استخراج امواج ریلی زلزله های ایران با استفاده از سه مولفه شتاب نگاشت در حوزه زمان-فرکانس

نوع مقاله : Articles

نویسندگان

گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ارومیه، ارومیه، ایران

چکیده

امواج ریلی نسبت به سایر امواج، اثرات مخرب­تری بر روی سازه­های ساخت بشر دارند. شناسایی و استخراج امواج ریلی از شتاب­نگاشت­ها در حوزه زمان- فرکانس از دقت بالایی برخوردار است. در تحقیق حاضر، از تبدیل موجک پیوسته و تبدیل استوکول برای انتقال سه مؤلفه شتاب­نگاشت هر ایستگاه زلزله به حوزه زمان- فرکانس و استخراج امواج ریلی استفاده شده است. با استفاده از مشخصات حرکت بیضوی، امواج ریلی از شتاب­نگاشت­ها در حوزه زمان- فرکانس قابل استخراج می­باشند. همچنین با انتقال فاز حرکت قائم و با استفاده از ضرب داخلی نرمالایز شده، می­توان امواج ریلی پس­رونده، پیش­رونده و نیز زاویه انتشار این امواج را در حوزه زمان- فرکانس به‌طور مجزا استخراج نمود و درنهایت پاسخ را در فضای زمان ارائه داد. در مطالعه حاضر، الگوریتم­های مذکور در زبان برنامه‌نویسی متلب کدنویسی شده است. صحت تحلیل­های صورت گرفته، با استفاده از امواج ریلی استخراج شده از سیگنال­های مصنوعی و نیز داده­های زلزله چی­چی، ارزیابی شده است. در نهایت زلزله­های ایران شامل طبس، بم و منجیل مورد بررسی قرار گرفته و امواج ریلی آنها  استخراج و پارامتر­های لرزه­ای آنها محاسبه شده است. نتایج حاصله نشان می­دهد که در شتاب­نگاشت­ها سهم امواج ریلی پس­رونده بیشتر از سهم امواج ریلی پیش­رونده و سایر امواج است.

کلیدواژه‌ها


1.    Salvador, Bahaia (1999) Seismic Surface Waves. Instituto de Fisica, Instituto de Geociencias.
2.    Flinn, E.A. (1965) Signal analysis using rectilinearity and direction of particle motion. Proc. IEEE, 53, 1874-1876.
3.    Montalbetti, J.F. and Kanasewich, E.R. (1970) Enhancement of teleseismic body phases with a polarization filter. Geophys. J. R. Astr. Soc., 21, 119-129.
4.    Vidale, J.E. (1986) Complex polarization analysis of particle motion. Bull. Seism. Soc. Am., 76, 1393-1405.
5.    Morozov, I.B. and Smithson, S.B. (1996) Instantaneous polarization attributes and directional filtering. Geophysics, 61, 872-881.
6.    Simons, R.S. (1968) A surface wave particle motion discrimination process. Bull. Seism. Soc. Am., 58, 629-637.
7.    Samson, J.C. and Olson, J.V. (1980) Some comments on the descriptions of the polarization states of waves. Geophys. J. R. Astr. Soc., 61, 115-129.
8.    Diallo, M.S., Kulesh, M., Holschneider, M., and Scherbaum, F. (2005) Instantaneous polarization attributes in the time–frequency domain and wavefield separation. Geophysical Prospecting, 53, 723-731.
9.    Diallo, M.S., Kulesh, M., Holschneider, M., Scherbaum, F., and Adler, F. (2006) Characteri-zation of polarization attributes of seismic waves using continuous wavelet transforms. Geophysics, 71, V67-V77.
10.    Kulesh, M., Diallo, M.S., Holschneider, M., Kurennaya, K., Kruger, F., Ohrnberger, M., et al. (2007) Polarization analysis in the wavelet domain based on the adaptative covariance method. Geophysical Journal International, 170, 667-78.
11.    Kulesh, M., Holschneider, M., and Diallo, M.S. (2008) Geophysical wavelet library applications of continuous wavelet transform to the polarization and dispersion analysis of signals. Computers and Geosciences, 34-12, 1732-52.
12.    Anant, K. and Dowla, F. (1997) Wavelet transform methods for phase identification in three-component seismograms. Bulletin of the Seismological Society of America, 87, 1598-612.
13.    Galiana-Merino, J.J., Rosa-Herranz, J., Jauregui, P., Molina, S., and Giner, J. (2007) Wavelet transform methods for azimuth estimation on local three-component seismograms. Bulletin of the Seismological Society of America, 97(3), 793-803.
14.    Galiana-Merino, J.J., Parolai, S., and Rosa-Herranz, J. (2011) Seismic wave characterization using complex trace analysis in the stationary wavelet packet domain. Soil Dynam. Earthq, Eng., 31(11), 1565-1578.
15.    D’Auria, L., Giudicepietro, F., Martini, M., Orazi, M., Peluso, R., and Scarpato, G. (2010) Polarization analysis in the discrete wavelet domain: an application to volcano seismology. Bulletin of the Seismological Society of America, 100(2), 670-683.
16.    Pinnegar, C.R. (2006) Polarization analysis and polarization filtering of three-component signals with the time-frequency S transform. Geophys. J. Int., 165, 596-606.
17.    Meza-Fajardo, K.C., Papageorgiou, A.S., and Semblat, J.-F. (2015) Identification and extraction of surface waves from three-component seismograms based on the normalized inner product. Bulletin of the Seismological Society of America, 105, 210-229.
18.    Stockwell, R.G., Mansinha, L., and Lowe, R. (1996) Localization of the complex spectrum: the   S transform. IEEE Trans. Signal Process, 44(4), 998-1001.