علوم و مهندسی زلزله
سال:1400 | دوره:8 | شماره:2 |تعداد مقالات:8

در روش B-Δ با تخمین بزرگا و فاصله رومرکزی زلزله در هر ایستگاه قبل از رسیدن امواج مخرب زلزله به ایستگاه، می توان درصورتی که مقادیر تخمین زده شده از یک حد آستانه مشخص بزرگ تر باشد اعلام هشدار نمود. با بررسی اطلاعات ایستگاه بر اساس ثانیه های ابتدایی موج P (3 ثانیه) و با برازش تابع ساده ای به بخش ابتدایی پوش نگاشت لرزه ای، ضرایب مناسب توسط روش برازش کمترین مربعات به دست می آیند. از این رو برای تخمین بزرگا و فاصله رومرکزی بر اساس ثانیه های ابتدایی موج P و برآوردی از بزرگای زمین لرزه در حال وقوع پیش از رسیدن جنبش های مخرب (موج S)، به روابطی تجربی نیاز است که با تهیه نگاشت زمین لرزه های قبلی در هر منطقه و پردازش آنها به دست می آیند. با توجه به تعداد کم زلزله های ثبت شده در تهران، وقوع زلزله 25 مهرماه 1388 شهرری فرصتی برای بررسی خصوصیات ژیوفیزیکی منطقه ایجاد شده است. این زلزله به لحاظ تعداد ایستگاه های ثبت کننده و فاصله رومرکزی کم از شهر تهران از اهمیت فراوانی برخوردار است و نیز به عنوان گواهی بر فعالیت لرزه خیزی گسل های جنوبی شهر تهران محسوب می شود. همچنین زمین لرزه نیرومند 8 خرداد 1383 کجور-فیروزآباد که در حد فاصل بلده و مرزن آباد به وقوع پیوست (بخش شمالی تهران)، دارای 147 شتاب نگاشت برای مطالعه می باشد. با استفاده از 76 نگاشت مولفه ی قایم شتاب نگاشت های زلزله های مذکور، برای تخمین فاصله رومرکزی رابطه ی logΔ =-0. 211logB+1. 74± 0. 43 برای منطقه ی مورد مطالعه به دست آمده است. برای تخمین بزرگا ازPmax، بیشترین دامنه موج P در بخش ابتدایی، استفاده می شود. در این مطالعه رابطه تخمین بزرگا به صورت Mest = 1. 83log Pmax-1. 4logB+5. 5± 0. 49 حاصل شده است. روابط به دست آمده می توانند به عنوان روابطی قابل اطمینان و مناسب در سامانه هشدار سریع منطقه البرز به کار گرفته شوند.

با توجه به جمع آوری اطلاعات معتبر ژیوتکنیک در شهر اراک، مدل سازی آبرفت در این منطقه انجام و مطالعات تحلیل دینامیکی آبرفت به صورت یک بعدی خطی معادل و دو بعدی با استفاده از روش های عددی انجام و نتایج با یکدیگر مقایسه شده است. با توجه به تغییرات فرکانس طبیعی خاک در راستاهای مورد مطالعه می توان نتیجه گرفت که در ایستگاه های با فرکانس طبیعی ساختگاه کمتر، ضخامت رسوبات کمی بیشتر و یا نرم بودن رسوبات کمی بیشتر و یا سنگ کف کمی پایین تر (در عمق بیشتری) از ایستگاه هایی است که دارای فرکانس طبیعی بزرگ تری هستند، همچنین با مشاهده نمودار های حاصل شده در راستای شمال غربی-جنوب شرقی، پریود طبیعی حاصل از تحلیل دینامیکی یک بعدی در مقایسه با تحلیل دو بعدی حداکثر 25 درصد اختلاف دارد که اختلاف این موضوع می تواند ناشی از تاثیر در نظر گرفتن توپوگرافی در تحلیل دو بعدی باشد. این در حالی است که در راستای شمال شرقی-جنوب غربی، نتایج با یکدیگر نسبتا تطابق دارد که رفتار یک بعدی ساختگاه در این مسیر را نشان می دهد. همچنین به لحاظ طبقه بندی تیپ خاک بر مبنای سرعت موج برشی 30 متر فوقانی مطابق آیین نامه 2800 نوع خاک در شهر اراک گزارش شده است.

محیط زیست دایما در معرض آلودگی های مختلفی قرار دارد. آلودگی نفتی از جمله آلودگی هایی است که می تواند منجر به آسیب های غیر قابل جبران به محیط زیست شود. همه روزه مقدار زیادی از محصولات نفتی به روش های مختلفی وارد محیط می شود که این آلودگی خصوصیات مکانیکی، شیمیایی و دینامیکی خاک را تحت تاثیر قرار می دهد. تغییر خواص ژیوتکنیکی خاک، برای سازه هایی که در مجاورت و یا بر روی خاک های آلوده ی نفتی قرار دارند، مسیله مهمی است که می تواند باعث گسیختگی و یا افزایش مقاومت خاک شود. ازآنجاکه رفتار بسیاری از سازه ها و فونداسیون ها در زمان بارهای دینامیکی در محدوده ی کرنش های کوچک می باشد، بررسی و ارزیابی سرعت امواج در ساختار خاک می تواند اطلاعات مفید و قابل توجهی را در خصوص رفتار کرنش کوچک خاک در اختیار محققین و مهندسین قرار دهد. اهمیت و ارزش سازه های صنعت نفت در ایران، به عنوان یکی از کشورهای فعال در میان کشورهای صادرکننده ی نفتی و نیز یک کشور با سطح لرزه خیزی بالا، باعث شده است که پژوهش و تحقیق، در راستای ارتقای سطح طراحی و صحت رفتار سازه های در معرض آلودگی، امری بسیار مهم باشد. هدف از تحقیق، شناسایی مدول برشی خاک رس در حالت آلوده به مواد نفتی با درصدهای مختلف از آلودگی و مقایسه ی آنها با خاک رس آلوده نشده در حوزه ی کرنش های کوچک است.

بررسی گسیختگی های خطوط لوله مدفون پس از وقوع زمین لرزه های شدید نشان داده است که یکی از علل عمده در خرابی های این سازه های خطی ناشی از اثر گسلش سطحی بوده است. بنابراین، در صورت طراحی و اجرای مناسب خطوط لوله مدفون، جابه جایی ماندگار زمین ناشی از حرکت گسل سنگ بستر موجب گسیختگی این دست از لوله ها نخواهد شد. به منظور بررسی رفتار لوله های مدفون در برابر جابه جایی ناشی از گسلش، در این مقاله یک روش عددی با ترکیب تکنیک های تفاضل محدود و نیوتن چند مجهولی توسعه داده شده است. روش ارایه شده رفتار غیرخطی لوله و فنرهای جایگزین خاک، و کرنش های بزرگ را به صورت هم زمان در مدل تیر-فنر در نظر می گیرد. همچنین، به منظور مدل سازی دقیق تر برش، از مدل تیر تیموشنکو برای مدل سازی لوله استفاده شده است. اعتبارسنجی روش ارایه شده با نتایج یک آزمایش سانتریفیوژ و یک مدل سازی عددی اجزای محدود صورت گرفته است. روش ذکر شده با استفاده از یکسری پارامترهای ساده و تلاش محاسباتی پایین تر پاسخ های مناسبی را ارایه کرده است. همچنین، نتایج تاثیر عرض ناحیه گسلی روی رفتار یک لوله فولادی مدفون تحت گسلش نرمال 70 درجه در انتهای مقاله ارایه شده است. این نتایج به طورکلی نشان دهنده ی افزایش کرنش کششی، لنگر خمشی و انحنای لوله با کاهش عرض ناحیه گسلش بوده اند.

روش جداسازی جرمی قایم (VMI) به عنوان یکی از روش های جدید برای کنترل لرزه ای سازه ها مورد استفاده قرار می گیرد. در این روش کل سازه به صورت دو زیرسیستم جرمی و سختی تفکیک می شود و ارتباط بین آنها توسط یک لایه جداساز برقرار می گردد. در این تحقیق از میراگر مگنتوریولوژیک در دو حالت کنترل غیرفعال با ولتاژ صفر و کنترل نیمه فعال با ولتاژ متغیر بین صفر و 9 ولت و نیز میراگر ویسکوز بر اساس روش کنترلی غیرفعال بر مبنای میرایی بهینه به عنوان لایه جداساز مابین دو زیرسیستم مذکور استفاده شده است. جهت بررسی کارایی روش پیشنهادی، چهار تیپ سازه یک درجه آزاد با زمان تناوب های 0/5، 1/0، 2/0 و 3/0 ثانیه با جرم های یکسان برابر 100 تن، مورد بررسی قرار گرفتند. هفت زلزله با مشخصات زلزله های حوزه نزدیک با بزرگی بیش از 6/5 ریشتر و فاصله کمتر از 10 کیلومتر تا گسل جهت آنالیز مدل ها انتخاب شدند. نتایج حاکی از آن است که روش کنترل نیمه فعال توانایی کاهش ماکزیمم جابه جایی و ماکزیمم برش پایه سازه را به میزان 6 و 30 درصد نسبت به حالت جداسازی نشده داراست. همچنین استفاده از روش های میرایی بهینه و کنترل غیرفعال به ترتیب سبب کاهش 21 درصدی و افزایش 8 درصدی ماکزیمم جابه جایی سازه و کاهش 57 و 63 درصدی ماکزیمم برش پایه سازه به صورت میانگین، نسبت به حالت جداسازی نشده می شوند.

میز لرزان به عنوان شبیه ساز لرزه ای از ابزارهای مهم تحقیقاتی در آزمایشگاه های مهندسی زلزله و دینامیک سازه است. دستیابی به نتایج دقیق و قابل اطمینان در آزمایش های میز لرزان به دقت عملکرد میز در شبیه سازی ارتعاش وابسته است. پارامترهای متفاوتی بر این دقت عملکرد تاثیرگذار هستند که از جمله مهم ترین آنها می توان به اندرکنش میز با نمونه تحت آزمایش اشاره کرد. همچنین اندرکنش پی میز لرزان با خاک و عدم تطبیق پذیری عملکرد سیستم کنترلی این شبیه ساز لرزه ای با تغییر در شرایط آزمایش می تواند در کاستن از دقت نتایج حاصله تاثیرگذار باشد. اندرکنش پی میز لرزان با خاک می تواند باعث انتقال ارتعاشات به محیط پیرامونی و سبب اخلال در عملکرد این محیط شود. یک راهکار مناسب برای کاستن از دامنه ارتعاشات انتقالی به محیط پیرامونی میز، جداسازی پی آن از زمین است. در این تحقیق یک مدل عددی ساده برای ارزیابی عملکرد میز لرزان و اثرات انتقال ارتعاشات از میز به محیط پیرامونی در دو حالت پی صلب و یا جداسازی شده پیشنهاد گردیده است. این مدل همچنین امکان بررسی تغییر در تقاضای عملکردی سیستم هیدرولیکی میز لرزان را در صورت جداسازی ارتعاشی پی دارا می باشد. نتایج به دست آمده از این مدل سازی نشان می دهد که استفاده از جداسازی در پی میز لرزان تقاضای جدیدی در سیستم هیدرولیکی و کنترلی میز در محدوده فرکانسی جداسازی ارتعاشی ایجاد می نماید. در ادامه مشخص شد که جداسازی پی باعث کاهش عمده در شتاب ایجاد شده بر روی زمین و به تناسب آن کاهش دامنه و محتوای فرکانسی شتاب در سازه های مجاور شده است.

مکان یابی پناهگاه های اسکان موقت یک مسیله پیچیده بهینه سازی است. در این پژوهش منطقه 5 شهر تبریز به دلیل حساسیت مکانی از نظر جغرافیایی و زمین شناسی، به منظور مکان یابی محل استقرار موقت جمعیت های آسیب دیده از زلزله مورد مطالعه قرار گرفته است. روش تحقیق تحلیلی-توصیفی و از دودسته معیار سازگار و ناسازگار استفاده شده که با به کارگیری الگوریتم بهینه سازی چندهدفه ژنتیک، به عنوان یک روش جدید فرا ابتکاری، در ترکیب با سیستم اطلاعات جغرافیایی مدلی ارایه شده است که هم زمان با انتخاب مکان های امن، تخصیص جمعیت را انجام و کیفیت مکان یابی را بر اساس توابع هدف تعریف شده، مورد بررسی قرار می دهد. با ارزیابی 14 معیار طبیعی و انسانی، مکان های امن شناسایی شده با استفاده از مدل AHP در سه اولویت قرارگرفته، سپس الگوریتم NSGA-II جهت تخلیه بلوک های جمعیتی به مکان های امن بر اساس تابع کمترین فاصله به منظور انتقال سریع و تابع حداقل تعداد مکان های امن برای تخصیص بلوک های جمعیتی جهت سرویس دهی و مدیریت بهینه و نیز تابع هدف میزان نقض بلوک های جمعیتی توسط جمعیت آسیب دیده در نرم افزار متلب مورد تحلیل قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که همه بلوک های جمعیتی به بهترین شکل ممکن به نزدیک ترین و حداقل مکان های امن تخصیص یافتند. نقاطی از شهر که دارای فضاهای باز کافی و درعین حال سازگار با کاربری های اطراف می باشند، دارای پتانسیل نسبتا بهتری برای استقرار آسیب دیدگان هستند.

به منظور برآورد خطر لرزه ای یک ساختگاه مشخص، طبقه بندی آن ساختگاه از اهمیت ویژه ای برخوردار است. از سوی دیگر به منظور تفسیر و تحلیل داده های ثبت شده از حرکت زمین در مناطق مختلف جهان، شناخت شرایط ساختگاه در ایستگاه های لرزه نگاری ضروری می باشد. در برخی از کشورها از جمله ایران اطلاعات کافی از وضعیت ژیوتکنیکی و زمین شناسی در بسیاری از ایستگاه های لرزه نگاری وجود ندارد. از این رو شرایط ساختگاه در این مناطق در دسترس نمی باشد. این پژوهش به رویکردی جدید و کارآمد در طبقه بندی ساختگاه بر اساس داده های ثبت شده از شبکه لرزه نگاری و با استفاده از تکنیک های پردازش تصویر و شبکه های عصبی و به کارگیری مجموعه ی مرجع از منحنی های نسبت طیفی 5 درصد میرا شده مولفه افقی به عمودی (H/V) برای چهار نوع ساختگاه می پردازد. این مجموعه ی مرجع که شامل چهار منحنی H/V برای چهار نوع ساختگاه مختلف با نام های سنگ، خاک متراکم، خاک متوسط و خاک نرم و با طبقه بندی I، II، III و IV می باشد، از مطالعه ژایو و همکاران [1] انتخاب شده است. در این پژوهش از دو نوع تابع شعاعی پایه (RBF) به نام های «شبکه عصبی احتمالی (PNN)» و «شبکه عصبی رگرسیون عمومی (GRNN)» و همچنین «شبکه عصبی کانولوشنی (CNN)» استفاده شده است. با توجه به نتایج به دست آمده مشاهده می شود که شبکه های PNN، GRNN و CNN در پیش بینی درست شرایط ساختگاه با استفاده از داده های زلزله در بهترین حالت به ترتیب در 73، 71 و 81 درصد ایستگاه ها موفق عمل کرده اند.