زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

بررسی اثر شکل هندسی حوضۀ رسوبی و فرکانس موج تحریک بر پاسخ لرزه‌ای سطح زمین

نویسندگان
1 دانشگاه خوارزمی، دانشکدۀ فنی مهندسی
2 دانشگاه تهران، دانشکدۀ علوم زمین
چکیده
از آن‌جاکه اغلب شهرها در نزدیکی و یا روی دره­های آبرفتی بنا شده‌اند، اثرهای هندسه حوضۀ رسوبی بر حرکت زمین در مهندسی ژئوتکنیک لرزه‌ای اهمیت ویژه­ای دارد. انحنای حوضه­ای که در آن خاک­های آبرفتی نرم­تر رسوبگذاری شده ‌است، می­تواند امواج حجمی را حبس کرده و موجب می‌شود که برخی از امواج حجمی برخوردی، به‌صورت امواج سطحی در لایه آبرفتی منتشر شوند، این امواج می‌توانند لرزش­های شدید­­تر و طولانی­تری نسبت به آن‌چه در تحلیل یک بعدی با فرض انتشار قائم امواج برشی تخمین زده می­شوند ایجاد کنند. در این پژوهش با استفاده از نرم افزار المان محدود آباکوس چهار شکل حوضۀ رسوبی شامل مستطیلی، ذوزنقه­ای، بیضی و مثلثی در حوزه زمان تحلیل شدند و اثر شکل هندسی حوضه رسوبی و هم‌چنین اثر محتوای فرکانسی موج تحریک در هر یک از حوضه­ها بررسی شد و نتایج آن با تحلیل یک بعدی مقایسه شد. نتایج نشان می‌دهد پاسخ­های تحلیل یک بعدی با دو بعدی اختلاف بسیاری دارد این اختلاف تا 45/1 برابر پاسخ شتاب تحلیل دوبعدی به یک بعدی در حوضۀ مستطیل شکل است. مدل حوضه مستطیل شکل که در این تحقیق بررسی شده است در مقایسه با سایر حوضه­ها پاسخ­های بیش‌تری دارد.
کلیدواژه‌ها

1. Trifunac M. D., Hudson D. E., "Analysis of the Pacoima Dam Accelerograms-San Fernando earthquake of 1971", Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 61, No. 5 (1971) 1393-1411. 2. Bard P. Y., Bouchon M. "The seismic response of sediment-filled valleys. Part I The case of incident SH waves", Bulletin of the Seismological Society of America. 70 (1980a) 1263-1286. 3. Bard P. Y., Bouchon M., "The seismic response of sediment-filled valleys. Part II. The case of incident P and SV waves", Bulletin of the Seismological Society of America 70 (1980b) 1921-1941 4. King J. L., Tucker B. E., "Dependence of sediment-filled valley response on the input amplitude and the valley properties", Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 74, No. 1 (1984) 153-165. 5. Harmsen S. C., Harding S. T., "Surface motion over a sedimentary valley for incident plane P and SV waves", Bulletin of the Seismological Society of America,71 (1981) 655-670 6. Ohtsuki A., Harumi K., "Effect of topography and subsurface in homogeneities on seismic SV waves", Earthquake Engineering & Structural Dynamics11 (1983) 441-462. 7. Bard P. Y., Gareil J. C. "The seismic response of two dimensional sedimentary deposits with large vertical velocity gradients", Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 76 (1986) 343-356. 8. Rial J. A., Saltzman N. G., Ling H., "Earthquake induced resonance in sedimentary basins", American Scientist, Vol. 80, No. 6 (1992) 566-578. 9. Zhang B., Papageorgiou A. S., "Simulation of the response of the Marina District Basin, San Francisco, California, to the 1989 Loma Prieta earthquake", Bulletin of the Seismological Society of America. 86 (1996) 1382-1400. 10. Kamalian M., Gatmiri B., Sohrabi-Bidar A., Khalaj A., "Amplification Pattern of 2D Semi-Sine-Shaped Valleys Subjected to Vertically Propagating Incident Waves", Communications in Numerical Methods in Engineering, Vol. 25 (2007) 871-887. 11. Gatmiri B., Arson C., Nguyen KV., "Seismic site effects by an optimized 2D BE/FE method I. Theory, numerical optimization and application to topographical irregularities", Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 28 (2008) 632-645. 12. Sohrabi-Bidar A., Kamalian M., Jafari M. K., "Seismic Response of 3-D Gaussian- Shaped Valleys to Vertically Propagating Incident Waves", Geophysical Journal International, Vol. 183 (2010) 1429-1442. 13. Kamalian M., Jafaria M., Sohrabi bidar A., Razmkhaha A., Gatmiri B., "Time-domain two-dimensional site response analysis of non-homogeneous topographic structures by a hybrid BE/FE method", Soil Dynamics and Earthquake Engineering (2006) 753-765. 14. Mossessian T. K., Dravinski M., "Application of a hybrid method for scattering of P, SV, and Rayleigh waves by near-surface irregularities", Bulletin of the Seismological Society of America (1987) 784-809 15.جعفری ندوشن علیرضا، "بررسی اثر شهر بر پاسخ‌های لرزه‌ای حوضه‌های رسوبی"، پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد مهندسی زلزله به راهنمایی دکتر علی معصومی، دانشگاه خوارزمی (1394). 16. نریمان‌نژاد ساسان، "بررسی اثر حوضه‌های رسوبی در پاسخ‌های لرزه‌ای محیط‌های شهری"، پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد مهندسی زلزله به راهنمایی دکتر علی معصومی، دانشگاه خوارزمی (1394). 17. Kuhlmeyer R. L., Lysmer J., "Finite element method accuracy for wave propagation problems", Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division., ASCE99 (1973) 421-427. 18. Lysmer J., Kuhlemeyer R. L., "Finite dynamic model for infinite media", Journal of Engineering Mechanics Division. ASCE (1969) 859-877. 19. Ezzatyazdi P., Jahankhah H., "Practical suggestion for 2d finite element modeling of soil-structure interaction problems", Second European conference on Earthquake Engineering and Seismology, ISTANBOL (2014). 20. Gelagoti F., Kourkoulis R., Anastasopoulos I., Tazoh T., Gazetas G., "Seismic Wave Propagation in a Very Soft Alluvial Valley: Sensitivity to Ground-Motion Details and Soil Nonlinearity, and Generation of a Parasitic Vertical Component", Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 100, No. 6 (2010) 3035-3054. 21. Sahar D., Narayan J. P., Kumar N., "Study of role of basin shape in the site–city interaction effects on the ground motion characteristics", Natural Hazards, vol. 75 (2015) 1167-1186. 22. Bard P.Y., Bouchon M., "The seismic response of sediment filled valley, part-II: the case of incident of SV waves", Bulletin of the Seismological Society of America 70 (1980) 1263-1286. 23. Sanchez-Sesma F., Romos-Martinez J., Campillo M., "Seismic response of alluvial valleys for incident P, S and Rayleigh waves: A boundary integral formulation", Tenth World Conference on Earthquake Engineering, Balkema, Rotterdam (1992). 24. Hidasa Y., Yamamoto S., "One, Two, and Three-Dimensional Site in Sediment-Filled Basins", 11th, World Conference on Earthquake Engineering (1996). 25. Iyisan R., Khanbabazadeh H., "A Numerical study on the basin edge effect on soil amplification", Bulletin of Earthquake Engineering, 11 (2013) 1305-1323.