پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله فصلنامه علوم و مهندسی زلزله 2476-6097 مقالات آماده انتشار 2025 08 26 Evaluation of seismic acceleration amplifiication mechanisms and the need to consider them in seismic hazard analysis (Case study : Torbat-Heydariyeh earthquake, 2010) ارزیابی مکانیسم‌های تشدید شتاب لرزه‌ای و لزوم لحاظ آن‌ها در تحلیل خطر زلزله (مطالعه موردی زلزله 2010 تربت‌حیدریه) 728657 10.48303/bese.2025.2065566.1242 FA حسین زنگنه ‌کارشناس ارشد، دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران حمید صفاری گروه مهندسی سازه و زلزله، دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی Journal Article 2025 07 11 Seismic Hazard Analysis, although aiming to provide a fair estimate of the ground acceleration at a given site, sometimes underestimates the actual recorded values in certain regions. For example, the earthquake of August 8, 2010 (30 July 2010) in the city of Torbat Heydarieh, with a moment magnitude of 5.9, recorded a peak ground acceleration (PGA) of 425 cm/s² at a local station a value significantly higher than the predictions from global, regional, or even local attenuation models and seismic codes for that area. This considerable discrepancy highlights the significant role of local mechanisms in amplifying ground motion. The objective of this study is to investigate various factors contributing to this high acceleration, including site soil amplification, rupture directivity, and basin response effects. To this end, the study employed component analysis of accelerograms, continuous wavelet transform, pulse indicator methods, angular analysis of acceleration components, and spatial distribution of recorded acceleration. Additionally, the effect of directivity was modeled for two rupture initiation scenarios. Findings revealed that site soil amplification alone could not explain the observed high acceleration. The analysis of rupture directivity indicated that the dominant acceleration component at near-fault stations like Torbat Heydarieh, Jangal, and Shadmehr was mainly perpendicular to the fault strike, with noticeable energy concentration in the early part of the record. Although Baker’s pulse indicator classified the earthquake as non-pulse-like, the pulse-to-total energy ratio (0.446) according to the Zhai criterion indicated a possible occurrence of directional pulse. However, with a more precise modeling of directivity using the Bils model (2024) and accounting for potential errors in source motion, it was observed that directivity alone could not definitively explain the high ground acceleration. Ultimately, the investigation of basin effects showed that sedimentary basin amplification could justify the strong motion observed in the city center of Torbat Heydarieh. The geological analysis of the Torbat Heydariyeh region, along with comparison to the ground acceleration distribution map, indicates that peak ground accelerations are primarily located in areas with soft, alluvial, and low-strength soils. This spatial correlation confirms the effect of local site amplification, emphasizing the necessity of incorporating it into seismic hazard assessments and structural design. More complex phenomena—such as basin edge effects and overall basin effects—especially in areas with heterogeneous geological arrangements, can significantly influence ground motion, either amplifying or attenuating it. Overall, it can be concluded that the Torbat Heydariyeh earthquake was simultaneously influenced by three key factors: Rupture directivity, Site amplification and Amplification caused by sedimentary basin effects. The overlap of these phenomena, particularly in areas close to the fault, underscores the critical importance of accounting for local site effects in seismic hazard evaluations and earthquake-resistant design. Hence, to perform a precise analysis of site effects, it is essential to simultaneously and integrally examine various factors such as rupture directivity, dynamic soil properties, and the geometry and seismic response of the sedimentary basin. تحلیل خطر لرزه‌ای اگرچه تلاش نموده است برآورد منصفانه‌ای از میزان شتاب رسیده به یک ساختگاه موردنظر ارائه دهد، لکن در برخی از مناطق شباب‌های ثبت‌شده به‌مراتب بیشتر از برآوردهای متداول می‌باشد. به‌عنوان نمونه می‌توان به زمین‌لرزه 8 مرداد 1389(۳۰ ژوئیه 2010) شهر تربت‌حیدریه با بزرگای گشتاوری 5.9 اشاره نمود که شتاب حداکثر 425 سانتیمتر بر مجذور ثانیه را در ایستگاه محلی ثبت کرد. مقداری که به‌مراتب بالاتر از پیش‌بینی با روابط کاهندگی جهانی، منطقه‌ای یا حتی محلی و آیین‌نامه‌های لرزه‌ای برای این منطقه بود. برای این منظور، تحلیل مؤلفه‌ای شتاب‌نگاشت‌ها، تبدیل موجک پیوسته، روش شاخص پالس، تحلیل زاویه‌ای مؤلفه‌های شتاب و نحوه توزیع شتاب به‌کار گرفته شد. همچنین اثر جهت‌پذیری برای دو سناریوی آغاز گسیختگی مدل‌سازی گردید. یافته‌ها نشان دادند که بزرگنمایی خاک ساختگاه نمی تواند به تنهایی توجیه کننده این شتاب زیاد باشد. بررسی جهت پذیری زلزله نشان داد که مؤلفه غالب شتاب در ایستگاه‌های به فاصله نزدیک مانند تربت‌حیدریه، جنگل و شادمهر عمدتاً عمود بر امتداد گسل بوده و تمرکز انرژی در زمان‌های ابتدایی رکورد مشهود است. اگرچه شاخص بیکر زلزله را غیرپالس‌گونه طبقه‌بندی کرد، اما نسبت انرژی پالس به انرژی کل طبق معیار زای، نشان‌دهنده احتمال وقوع پالس جهت‌دار است. لکن با مدلسازی دقیق جهت پذیری بکمک مدل بیلس (2024) و نیز حرکت کانون زلزله با توجه به خطاهای احتمالی مشاهده گردید که جهت پذیری نیز نمی تواند عامل تنها و قطعی شتاب زیاد زلزله باشد.با بررسی اثرات حوزه آبرفتی مشاهده گردید که این می تواند توجیه شتاب زیاد در مرکز شهر تربت حیدریه باشد.