بخشی از مقاله
چکیده
با توجه به محدودیتهای روشهای کلاسیک تحلیل خطر احتمالی، و افزایش اطلاعات بر اساس مطالعات ژئوفیزیکی در مناطق شهری، استفاده از روش های شبیه سازی واقع گرایانه ترکیبی برای مدل سازی اثرات چشمه، مسیر و سایت اهمیت زیادی پیدا نمودا است. در این تحقیق ابتدا با استفاده از روش مجموع مدها، کاتالوگ زمین لرزه های ایران، و مدل سرعت- ضریب جذب نقشه پارامترهای جنبش نیرومند زمین در گستره ایران تخمین زده شده است. سپس بر اساس روش ترکیبی جمعبندی مدها، تفاضلات متناهی و تابع گرین همخوانی خوبی بین طیف پاسخ و تاریخچه زمانی مشاهده و شبیه سازی شده ارائه شده است.
1 مقدمه
جنبش نیرومند زمین در فاصله مشخص از چشمه زمین لرزه تحت تاثیر پارامترهای مختلفی قرار میگیرد. این پارامترها عبارتند از اثر چشمه، مسیر و سایت. روشهای مختلفی برای شبیه سازی جنبش نیرومند زمین ارائه شده است. انتخاب روش مناسب برای تخمین پارامترهای جنبش نیرومند زمین ارتباط مستقیم با اطلاعات ورودی برای روش انتخاب شده دارد.
مهمترین پارامترهای جنبش نیرومند زمین که در ارزیابیهای خطر زمین لرزه و رفتار سازههای مختلف در برابر آنها مورد نظر بوده و دارای کاربرد مهندسی است، شامل بیشینه مقادیر شتاب، سرعت، تغییر مکان و همچنین طیف پاسخ شتاب یا سرعت در میرائیهای مختلف میباشد. روش های مختلفی برای تخمین این پارامترها در ادبیات فنی وجود دارد. این روشها شامل تحلیل خطر تعیینی، تحلیل خطر احتمالی کلاسیک و مونته کارلو، تحلیل خطر نوین تعیینی و شبیه سازی واقع گرایانه می باشد.
روش تحلیل خطرتعیینی بیشتر براساس حدقل فاصله از چشمه، بزرگای بیشینه هر چشمه و رواب کاهندگی تجربی می باشد. در روش تحلیل خطر احتمالی، احتمال اینکه بیشینه شتاب از یک مقدار مشخص فزونی یابد با در نظر گرفتن هندسه چشمه ها که متاثر از قضاوت شخصی است، رواب بازگشتی بر اساس مطالعات آماری زمینلرزههای گذشته در منطقه و رواب تجربی کاهندگی تخمین زده می شود. به طور کلی میتوان گفت که فق در صورت کامل بودن بانک اطلاعاتی و آماری زمینلرزههای منطقه، روش احتمالی روشی متداول برای تحلیل خطر زمینلرزه میباشد. ولی به سبب کمبود اطلاعات و تاریخچه موجود از زمینلرزههای گذشته و نیز با توجه به دوره بازگشت چند صد ساله بسیاری از زمینلرزههای بزرگ نتایج مطلق از این روش به دست نمیآید.
در این مقاله روشهای تحلیل خطر تعیینی نوین و شبیه سازی واقع گرایانه برای تخمین پارامترهای جنبش نیرومند زمین بر اساس مدل ساختاری سرعت- ضریب جذب امواج ارائه می گردد. در روش شبیه سازی واقع گرایانه اثرات چشمه ، مسیر وسایت به طور واقع گرایانه در نظر گرفته شده است.
2 روش تحقیق
در این تحقیق ابتدا با استفاده از روش مجموع مد - Panza et al., 2001 - ،کاتالوگ زمین لرزه های ایران، و مدل سرعت- ضریب جذب نقشه خطر زمین لرزه به روش تعیینی نوین بدست آمده است. مراحل انجام این روش در شکل - 1 - نشان داده شده است. ابتدا کاتالوگ زمین لرزه ای ایران بر اساس بزرگای گشتاوری همگن و زمین لرزه های با بزرگای بیش از 5 که از نظر مهندسی قابل توجه هستند در نظر گرفته شده است. سپس بر اساس توزیع زمین لرزه ها، پهنه ایران به 17 ناحیه تقسیم و برای هر ناحیه یک سازوکار کانونی در نظر گرفته شده است. پهنه ایران به 5 ناحیه با مدل سرعت-ضریب جذب بر اساس مطالعات رحیمی - 2010 - و حمزه لو و همکاران - 1390 - در نظر گرفته شد
سپس با هموار سازی کاتالوگ و در نظر گرفتن شبکه 0/2 در 0/2 درجه برای هر سلول با استفاده از روش مجموع مدها تاریخچه زمانی شتاب، سرعت و تغییر مکان شبیه سازی گردید. سپس بیشینه شتاب رکورد در هر سلول استخراج و نقشه خطر تعیینی بدون در نظر گرفتن رواب کاهندگی ارائه گردید - شکل . - 2 نتایج بدست آمده از روش تعیین نوین با روش احتمالی برای ایران - حمزه لو و همکاران، - 2012 مقایسه گردید که نشان می دهد نتایج تعینی نوین با نتایج احتمالی در دوره بازگشتهای بالا برای سنگ بستر همخوانی بهتری دارد.
شکل .1 روش تعیینی نوین - Panza et al., 2001 -
با توجه به محدودیتهای روشهای کلاسیک تحلیل خطر احتمالی، و افزایش اطلاعات بر اساس مطالعات ژئوفیزیکی در مناطق شهری، استفاده از روش های شبیه سازی واقع گرایانه ترکیبی برای مدل سازی اثرات چشمه، مسیر و سایت اهمیت زیادی پیدا نمودا است. مدهای تشکیل دهنده امواج تا فرکانسهای قابل توجه حدود 10 هرتز بر مبنای مدلهای ساختاری تهیه و از آن برای نگاشتهای مصنوعی که دارای محتوای فرکانسیِ تا 10 هرتز را دارا می باشند استفاده و تاریخچه زمانی در سنگ بستر شبیه سازی می گردد. سپس برای مدل سازی اثر سایت با شکل هندسی نامشخص از روش تفاضل متناهی - فاه و همکاران،:1994 حمزه لو و همکاران، - 2007 استفاده و تاریخچه زمانی در سطح زمین شبیه سازی می گردد.
