زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

ارزیابی اثر ساختگاه با استفاده از تفسیر داده‌های میکروترمور (مطالعۀ موردی: شهر بابل)

نویسندگان
دانشگاه صنعتی نوشیروانی بابل، دانشکدۀ مهندسی عمران
چکیده
یکی از مهمترین مباحث ژئوتکنیک لرزه ­ای، بررسی اثر ساختگاه بر روی مشخصات امواج زمین لرزه می‌باشد. این پدیده در محل­ هایی که دارای خاک نرم و لایه ­ای هستند، باعث تغییر مشخصات امواج لرزه ­ای شده و منجر به تقویت ارتعاشات و افزایش خسارات مالی و جانی می گردد. امروزه روش­ های متنوعی برای ارزیابی اثر ساختگاه وجود دارد که در میان آنها، اندازه­­ گیری میکروترمورها به دلیل سادگی، هزینه‌ پایین و عملیات اجرایی آسان بیش از سایر روش­ های دیگر مورد استفاده قرار می­ گیرند. در این پژوهش به منظور تخمین فرکانس اساسی و ضریب تقویت ارتعاش در شهر بابل، اندازه‌گیری میکروترمور در 60 ایستگاه صورت پذیرفت. نگاشت­ های میکروترمور به کمک روش ناکامورا (نسبت طیفی H/V) و با استفاده از نرم‌افزار Geopsy پردازش گردید­ و با معیارهای SESAME صحت‌سنجی شدهند. نتایج نشان می­دهند که فرکانس اساسی بین 0/65 الی 11/4 هرتز تغییر کرده و بخش وسیعی از ناحیه‌ مطالعاتی دارای فرکانس اساسی کمتر از 1 هرتز می­ باشد؛ همچنین مقدار بیشینه و کمینه‌ ضریب تقویت ارتعاش به ترتیب 3/71 و 1/19 ارزیابی شده است. در ادامه برای بررسی توانمندی و دقت این روش، نتایج پردازش میکروترمور با داده‌های ژئوتکنیکی، تحلیل عددی و اطلاعات دستگاه شتاب­‌نگار موجود در منطقه مقایسه گردیدند. این مقایسه نحوه‌ تغییرات فرکانس اساسی در ناحیه‌ مطالعاتی را تایید و اندازه­ گیری میکروترمور را روشی مناسب معرفی کرده است. در انتها با بررسی جنبه­ های مختلف می ­توان اندازه ­گیری میکروترمور را روشی کارآمد و ایده ­آل برای ارزیابی اثر ساختگاه شهر بابل در نظر گرفت.
کلیدواژه‌ها

. رضائی ص.، "بررسی اثرات ساختگاه و تخمین خصوصیات جنبش نیرومند زمین با استفاده از داده‌های میکروترمور و مقایسۀ نتایج آن با مدل‌سازی پروفیل خاک (مطالعۀ موردی: شهر بابل) "، پایان‌نامۀ کارشناسی ارشد، دانشگاه صنعتی بابل (1392). ##2. Choobbasti A. J., Rezaei S., Farrokhzad F., Heidarzadeh Azar P., "Evaluation of site response characteristics using nonlinear method (Case study: Babol, Iran)", Frontiers of Structural and Civil Engineering, Vol. 8(1) (2014) 69-82. ## 3. Rezaei S., Choobbasti A. J., "Liquefaction assessment using microtremor measurement, conventional method and artificial neural network (Case study: Babol, Iran)", Frontiers of Structural and Civil Engineering, Vol. 8 (3) (2014) 292-307.## 4. Del Gaudio V., Muscillo S., Wasowski J., "What we can learn about slope response to earthquakes from ambient noise analysis: an overview", Engineering Geology, Vol. 182 (2014) 182-200.## 5. Panzera F., Lombardo G., Rigano R., "Evidence of topographic effects through the analysis of ambient noise measurements", Seismological Research Letters, Vol. 82 (2011) 413-419. ## 6. Molnar S., Ventura C. E., Boroschek R., Archila M., "Site characterization at Chilean strong-motion stations: comparison of downhole and microtremor shear-wave velocity methods", Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol. 79 (2015) 22-35.## 7. Singh A. P., "Seismic hazard evaluation in Anjar city area of western India: microtremor array measurement", Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol. 71 (2015) 143-150.## 8. Guo Z., Aydin A., Kuszmaul J. S., "Microtremor recordings in northern Mississippi", Engineering Geology, Vol. 179 (2014) 146-157.## 9. Mundepi A. K., Galiana-Merino J. J., Asthana A. K. L., Rosa-Cintas S., "Soil characterizations in Doon Valley (north west Himalaya, India) by inversion of H/V spectral ratios from ambient noise measurements", Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol. 77 (2015) 309-320.## 10. Nakamura Y., "A method for dynamic characteristics estimation of subsurface using microtremor on the ground surface", Quarterly Report of Railway Technical Research Institute, Vol. 30 (1989) 25-33. ## 11. Chavez-Garcia F. J., Kang T. S., "Lateral heterogeneities and microtremors: limitations of HVSR and SPAC based studies for site response", Engineering Geology, Vol. 174 (2014) 1-10.## 12. Rezaei S., Choobbasti A. J., Kutanaei S. S., "Site effect assessment using microtremor measurement, equivalent linear method, and artificial neural network (case study: Babol, Iran)", Arabian Journal of Geosciences, Vol.8 (2015) 1453-1466.## 13. Choobbasti A. J., Rezaei S., Farrokhzad F., "Evaluation of site response characteristics using microtremors", Gradevinar, Vol. 65 (2013) 731-741.## 14. Choobbasti A. J., Rezaei S., Naghizadeh M., "Liquefaction assessment by microtremor measurements in Babol city", Proceedings of fifth international conference- GEOMATE2015 Geotechnic, Construction Materials and Environment Osaka, Japan (2015).## 15. Burjanek J., Fah D., Pischiutta M., Rovelli A, Calderoni G., Bard P. Y., "NERA-JRA1 working group. Site effects at sites with pronounced topography: overview & recommendations", Research for EU project NERA (2014).## 16. Jongmans D., Baillet L., Larose E., Bottelin P., Mainsant G., Chambon G., Jaboyedoff M., "Application of ambient vibration techniques for monitoring the triggering of rapid landslides", Engineering Geology for Society and Territory. Springer (2015).## 17. Kockar M. K., Akgun H., "Evaluation of the site effects of the Ankara basin, Turkey", Journal of Applied Geophysics, Vol. 83 (2012) 120-134. ## 18. Rezaei S., Choobbasti A. J., "Application of the microtremor measurements to a site effect study", Earthquake Sciences, DOI 10.1007/s11589-017-0187-2 (2017)## 19. Navarro M., García-Jerez A., Alcalá F. J., Vidal F., Enomoto T, "Local site effect microzonation of Lorca town (SE Spain)", Bulletin of Earthquake Engineering, Vol. 12(5) (2014) 1933-1959. ##20. Konno K., Omachi T., "Ground motion characteristics estimated from spectral ratio between horizontal and vertical components of microtremors", Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 88(1) (1998) 228-241.## 21. Lachet C., Bard P. Y., "Numerical and theoretical investigations on the possibilities and limitations of Nakamura's technique", Journal of Physics of the Earth, Vol. 42(5) (1994) 377-397.## 22. Fäh D., Kind F., Giardini D., "A theoretical investigation of average H/V ratios",Geophysical Journal International, Vol. 145 (2) (2001) 535-549.## 23. رضائی ص.، "ارزیابی زمین‌لغزش با استفاده از تفسیر داده‌های خردلرزه و ژئوالکتریک"، پروپوزال دکتری، دانشگاه صنعتی بابل (1395). ##24. Mukhopadhyay S., Bormann P., "Low cost seismic microzonation using microtremor data: an example from Delhi, India", Journal of Asian Earth Sciences, Vol. 24 (2004) 271-280##. 25. Gue´ Guen P., Cornou C., Garambois S. P., Banton J., "On the limitation of the H/V spectral ratio using seismic noise as an exploration tool: application to the Grenoble valley (France), a small apex ratio basin", Pure and Applied Geophysics, Vol. 164 (2007) 115-134.## 26. Teves-Costa P., Matias L., Bard P. Y., "Seismic behavior ##estimation of thin alluvium layers using microtremor recordings", Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol. 15 (1996) 201-209. 27. Purnachandra Rao, N., Rabi Kumar M., Seshunarayana T., Shukla A. K., Suresh G., Pandey Y., Dharma Raju R., Pimprikar S. D., Chandra D., Kalpna G., Mishra P. S., Harsh G., "Site amplification studies towards seismic microzonation in Jabalpur urban area, central India", Physics and Chemistry of the Earth, Vol. 36 (2011) 1247-1258.## 28. Pilz M., Parolai S., Bindi D., Saponaro A., Abdybachaev U., "Combining seismic noise techniques for landslide characterization", Pure and Applied Geophysics, Vol. 171 (2014) 1729-1745.## 29. Matassoni L., Fiaschi A., Silengo M. C., Lotti A., Saccorotti G., "Preliminary seismic microzonation in a mountain municipality of Tuscany (Italy)", Open Geosciences, Vol. 7 (2015) 559-571. ## 30. Bour M., Fouissac D., Dominique P., Martin C., "On the use of microtremor recordings in seismic microzonation", Soil Dynamics and Earthquake Engineering, Vol. 17 (1998) 465-474.## 31. کمیتۀ دائمی بازنگری آیین‌نامه طراحی ساختمان‌ها در برابر زلزله، "آیین‌نامه طراحی ساختمان‌ها در برابر زلزله، استاندارد 2800 (ویرایش چهارم) "، مرکز تحقیقات راه، مسکن و شهرسازی (1393).## 32. قلندرزاده ع.، معتمد ر.، "اندازه‌گیری‌های میکروترمور ابزاری مناسب در مطالعات پاسخ ساختگاه"، نشریۀ دانشکدۀ فنی، 38، (1383) 790-777.## 33. زارع م.، قیطانچی م.ر.، اسدی ف.ج.، فریدونی ف.، "بررسی اثر ساختگاه با استفاده از اندازه‌گیری‌های میکروترمور و شتاب‌نگاشت‌های ثبت شده در گستره شهر شیراز"، اولین کنفرانس بین‌المللی مقاوم‌سازی لرزه‌ای، تبریز (1387).## 34. قلندرزاده ع.، کاوند ع.، "کاربرد اندازه‌گیری‌های نقطه‌ای و آرایه‌ای میکروترمور برای ارزیابی اثرات ساختگاهی در شهرهای ارومیه و بم"، اولین همایش ملی مدیریت بحران زلزله در شهرهای دارای بافت تاریخی، یزد (1385).## 35. قلندرزاده ع.، معتمد ر.، سدیدخوی ا.،" ریزپهنه‌بندی لرزه شهر ارومیه با استفاده از اندازه‌گیری-های میکروترمور"، چهارمین کنفرانس بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله، تهران (1382). ##