دانش رسان |
مرکز علم و دانش کشور مقاله بررسی مشخصات چشمه لرزه ای زلزلههای رودبار و منجیل با استفاده از شبیه سازی ترکیبی به روش گسل محدود
در حال بارگذاری
توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد
مقاله بررسی مشخصات چشمه لرزه ای زلزلههای رودبار و منجیل با استفاده از شبیه سازی ترکیبی به روش گسل محدود دارای ۱۸ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است
فایل ورد مقاله بررسی مشخصات چشمه لرزه ای زلزلههای رودبار و منجیل با استفاده از شبیه سازی ترکیبی به روش گسل محدود کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه و مراکز دولتی می باشد.
توجه : در صورت مشاهده بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله بررسی مشخصات چشمه لرزه ای زلزلههای رودبار و منجیل با استفاده از شبیه سازی ترکیبی به روش گسل محدود،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد
بخشی از متن مقاله بررسی مشخصات چشمه لرزه ای زلزلههای رودبار و منجیل با استفاده از شبیه سازی ترکیبی به روش گسل محدود :
مقدمه
در حالی که در کشور ما ایران، زلزله عامل مهمی در طراحی سازهها و تعیین نیروی مؤثر بر آنها است، اما دادههای زیادی از زلزلههای بزرگ در ایران موجود نیست که این موضوع به علت زمان بازگشت بالای زلزلههای قوی در این ناحیه و قدمت نسبتاً کم شبکه لرزهنگاری
در کشور است. به همین سبب استفاده از روشهای شبیهسازی برای پی بردن به مشخصات گسلهای زلزلههای قدیمی مفید خواهد بود.
در اغلب شبیهسازیهای انجام شده برای شبیهساز زلزله از یک نوع شبیهسازی (کاتورهای یا تعینی) استفاده شده است. اما روشهای کاتورهای
(تصادفی) در شبیهسازی فرکانسهای بالا دارای عملکرد بهتری هستند و روشهای تعینی در شبیهسازی فرکانسهای پایین بهتر عمل میکنند که در هر شبیهسازی بنا به نظر محققین از هر یک از آنها استفاده میشود. به عنوان مثال اینگار و راجو کانت [۱] با توجه به دادههای ریزلرزه نگاری اقدام به شبیهسازی زلزلهی ۲۱ ژانویه ۲۰۰۱ میلادی در ناحیه کاچ کشور هندوستان کردند و پس از اجرای مدل، نتایج به دست آمده
برای حداکثر جابجایی را با استفاده از رابطهای تجربی که بین حداکثر تغییر مکان و حداکثر شتاب بر اساس دادههای جهانی به دست آورده
بودند به حداکثر شتاب تبدیل کرده و سپس میزان حداکثر شتاب را در هر نقطه به دست آوردند.
با توجه به عملکرد هر یک از روشهای کاتورهای و تعینی، در سالهای اخیر تلاش شده که در شبیهسازی از مزایای هر یک از روشها
در جای خود استفاده شود، به همین سبب پیشنهاد شده است که برای شبیهسازی قسمتهای فرکانس بالا از روشهای تصادفی و برای شبیهسازی قسمتهای فرکانس پایین از روش تعینی استفاده شود و در نهایت این دو با یکدیگر ترکیب شده و جواب نهایی به دست آید.
به عنوان نمونه زینه [۲] برای شبیهسازی زلزلهی تاریخی شهر دمشق که در سال .۱۷۵۹م به وقوع پیوسته، از روش ترکیبی استفاده کرده
است.
در تحقیق حاضر نیز برای پی بردن به مشخصات چشمه لرزهزای، زلزلهی رودبار و منجیل (در سال (۱۳۶۹ از ترکیب دو روش تعینی و کاتورهای استفاده شده است. در ادامه به معرفی زلزلهی رودبار و منجیل، روش مدلسازی، سناریوهای مورد بررسی و در نهایت نتایج به دست آمده، پرداخته میشود.
سال دوم، شماره ۱، بهار ۱۳۹۴ ۶
نشریه علمی – پژوهشی مهندسی سازه و ساخت انجمن مهندسی سازه ایران
-۲ معرفی زلزله
زلزله رودبار و منجیل در تاریخ ۳۰ خرداد ۱۳۶۹ شمسی ۲۰) ژوئن (۱۹۹۰ در ناحیه البرز اتفاق به وقوع پیوست. این زلزله با بزرگای
گشتاوری ۷,۳ از بزرگترین زلزله های ثبت شده در ایران است .[۳] گسل ایجاد کننده زلزله در ناحیه لرزهای البرز واقع شده است. تلفات
جانی این زلزله به۴۰۰۰۰ نفر رسید و حدود ۲۰۰۰۰۰ نفر را بیخانمان ساخت. در شکل زیر محل گسل ایجاد کننده زلزله رودبار و منجیل مشاهده میشود.
شکل -۱ گسل مسبب زلزله رودبار و منجیل و موقعیت آن در ایران. [۴]
-۳ مشخصات گسل
بر اساس مطالعات ریز لرزه نگاری کامپوس [۷]، مشخصات کلی گسل مطابق این مقاله در نظر گرفته شده است که عبارتند از: صفحه
گسل به طول ۹۰ کیلومتر و عرض ۲۰ کیلومتر با زاویهی گسل۳۰۱ ۱ درجه و زاویهی شیب۸۲ ۲ درجه و فاصله لبه بالای گسل تا سطح
زمین برابر ۱ کیلومتر. توزیع لغزش بر روی گسل با توجه به پیشنهاد کامپوس در نظر گرفته شده است. هر چند که عامل به وجود آورندهی زلزله رودبار و منجیل سه گسل بسیار نزدیک و با زاویههای تقریباً یکسان هستند اما برای ساده شدن مدل، گسل به عنوان یک صفحه مسطح در نظر گرفته شد.
جدول -۱ مدل سرعت زمین مورد استفاده در این تحقیق
چگالی لایه (کیلوگرم بر متر مکعب) سرعت موج برشی (متر بر ثانیه) سرعت موج فشاری (متر بر ثانیه) عمق بالای لایه (متر)
۲۱۰۰ ۱۰۰۰ ۱۹۰۰ ۰
۲۱۰۰ ۱۶۰۰ ۲۶۰۰ ۱۰۰
۲۱۰۰ ۱۹۰۰ ۳۳۰۰ ۲۰۰
۲۴۰۰ ۲۰۰۰ ۴۰۰۰ ۳۰۰
۲۶۰۰ ۳۱۳۰ ۵۴۰۰ ۱۳۰۰
۲۶۹۶ ۳۴۲۰ ۵۹۰۰ ۱۲۰۰۰
۲۷۸۴ ۳۶۵۲ ۶۳۰۰ ۱۴۰۰۰
۳۳۶۳ ۴۷۵۴ ۸۲۰۰ ۳۵۰۰۰
Z مختصات عمق بالاترین قسمت لایه از سطح زمین است.
۱- Strike
۲- Dip
سال دوم، شماره ۱، بهار ۷ ۱۳۹۴
نشریه علمی – پژوهشی مهندسی سازه و ساخت انجمن مهندسی سازه ایران
مرکز زلزله بر اساس آنچه که کامپوس [۵] اعلام کرده است، خارج از صفحه گسل واقع میشود که به شبیهسازی این تحقیق کمکی
نمیکند. بنابراین با توجه به مقاله ۲۰۱۰ میلادی بربریان و واکر [۴] مرکز زلزله۳۶,۸۲ شمالی و ۴۹,۴۰ شرقی در نظر گرفته شد که مطابقت خوبی با مدل کامپوس که کانون زلزله را در فاصله ۶۵ کیلومتری از انتهای جنوب شرقی و ۲۵ کیلومتری از انتهای شمال غربی
گسل معرفی میکند، دارد.
مدل اولیه زمین برای استفاده در شبیهسازی تعینی، با توجه به تحقیقات تاتار و هاتزفلد [۶] در نظر گرفته شد. سپس با استفاده از روابط
تجربی که بروکر [۷] میان سرعت موج برشی، موج فشاری و چگالی ارائه کرده، جدول ۱ برای مدل زمین به دست آمده است.
-۴ روش شبیه سازی
در این تحقیق پس از مشخص نمودن مختصات و ویژگیهای گسل، سناریوهای مختلف برای شبیهسازی تهیه میشود. شبیهسازی رکوردها در ایستگاههای مورد نظر با دو روش تعینی و کاتورهای انجام میشود و سپس یک فیلتر پایین گذر بر روی شتابنگاشت شبیه سازی شده با
روش تعینی و همچنین یک فیلتر بالا گذر بر روی شتابنگاشت کاتورهای اعمال میشود. سپس این دو شتابنگاشت در فضای زمان با
یکدیگر جمع میشوند تا شتابنگاشت نهایی را تشکیل دهند.
از آنجا که روش کاتورهای برای شبیهسازی بسامدهای بالا و روش تعینی برای شبیهسازی بسامدهای پایین مناسب هستند، حد مرز بین استفاده از روش کاتورهای و تعینی فرکانس ۱/۵ هرتز در نظر گرفته شده است.
شبیه سازی تعینی با استفاده از برنامه AXITRA3 انجام گرفته است. این برنامه از روش گسل محدود۴ که یک روش تعینی است، استفاده میکند. این برنامه با در نظر گرفتن مختصات مدل زمین، مختصات ایستگاههای مورد نظر و گسل، همچنین میزان و جهت لغزش و مختصات و ابعاد هر زیرگسل، تابع گرین مربوطه را ایجاد کرده و سپس بنابر تعریف کاربر، این تابع گرین را در تابع زمان خیزش برای هر زیرگسل ضرب کرده و شتابنگاشت را ایجاد میکند.
سناریوهای وقوع زلزله برای دو پارامتر سرعت گسیخگی۵ و زمان خیزش۶ برای زیرگسلها۷ در نظر گرفته شده است.
شبیهسازی کاتورهای با برنامه EXSIM انجام شده است که این برنامه از روش احتمالی بور استفاده میکند. در این تحقیق از ویرایش سال
۲۰۱۲ .م نرم افزار استفاده میشود. این نرم افزار با داشتن مختصات جغرافیایی گسل و ایستگاهها، مدل گسترش امواج، نوع زمین و ; برای هر ایستگاه شتابنگاشت را تهیه میکند. با توجه به اینکه روش کاتورهای مورد استفاده این نرمافزار فرکانسهای بالا را بهتر مدل میکند و قسمت فرکانس پایین در شتابنگاشتهای این نرمافزار بیشتر بر اساس روابط تجربی به دست میآید، در تحقیق حاضر از، از قسمت فرکانس بالای این شتابنگاشتها استفاده شده است و قسمت فرکانس پایین آن فیلتر شده است.
-۵ مدل مورد استفاده
در مدل مورد استفاده در نرم افزار AXITRA (قسمت فرکانس پایین) ۵۴ زیرگسل در نظر گرفته شده است که هر زیر گسل دارای طول
۳,۳۳ کیلومتر (در راستای امتداد گسل) و ۱۰ کیلومتر عرض (در راستای عمق گسل) است. میزان لغزش هر زیرگسل بر اساس مدل
کامپوس در نظر گرفته شده است.
-۳ این برنامه توسط اولیور کوتانت (Olivier Coutant) تهیه شده است. در این تحقیق از نسخه سال ۲۰۰۸ میلادی استفاده شده است.
سال دوم، شماره ۱، بهار ۱۳۹۴
۴- Finite fault 5- Rupture velocity 6- Rise time 7- Sub-fault
۸
نشریه علمی – پژوهشی مهندسی سازه و ساخت انجمن مهندسی سازه ایران
مدل ارائه شده توسط کامپوس، دارای ۹ زیر گسل در راستای امتداد گسل است که هر زیر گسل ۱۰ کیلومتر طول و ۲۰ کیلومتر عرض
دارد. در ابتدا این مدل برای شبیه سازی در نظر گرفته شده بود اما نتایج به دست آمده از مدل دارای ۹ زیرگسل مناسب نبوده و به علت کم بودن تعداد زیرگسلها، فعال شدن هر زیرگسل یک پالس جداگانه ایجاد کرد که در عمل انطباق مناسبی با رکوردهای مشاهده شده
نداشت. به همین سبب هر زیر گسل در مدل کامپوس به ۶ زیرگسل تقسیم شد تا نتایج از پیوستگی مناسبی برخوردار باشد.
مدل مورد استفاده در نرمافزار EXSIM برای به دست آوردن قسمت فرکانس بالای رکورد مشابه مدل مورد استفاده رحیمی [۷] میباشد
که در آن میزان افت تنش برابر ۱۴۰ بار در نظر گرفته شده است.
-۶ بررسی سناریوها
سناریوهای برای دو عامل »سرعت گسیختگی«۸ و »زمان خیزش«۹ به عنوان دو پارامتر مجهول اصلی در مدل با حل تعینی (نرمافزار
(AXITRA مورد بررسی قرار گرفتند.
با توجه به مقاله کامپوس، برای سناریوی سرعت گسیختگی، سرعتهای ۲۳۰۰، ۲۵۰۰، ۲۷۰۰و ۲۹۰۰ متر بر ثانیه در نظر گرفته شد.
تابع زمان خیزش، رمپ در نظر گرفته شد که با توجه به تجربه قبلی از کاربرد نرمافزار AXITRA این نوع تابع زمان خیزش، جوابهای نزدیکتری به واقیت دارد. سناریوهای زمان خیزش، برای هشت زمان ۰/۵ ، ۱/۰ ، ۱/۵ ، ۲/۰، ۲/۵، ۳/۰، ۳/۵ و ۴/۰ ثانیه در نظر گرفته شد.
پس از ساختن مدل گسل با پارامترهای هر سناریو، باید برای تشخیص میزان نزدیک بودن هر سناریو با واقعیت، ملاکی مد نظر قرار بگیرد.
در این تحقیق برای بررسی این مطلب هفت ایستگاه که در زلزله رودبار و منجیل شتابنگاشت ثبت کردهاند، مد نظر قرار گرفته است که این ایستگاهها در جدول ۲ آورده شده است.
جدول -۲ ایستگاههای مورد بررسی در شبیهسازی زلزله رودبار و منجیل
نام ایستگاه عرض جغرافیایی طول جغرافیایی
(درجه، شمالی) (درجه، شرقی)
آببر ۳۶/۹۲ ۴۸/۹۷
زنجان ۴۸/۵۷ ۳۶/۶۶
لاهیجان ۵۰/۰۳ ۳۷/۲۱
رودسر ۵۰/۳۰ ۳۷/۱۳
ابهر ۴۹/۲۲ ۳۶/۱۴
تنکابن ۵۰/۸۷ ۳۶/۸۱
قزوین ۵۰/۰۱ ۳۶/۲۷
برای تعیین میزان اختلاف نتایج به دست آمده از هر سناریو با مشاهدات در ایستگاه های مورد نظر، از اختلاف طیف پاسخ الاستیک سرعت میان نتایج شبیهسازی و رکوردهای ثبت شده در هر ایستگاه استفاده میشود.
برای از بین بردن اثر جهتها در مقایسه، از میانگین هندسی سرعت طیفی در هر جهت و در هر فرکانس استفاده میشود. برای تعیین میزان اختلاف از رابطه ( ( ۱ استفاده میشود:
اشتراک‌گذاری:
- در صورتی که به هر دلیلی موفق به دانلود فایل مورد نظر نشدید با ما تماس بگیرید.
