تعیین پارامترهای بهینه مدل اولیه در معکوس‌سازی منحنی‌های پاشندگی امواج سطحی در حوضه‌های عمیق (مطالعه موردی : شهر تهران )

نوع مقاله : سایر مقالات

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری زلزله شناسی، پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله

2 دانشیار ، پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله

چکیده

موضوع مدل‌سازی معکوس منحنی پاشندگی امواج سطحی مهم‌ترین و پیچیده‌ترین فرایند مطالعه ساختار سرعتی زمین به وسیله ارتعاشات محیطی است. عوامل متعددی باعث می‌شوند که پاسخ منحصربه‌فردی برای این مسائل وجود نداشته باشد. در این میان داشتن اطلاعات قبلی با هدف کاهش پاسخ‌های محتمل، مفید خواهد بود. در اغلب اوقات این اطلاعات در دسترس نیست و یا تنها بازه مشخصی از ساختار سرعتی را شامل می‌شود. بنابراین تعیین بهترین پارامترهای مدل اولیه برای شروع عملیات معکوس سازی که حداقل موارد لازم برای توصیف لایه می‌باشند یکی از عوامل تاثیرگذار در رسیدن به پاسخ مطمئن و قابل اعتماد است.
در این مقاله، تلاش‌ برای ایجاد یک چارچوب نظام‌مند برای تعیین این مدل‌ها به کمک پژوهش های قبلی در این زمینه مورد بررسی قرار خواهد گرفت و بهترین استراتژی و راهبرد برای انتخاب پارامترهای اولیه مدل، بدون داشتن هیچ‌گونه اطلاعات اضافی معرفی خواهد شد. در ادامه با مطالعه موردی بر روی دوساختگاه یکی در غرب (پارک پردیسان) و دیگری شرق (استادیوم تختی) شهر تهران ، میزان تفاوت ناشی از انتخاب صحیح این مدل ها بصورت کمی و کیفی بررسی می شود.
نتایج حاصل از این مقاله تاثیر انتخاب پارامترهای مدل اولیه بر نتایج، تاثیر اطلاعات اضافی و اهمیت چگونگی حل مساله معکوس منحنی های پاشندگی امواج سطحی را به خوبی نشان می دهد. استفاده از این رهیافت در مدل سازی معکوس منحنی پاشندگی برای تولید مدل ساختار سرعت موج برشی در مناطق با توپوگرافی نسبتا شدید همراه با آبرفت های عمیق، دست یابی به مدل نهائی قابل اعتماد را سریعتر فراهم می نماید.

کلیدواژه‌ها


جعفری، م. ک. و همکاران “مطالعات تکمیلی ریز پهنه‌بندی ژئوتکنیک لرزه‌ای جنوب تهران “. پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله، تهران،1381.
جعفری، م. ک، و همکاران “مطالعات تکمیلی ریز پهنه‌بندی لرزه‌ای شمال شهر تهران،” پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله، تهران، 1383.
جوان‌دلوئی، غ.، تابع انتقال گیرنده لرزه‌ای و کاربرد آن در محاسبه ساختار پوسته و جبه بالائی"، پژوهشنامه زلزله­شناسی و مهندسی زلزله، سال چهارم، شماره چهارم، زمستان 80، تهران، ص 21-28، 1380.
شعبانی، ا.، “بهینه­سازی روش خود همبستگی مکانی برای تعیین مدل سرعت در  مطالعه اثر ساختگاه” موسسه ژئوفیزیک دانشگاه تهران، تهران، 1389.
فضلوی، م.، " بررسی ویژگی‌های لرزه‌ای آبرفت‌های عمیق با تحلیل آرایه‌ای ارتعاشات محیطی (مطالعه موردی در شهر تهران)"، پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله، تهران، 1393.
میرجلیلی، م.، “کاربرد روش آرایه­ای خرد لرزه‌ها در تعیین پروفیل سرعت موج ‌برشی لایه‌‌های تحت‌الارضی در یک سایت نمونه،” پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله، تهران، 1386.
Cercato, M., (2009), addressing non-uniqueness in linearized multichannel surface wave inversion: Geophysical Prospecting, 57, 27–47.
Cox B.R, Teague D.P (2016). Layering ratios: a systematic approach to the inversion of surface wave data in the absence of A-priori information. Geophys J Int 207:422–438.
Di Giulio G, Savvaidis A, Ohrnberger M, Wathelet M, Cornou C, Knapmeyer Endrun B, Renalier F, Theodoulidis N, Bard P-Y. (2012). Exploring the model space and ranking a best class of models in surface wave. Dispersion inversion: application at European strong-motion sites.
Geophysics 77(3):B1147–66
Foti, S., C. Comina, D. Boiero, and L. V. Socco, (2009). Non-uniqueness in surface wave inversion and consequences on seismic site response analyses: Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 29, 982–993
Foti, S., F. Hollender, F. Garofalo, D. Albarello, M. W. Asten, P.-Y. Bard, C. Comina, C. Cornou, B. Cox, G. Di Giulio, et al. (2017). Guidelines for the good practice of surface wave analysis: A product of the InterPACIFIC project, Bull. Earthq. Eng. doi: 10.1007/s10518-017-0206-7
Garofalo F, Foti S, Hollender F, Bard PY, Cornou C, Cox BR, Ohrnberger M, Sicilia D, Asten M, Di Giulio G, Forbriger T, Guillier B, Hayashi K, Martin A, Matsushima S, Mercerat D, Poggi V, Yamanaka H (2016a). InterPACIFIC project: comparison of invasive and non-invasive methods for seismic site characterization. Part I: Intra-comparison of surface wave methods. Soil Dyn Earthq Eng 82:222–240
Haghshenas, E. (2005). Condition géotechnique et aléa sismique local à Téhéran, PhD Thesis, Joseph Fourier University, Grenoble (France), p. 288
Haghshenas, E., Bard, P.-Y., Teodulidis, N., (2008). Empirical evaluation of microtremor H/V spectral ratio, Bulletin of Earthquake Eng., v6, 75-108.
Hobiger, M. Bard, P.-Y. Cornou, C. Le Bihan, N. (2009) Single station determination of Rayleigh wave ellipticity by using the random decrement technique (RayDec), Geophysical Research Letter, 36 L14303
JICA (2000). Study on Seismic Microzoning of the Greater Tehran Area. Centre for Earthquake and Environmental Studies, Islamic Republic of Iran
Renalier F, Jongmans D, Savvaidis A, Wathelet M, Endrun B, Cornou C. (2010). Influence of parameterization on inversion of surface wave dispersion curves and definition of an inversion strategy for sites with a strong Vs contrast. Geophysics 75(6):B197–209.
Socco L.V.; Foti S.; Boiero D. (2010). Surface wave analysis for building near surface velocity models: established approaches and new perspectives. In: GEOPHYSICS, vol. 75 n. 5, 75A83- 75A102. - ISSN 0016-8033
Stokoe, K.H., Joh, S.H., Woods, R.D. (2004). Some Contributions on In Situ Geophysical Measurements to Solving Geotechnical Engineering Problems, 2nd International Conference on Site Characterization, Porto, Portugal, September.
Xia, J., R. D. Miller, and C. B. Park, (1999a). Estimation of near-surface shear-wave velocity by inversion of Rayleigh waves: Geophysics, 64, 691–700