بخشی از مقاله
چكيده
مطالعات ويژگي هاي لرزه اي ساختگاه، در مناطق مستعد زلزله انجام مي شود. در اين مطالعات، پارامترهاي طراحي لرزه اي ساختگاه بر اساس ويژگي هاي زمين شناسي مهندسي و ژئوتكنيك تعيين مي گردد. در اين راستا بخشي از آيين نامه هاي ساختماني به رده بندي ساختگاه اختصاص دارد. به منظور رده بندي زمين، آيين نامه ها روش هاي متنوعي همانند ميانگين سرعت موج برشي تا ژرفاي ٣٠متر را ارائه مي نمايند. اين مقاله، بخشي از مطالعات ريزپهنه بندي ژئوتكنيك لرزه اي شهر كرمان براي تعيين نوع زمين در قالب مطالعات لرزه اي درون گمانه اي - دانهول - را ارائه مي دهد.
روش مورد نظر، زمان سير امواج الاستيك چندگانه را در طول عمق يگ گمانه ٣٠ متري را اندازه گيري مي كند. در اين مطالعات از لرزه نگار ٣ كاناله با فواصل برداشت ١متري استفاده شد. ميانگين سرعت موج برشي تا ژرفاي ٣٠متر بين ٢٣٣ تا ٣٩٢ متر بر ثانيه متغير است. با توجه به نتايج به دست آمده، نوع زمين در شهر كرمان بر اساس استاندارد ٢٨٠٠و آيين نامه اروپا رده بندي و با يكديگر مقايسه شدند. نتايج نشان ميدهد كه گستره شهر كرمان با توجه به آيين نامه ٢٨٠٠در گروه III و بر اساس آيين نامه اروپا، به طور عمده در گروه C رده بندي مي شود.
١ مقدمه
يكي از اركان مهم مطالعات ژئوتكنيك لرزه اي، شناسايي ويژگيهاي رفتاري و خواص ديناميكي خاك، با استفاده از روشه اي ژئوفيزيكي است - Luna & Jadi, 2000 - نتايج حاصل از اين مطالعات در رده بندي ساختگاه با استفاده از آيين نامه هاي ساختماني نيز كاربرد گسترده اي دارد. روش هاي ژئوفيزيكي، اطلاعاتي را در مورد خواص فيزيكي لايه هاي سطح زمين ارائه مي دهد - U.S. EPA, 1997 - به منظور شناخت و ارزيابي اثرات ساختگاه، لازم است پارامترها و داده هاي لازم تعيين شوند.
يكي از اين داده ها براي مشخص كردن اثرات زمين لرزه بر روي ساختگاه، سرعت موج و پارامترهاي وابسته به آن در لايه هاي سطحي است - ٢٠٠٨ - Anbazhagan and Sitharam., در اين خصوص ميتوان از آزمايش هاي انتشار امواج لرزه اي شامل آزمايش لرزه اي شكست مرزي، آزمايش بين گمانه اي، آزمايش درون گمانه اي و آزمايشهاي تجزيه و تحليل طيفي امواج زير سطحي - MASW - استفاده كرد.
- Boominathan., 2004 - در مطالعات ژئوتكنيك لرزه اي، روش لرزه اي درون گمانه اي، روشي قابل قبول است، با استفاده از اين روش، خواص مهندسي لرزه اي خاك تعيين ميشود. اصلي ترين پارامتر اندازه گيري شده در اين روش، تعيين سرعت موج برشي و ستبراي لايه هاي مختلف خاك مي باشد. اندازه گيري سرعت موج برشي از اهميت خاصي برخوردار است، زيرا در آن، جهت ارتعاش ذره عمود بر جهت انتشار موج برشي است و اين امر باعث ميشود كه تنها خواص برشي اسكلت خاك مشخص شود و نه سيالهاي موجود در بين ذرات خاك كه خاصيت برش ندارند.
از ديگر نتايج اين مطالعات ميتوان به تعيين ميانگين سرعت موج برشي و ژرفاي سنگ بستر لرزه اي اشاره كرد. ميانگين سرعت موج برشي در رده بندي نوع زمين بر اساس آيين نامه هاي ساختماني نقش مهمي دارند. تعيين ژرفاي سنگ بستر لرزه اي در مطالعات تحليل پاسخ زمين نيز يكي از عوامل ضروري است كه ميتوان اين ژرفا را از روش لرزه اي شكست مرزي تعيين نمود - Boominathan, 2004 - افزون بر اين، تعيين ژرفاي سنگ بستر لرزه اي در رده بندي نوع زمين در استاندارد - ٢٨٠٠كميته دائمي بازنگري آيين نامه طراحي ساختمان ها در برابر زلزله، ١٣٨٤ - لازم است. در اين مطالعات پراكندگي ستبرا و سرعت موج برشي لايه ها و ميانگين سرعت موج برشي تا ژرفاي ٣٠متر ارزيابي و به نقشه در آمده است .
٢ روش تحقيق
يكي از روشه اي رده بندي نوع زمين در آيين نامه هاي ساختماني، استفاده از ميانگين سرعت موج برشي از سطح تا ژرفاي ٣٠ در پروفيل خاك مورد نظر است. در كليه آيين نامه هاي ساختماني، ميانگين سرعت موج برشي از سطح تا ژرفاي ٣٠ متر، با فرمول زير محاسبه ميشود. در اين رابطه ، معرف ميانگين سرعت موج برشي از سطح تا ژرفاي ٣٠متر بوده و diو Vsiبه ترتيب ستبرا و سرعت موج برشي در هر لايه هستند.
روش كار به اين ترتيب است كه سنسور برداشت را داخل گمانه فرستاده تا عمق ٣٠ متري و سپس به فواصل مساوي يك متري سنسور را بالا كشيده و در هر مرحله با ايجاد يك موج تراكمي و دو موج برشي كه چشمه اين امواج در فاصله ٣ متري از محل گمانه قرار دارد اقدام به ايجاد موج و ثبت آن نموده. در ادامه با پردازش و بدست آوردن سرعت هاي موج برشي و تراكمي ديگر مدول هاي الاستيكي خاك را محاسبه مي كنيم - شكل ٢ - . در آخر نتايج بدست آمده را بصورت نقشه كنتوري روي سطح شهر به نمايش در آورده تا نحوه توزيع سرعت موج برشي در سطح شهر بدست آيد - شكل ٣ - . براساس ميانگين سرعت موج برشي بدست آمده براي عمق ٣٠ متر، تيپ زمين منطقه طبق آيين نامه ٢٨٠٠ ساختمان تعيين مي گردد - جدول ١ - .
٣ نتيجهگيري
به منظور ارزيابي شرايط زير سطحي ساختگاه در شهر كرمان، سرعت موج برشي و ديگر پارامترها به كمك آزمايش لرزه اي شكست مرزي كسب و محاسبه شد. اين بررسي ها در ٢٥ گمانه انجام شد. با استفاده از پروفيل هاي قائم، سرعت موج برشي ويژگي هاي لايه هاي زمين تهيه گرديد. مقادير سرعت موج برشي براي لايه هاي مختلف ژئوفيزيكي و ميانگين سرعت موج برشي تا ژرفاي٣٠ متر تعيين شد.
بر اساس نتايج به دست آمده براي شهر كرمان، ميانگين سرعت موج برشي بين ٢٣٣ تا ٣٩٢ متر بر ثانيه متغير است. از اين رو براساس استاندارد ٢٨٠٠ شهر كرمان در گروه III قرار مي گيرد. بر اساس آيين نامه اروپا، بيشتر محدوده شهر كرمان در گروه C رده بندي مي شود. بنابراين، ضروري است به منظور كاهش خسارات مالي و جاني ناشي از زلزله هاي آتي، تمهيدات مناسبي در استاندارد ٢٨٠٠مورد توجه قرار گيرد.
