و همکاران در سال 2003 با بررسی پارامتر Dc و لغزش نهایی گسل در شبیهسازی دینامیکی زلزله، یک رابطه مستقیم بین این دو پارامتر ارائه دادند - شکل . - 2 در این مقاله با ترکیب روش میکومو و همکاران - 2003 - و مطالعات فوکویاما و میکومو - 2007 - ، روشی جهت تخمین میزان لغزش گسل ارائه شده است که در ادامه جزئیات این روش به همراه کاربرد آن در خصوص زلزلههای بم، توتوری و دنالی، تشریح میگردد.
شکل .2 رابطه فاصله ضعیفشدگی با لغزش نهایی - حد پائین عبارتست از Dc=0.27Dmax و حد بالا برابر است با - Mikumo et al. 2003 - Dc=0.56Dmax ابتدا نگاشت نزدیک گسل در زلزله بم را در راستای گسل دوران داده و نگاشت جابجایی و سرعت در یک نمودار رسم میگردد - شکل . - 3 با استفاده از روش فوکویاما و میکومو - 2007 - ، میزان فاصله ضعیفشدگی از روی نگاشت نزدیک گسل - ایستگاه بم - برابر با 30 سانتیمتر برآورد میگردد. همانطور که در شکل 3 مشاهده میگردد اولین بیشینه نسبی سرعت در زمان 17 ثانیه اتفاق میافتد که جابجایی معادل آن برابر با 15 سانتیمتر بوده و در نتیجه مقدار Dc، 30 سانتیمتر برآورد میگردد.
