بررسی اثر ساختگاه در حاشیه حوزه رسوبی از طریق پردازش های میکروترمور و تحلیل عددی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران، واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران

2 پژوهشکده مهندسی ژئوتکنیک، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله، تهران، ایران

3 گروه مهندسی عمران، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

چکیده

علیرغم کارهای گسترده ای که در زمینه پردازش های میکروترمور و آنالیز نسبت طیفی مولفه افقی به قائم(H/V) انجام یافته است در مطالعات محدودی تلاش شده است که این مشاهدات و نتایج تجربی از طریق مدلسازی­های عددی 2 و3 بعدی تفسیر و توجیه گردد که این موضوع در مقاله حاضر  با انتخاب حوضه رسوبی  شهر ارومیه مورد بررسی واقع گردیده است. مطالعات قبلی ریز­پهنه­بندی لرزه­ای در این شهر نشان دهنده قله­های نسبت طیفی H/V  پهن یا  دوقله­ نزدیک به هم در نقاطی از حاشیه حوضه رسوبی است. با بررسی توابع تبدیل حاصل از تحلیل­های عددی یک و دوبعدی انجام یافته روی یک مقطع  شرقی-غربی از حوضه رسوبی در این شهر مشخص گردید که این مساله می تواند ناشی از تغییر ناگهانی ضخامت آبرفت و تداخل موج­های برشی دو محیط مختلف در طرفین نقطه اندازه­گیری شده و بیانگر وجود شرایط دوبعدی باشد. در این بررسی همخوانی بسیار مناسبی بین موقعیت دو قله تلفیق شده در منحنی H/V  و منحنی تابع انتقال حاصل از تحلیل عددی دو بعدی بدست آمد. در این مطالعه نشان داده شد که فرکانس­های غالب در شرایطی که اثرات دوبعدی حاکم باشد نسبت به شرایط یک بعدی به سمت فرکانس­های بالاتر جابجا می­گردد. همچنین این مطالعه پیشنهاد می کند که در تفسیر منحنی­های H/V  جهت تشخیص قله­های واقعی مرتبط با اثر ساختگاه، روند تغییرات فرکانس­های غالب  منطقه مورد توجه قرار گیرد و هر منحنی بصورت منفرد ارزیابی نگردد.

کلیدواژه‌ها


1.    Nakamura, Y. (1989) A method for dynamic characteristics estimation of subsurface using microtremor on the ground surface. Railway Technical Research Institute, Quarterly Reports, 30(1).
2.    Bard, P.-Y. (1998) Microtremor measurements: a tool for site effect estimation. In: Proceeding of the Second International Symposium on the Effects of Surface Geology on Seismic Motion, AA Balkema Rotterdam, 1251-1279.
3.    Haghshenas, E., Bard, P.-Y., Theodulidis, N., and Team, S.W. (2008) Empirical evaluation of microtremor H/V spectral ratio. Bulletin of Earthquake Engineering, 6(1), 75-108.
4.    Bonnefoy-Claudet, S., Cornou, C., Bard, P.Y., Cotton, F., Moczo, P., Kristek, J., and Fah, D. (2006) H/V ratio: a tool for site effects evaluation. Results from 1-D noise simulations. Geophysical Journal International, 167(2), 827-837, doi:10.1111/j.1365-246X.2006.03154.x.
5.    Parolai, S., Richwalski, S., Milkereit, C., and Fäh, D. (2006) S-wave velocity profiles for earthquake engineering purposes for the Cologne area (Germany). Bulletin of Earthquake Engineering, 4(1), 65-94.
6.    Rosa-Cintas, S., Clavero, D., Delgado, J., López-Casado, C., Galiana-Merino, J.J., and Garrido, J. (2017) Characterization of the shear wave velocity   in the metropolitan area of Málaga (S Spain) using the H/V technique. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 92, 433-442. doi:http://dx.doi.org/ 10.1016/j.soildyn.2016.10.016.
7.    Satoh, T., Kawase, H., Iwata, T., Higashi, S., Sato, T., Irikura, K., and Huang, H.-C. (2001) S-wave velocity structure of the Taichung basin, Taiwan, estimated from array and single-station records of microtremors. Bulletin of the Seismological Society of America, 91(5), 1267-1282.
8.    Wathelet, M., Jongmans, D., and Ohrnberger, M. (2004) Surface-wave inversion using a direct search algorithm and its application to ambient vibration measurements. Near Surface Geophysics, 2(4), 211-221.
9.    Bonnefoy-Claudet, S., Baize, S., Bonilla, L.F., Berge-Thierry, C., Pasten, C., Campos, J., Volant, P., and Verdugo, R. (2009) Site effect evaluation in the basin of Santiago de Chile using ambient noise measurements. Geophysical Journal International, 176(3), 925-937, doi:10.1111/j.1365-246X.2008. 04020.x.
10.    Guillier, B., Cornou, C., Kristek, J., Moczo, P., Bonnefoy-Claudet, S., Bard, P., and Fäh, D. (2006) Simulation of seismic ambient vibrations: does the H/V provide quantitative information in 2D-3D structures. Third International Symposium on the Effects of Surface Geology on Seismic Motion, Grenoble, France.
11.    Bard, P. (1998) A tool for site effect estimation. Proceedings of the Second International Symposium on the Effect of Surface Geology on Seismic Motion.
12.    Field, E.H. (1996) Spectral amplification in a sediment-filled valley exhibiting clear basin-edge-induced waves. Bulletin of the Seismological Society of America, 86(4), 991-1005.
13.    Uebayashi, H. (2003) Extrapolation of irregular subsurface structures using the horizontal-to-vertical spectral ratio of long-period microtremors. Bulletin of the Seismological Society of America, 93(2), 570-582.
14.    Copley, A., Faridi, M., Ghorashi, M., Hollingsworth, J., Jackson, J., Nazari, H., Oveisi, B., and Talebian, M. (2014) The 2012 August 11 Ahar earthquakes: consequences for tectonics and earthquake hazard in the Turkish–Iranian Plateau. Geophysical Journal International, 196(1), 15-21. doi:10.1093/gji/ggt379.
15.    Elliott, J., Copley, A.C., Holley, R., Scharer, K., and Parsons, B. (2013) The 2011 mw 7.1 Van (eastern Turkey) earthquake. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 118(4), 1619-1637.
16.    Ghalandarzadeh, A. (2001) Seismic Microzonation of Urmia City- Fase I. Research Project. Management and Planning Organization of West Azarbaijan Province.
17.    Ghalandarzadeh, A. (2002) Seismic Microzonation of Urmia City- Fase II. Research project. Management and Planning Organization of West Azarbaijan Province.
18.    Technical Committee for Earthquake Geotechnical Engineering, T., ISSMGE. (1999) Manual for Zonation on Seismic Geotechnical Hazards (Revised Version). Japanese Geotechnical Society.
19.    Eng., S.K.C. (2013) Report Of Urmia City Seismic Microzonation.
20.    Bard, P. (2005) SESAME-Team (2005). Guidelines for the implementation of the H/V spectral ratio technique on ambient vibrations-measurements, processing and interpretations. SESAME European Research Project.
21.    Ghayamghamian, M.R. (2008) Evidence for shear-wave coupling due to small-scale lateral irregularities, and the influence on site-response estimation. Bulletin of the Seismological Society of America, 98(3), 1429-1446.
22.    Mucciarelli, M. (1998) Reliability and applicability of Nakamura's technique using microtremors: an experimental approach. Journal of Earthquake Engineering, 2(04), 625-638.
23.    Mucciarelli, M., Gallipoli, M.R., Di Giacomo, D., Di Nota, F., Nino, E. (2005) The influence of wind on measurements of seismic noise. Geophysical Journal International, 161(2), 303-308.
24.    https://irimo.ir/far/wd.
25.    Fah, D., Kind, F., Giardini, D. (2003) Inversion of local S-wave velocity structures from average H/V ratios, and their use for the estimation of site-effects. Journal of Seismology, 7(4), 449-467, doi:10.1023/ b:jose.0000005712.86058.42.
26.    Martin, G.R. and Dobry, R. (1994) Earthquake site response and seismic code provisions. NCEER Bulletin, 8(4), 1-6.
27.    Wathelet, M. (2008) An improved neighborhood algorithm: parameter conditions and dynamic scaling. Geophysical Research Letters, 35(9).
28.    Inc, I.C.G. (1993) FLAC: Fast Lagrangian Analysis of Continua. 5.0 Edn.
29.    Kuhlemeyer, R.L. and Lysmer, J. (1973) Finite element method accuracy for wave propagation problems. Journal of Soil Mechanics and Foundations Div, 99(Tech Rpt).
30.    Lysmer, J. and Kuhlemeyer, R.L. (1969) Finite dynamic model for infinite media. Journal of the Engineering Mechanics Division, 95(4), 859-878.
31.    Ghayamghamian, M., Tobita, T., and Iai, S. (2008) Seismic behavior of small-scall basin using centrifuge testng. In 14th World Conference on Earthquake Engineering.