زمین شناسی مهندسی

زمین شناسی مهندسی

مدل‌سازی ریاضی پالس‌های نیرومند سرعت زمین با رویکرد تجزیه طیفی و اثرات جهت‌داری

نویسندگان
دانشگاه خوارزمی، دانشکدۀ فنی مهندسی
چکیده
در این پژوهش، شناخت پارامترهای اساسی لرزه‌شناسی مربوط به ساختارهای پالس‌گونه موجود در تاریخچۀ زمانی رکوردهای نیرومند حوزۀ نزدیک، با هدف مدل‌سازی ریاضی بررسی شده است. پارامترهای مشخصه این ساختارهای پالس شکل، عبارت از دامنه، دوره و بازۀ زمانی متناظر آن هستند. با استفاده از این عوامل و جای‌گذاری آن‌ها در روند برازش تحلیلی مربوط به یک فرمولاسیون فرم بسته، مدل‌های ریاضی توصیف کننده پالس‌های مشخص سرعت حاصل شده که می‌توانند ویژگی­های اصلی لرزه‌شناسی مربوط به رکوردهای حوزۀ نزدیک را به‌خوبی نمایش دهند. هدف از این مدل­سازی، ایجاد گسترۀ وسیعی از نگاشت‌های مصنوعی نیرومند و پرانرژی است که با توجه به معدود بودن رکوردهای حوزۀ نزدیک در بررسی عملکرد انواع سازه‌ها کاربرد دارد. محتوای فرکانسی (تواتر) رکوردهای ثبت شده در زلزله‌ها را می‌توان به دو بخش باند فرکانس‌های بالا و باند فرکانس‌های پایین تفکیک کرد. نتایج پژوهش­های لرزه‌شناسی بیان­گر آن است که نمود مشخص­ترین ویژگی‌های رکوردهای نیرومند حوزۀ نزدیک را باند فرکانسی پایین ایجاد می‌کند. همین موضوع باعث شده است که در روند مدل‌سازی فرم بسته نیز توجهات تحلیلی بیش‌تر به باند فرکانسی پایین صورت گیرد. بر این اساس، مدل‌های فرم بسته ریاضی حاصل از این روند نیز تطابق قابل قبولی با رکورد‌های نیرومند حوزۀ نزدیک داشته و ویژگی‌های طیفی اصلی را به‌خوبی نمایش می‌دهد.
کلیدواژه‌ها

1. Amiri J. V., Davoodi M. R., Sahafi A., "Simulation of near-fault ground motions with equivalent pulses and compare their effects on MRF structures", 14th World Conference on Earthquake Engineering, Beijing, China (2008) 12-17.## 2. Khaloo A. R., Khosravi H., " Multi-mode response of shear and flexural buildings to pulse-type ground motions in near-field earthquakes", Journal of Earthquake Engineering, 12 (4) (2008) 616-630. ## 3. نظری ش.، کیوانی ج.، مشکوه‌الدینی ا.، "شبیه‌سازی رکوردهای زلزله حوزۀ نزدیک با استفاده از تابع موجک"، نشریۀ زمین‌شناسی مهندسی، دانشگاه خوارزمی، (1396) (پذیرفته شده). ## 4. Nazari S., Keyvani J., Meshkat-Dini A., Azhdarifar M., "Study on the seismic response of mid-rise bundled tube resistant systems under simulated closed-form near-field records", Asian Journa; of Civil Engineering (BHRC), Tehran, Iran, 18 (6) (2017)961-976. ## 5. Tavakoli, H. R., Gilani H., Abdollahzadeh G. R., "Comparative evaluation of seismic parameters for near-fault and far-fault earthquakes", 15th World Conference on Earthquake Engineering, Lisbon, Portugal 24-28 (2012). ## 6. Bray J. D., Rodriguez-Marek A., "Characterization of forward-directivity ground motions in the near-fault region", Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 24 (11) (2004)815-828. ## 7. Agrawal A. K., He W. L., "A close-form approximation of near-fault ground motion pulses for flexible structures", ASCE Engineering Mechanics Conference, Columbia University, New York, N.Y., (2002). ## 8. Kalkan E., Kunnath S. K., "Effects of fling step and forward directivity on seismic response of buildings", Earthquake Spectra, 22 (2) (2006) 367-390,. ## 9. ولیان س.، کیوانی ج.، "بررسی رفتار دینامیکی سازۀ فولادی با سیستم مقاوم جانبی دوگانه تحت اثرمدل‌های ریاضی رکوردهای حوزه نزدیک"، دهمین کنگرۀ ملی مهندسی عمران، دانشکدۀ مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف 30 و 31 فروردین) 1396.( ## 10. Burks L. S., Baker J. W., "A predictive model for fling-step in near-fault ground motions based on recordings and simulations", Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 80 (2016) 119-126. ## 11. Kalkan E., Kunnath S. K., "Effects of fling step and forward directivity on seismic response of buildings", Earthquake Spectra, 22 (2) (2006) 367-390. ## 12. Durucan C., Durucan A. R., "Ap/Vp specific inelastic displacement ratio for the seismic response estimation of SDOF structures subjected to sequential near fault pulse type ground motion records", Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 89 (2016) 163-170. ## 13. Hatzigeorgiou G. D., "Behavior factors for nonlinear structures subjected to multiple near-fault earthquakes", Computers and Structures, 88 (5) (2010) 309-321. ## 14. Zhang Y., Hu Y., Zhao F., Liang J., Yang C.," Identification of acceleration pulses in near-fault ground motion using the EMD method", Earthquake Engineering and Engineering Vibration, 4 (2) (2005) 201-212. ## 15. Kedadouche M., Thomas M., Tahan A., "A comparative study between empirical wavelet transforms and empirical mode decomposition methods: Application to bearing defect diagnosis", Mechanical Systems and Signal Processing, 81 (2016) 88-107. ## 16. Mavroeidis G. P., Papageorgiou A. S., "A mathematical representation of near-fault ground motions", Bulletin of the Seismological Society of America (BSSA) 93 (3) (2003)1099-1131. ## 17. Mollaioli F., Bosi A., "Wavelet analysis for the characterization of forward-directivity pulse-like ground motions on energy basis", Meccanica, 47 (1) (2012) 203-219. ## 18. Vaez S. H., Sharbatdar M. K., Amiri G. G., Naderpour H., Kheyroddin A., "Dominant pulse simulation of near fault ground motions", Earthquake Engineering and Engineering Vibration, 12 (2) (2013) 267-278,. ## 19. Mukhopadhyay S., Gupta V. K., "Directivity pulses in near-fault ground motions-II: Estimation of pulse parameters", Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 50 (2013) 38-52. ## 20. MATLAB Programm, http://mathworks.com/products/matlab. ## 21. Xu Z., Agrawal A. K., He W. L., Tan P., "Performance of passive energy dissipation systems during near-field ground motion type pulses", Engineering Structures, 29 (2) (2007) 224-236. ## 22. Zhai C., Chang Z., Li S., Chen Z., Xie L., "Quantitative identification of near‐fault pulse‐like ground motions based on energy", Bulletin of the Seismological Society of America (BSSA), 103 (5) (2013) 2591-2603. ## 23. PEER Ground Motion Database, http://peer.berkeley.edu/.##