بخشی از مقاله
چكيده
با استفاده از روش تركيبي مجموع مد و تفاضل محدود و با لحاظ فيزيك چشمه، مسير و ساختگاه، نگاشت يك زلزله كوچك در منطقه هدف شبيه سازي شده و از آن به عنوان رخداد كوچك در روش تابع گرين جهت مقياس كردن به زلزلهي هدف استفاده ميشود. از آنجا كه در اين روش مدهاي پايه به طور كامل توليد ميشوند لذا نگاشت توليد شده باند پهن فركانسي خواهد داشت و از اين نظر شرايط واقعيِ رفتار زمين در زمان رخداد زلزله را با دقت مناسبي شبيه سازي ميكند. در اينجا شبيه سازي زلزله بم به عنوان يك نمونه ارائه شده است. مقايسه نگاشتهاي شبيه سازي شده با نگاشتهاي واقعي در دو حوزه ي زمان و فركانس به انجام رسيده و نتايج نشان از توافق مناسبي ميان اين نگاشتها دارند.
واژههاي كليدي: نگاشت مصنوعي، مجموع مد، تفاضل محدود، تابع گرين، شبيه سازي، زلزله بم
١ مقدمه
در رهيافت تركيبيِ ارائه شده ابتدا يك زمين لرزه با بزرگاي متوسط، با استفاده از روش تركيبي مجموع مدها و تفاضل محدود شبيه سازي شده و سپس از آن به عنوان تابع گرين استفاده شده تا به كمك آن زمين لرزه اصلي مدل شود. اين روش امكان كاركرد روش شبيه سازي را به صورت مناسبي گسترش ميدهد. در روش تابع گرين عموما از يك پيش/پس لرزه استفاده شده و آن را براي تمامي عمق ها و مكان ها يكدست در نظر گرفته و بر آن اساس جمع اثرات آن زلزله كوچك كه به هر سلول نسبت داده مي شود، عامل ساخت زمين لرزه اصلي قرار مي گيرد. با توجه به آن كه فاكتور عمقي در ويژگي هاي نگاشت تاثير به سزايي دارد لذا در آنچه كه ارائه شده سعي مي شود براي اعماق مختلف نگاشتهاي مختلفي ساخته شده و به آن عمق مربوط نسبت داده شود و هنگام جمع زدنِ زلزله هاي كوچك در روش تابع گرين براي ساخت زمين لرزه اصلي از نگاشتهاي مربوطه در هر آزيموت و عمق استفاده شود. همچنين از آنجا كه شبيه سازيو مقياس كردن نگاشتهاي مصنوعي با دقت بالايي در روش مجموع مد به انجام مي رسد لذا اين امكان وجود دارد كه زلزله كوچك مورد استفاده براي تابع گرين حتي المقدور بهزلزله اصلي از نظر بزرگا نزديك در نظر گرفته شود. زمين لرزه بم بر اين اساس مورد بررسي و شبيه سازي قرار گرفته و نتايج آن ارائه شده است.
٢ روش تحقيق
الگوريتم كلي - شكل١ - روش مورد نظر، روند كار را مشخص مي نمايد. در اين روش نگاشت ها در طول پروفيل ساختگاه توليد مي شوند - شكل ٢ - .از آنجا كه از روش تابع گرين مي توان به صورت مدلسازي چشمه گسترده استفاده كرد - پارامترهاي تابع گرين براي زلزله بم در جدول ١ آمده است - لذا اين خاصيت را دارد كه بتوان در مناطقي كه نگاشت از زمين لرزه ها وجود ندارد ابتدا به روش مجموع مد و تفاضل متناهي نگاشت زلزله كوچكي را كه طبيعتا داراي پيچيدگي هاي كمتري از لحاظ امكان شبيه سازي ومحتواي فركانسي است توليد و با استفاده از آن به روش تابع گرين به شبيه سازي حوزه نزديك براي زلزلهايه بزرگ ترِ هدف به صورت چشمه گسترده اقدام نمود.مرحله اول انتشار موج از محل شكستگي چشمه تا مرز تقريبي سايت و ساختار رسوبي محلي است - با استفاده از روش مجموع مد - و مرحله دوم انتشار موج از زير ساختار رسوبي به روي سطح زمين - با استفاده از روش تفاضل محدود - است. هر يك از اين مراحل داده هاي ساختاري مربوط به خود را دارند. مدل ساختاري مورد استفاده در هر دو بخش شامل اطلاعات سرعت موج طولي و برشي، كاهندگي موج طولي و برشي و همچنين چگالي است. نمونه اي از نگاشت هاي مشاهده و مصنوعي در شكل - ٣ - آمده است.
نتايج حاصل از اين روش شبيه سازي نشان مي دهد كه مقادير مصنوعي توليد شده و مقادير حقيقي مشاهده شده نزديكي و قرابت قابل قبولي دارند - حوزه زمان شكل - ٣ - و حوزه فركانس شكل - ٤ - - و همانطور كه ذكر شد اين مساله در زماني است كه برخي كميت ها به صورت كاملا دقيق در دسترس نبوده و در اين صورت وضعيت نتايج به دست آمده قطعا كيفيت بهتري هم مي يافتند.متوسط خطاي - r.m.sرابطه ١ - ميان طيف پاسخ مشاهده و مصنوعي با ميرايي٥% كه معمولا براي طراحي مد نظر قرار ميگيرد براي هر مولفه و هر ايستگاه محاسبه شده و در شكلهاي - ٥ - براي فركانس ٦ هرتز نشان داده شده است.در اين رابطهN مجموع تعداد نمونه هاي - پريودهاي - طيف پاسخ و و دامنه هاي محاسبه شده طيف پاسخ براي نگاشتهاي مشاهده و مصنوعي هستند. اعتبار سنجي نتايج بدست آمده و پايداري نگاشتهاي محاسبه شدهبه عنوان بانك داده مورد اطمينان را با دو تست پارامتريك در اين بخش مورد ارزيابي قرار گرفته است.
