اختصاصی از کوشا فایل
دانلود با لینک مستقیم و پرسرعت .
این فایل در قالب ورد وقابل ویرایش در 145 صفحه می باشد.
تحلیل پارامتریک رفتار لرزه ای عوارض توپوگرافی مثلثی شکل در فضای زمان
در پی انجام و تکمیل مطالعات تاثیر عوارض توپوگرافی سطحی بر پاسخ لرزه‌ای زمین درفرکانسهای مختلف از طریق انجام تحلیلهای پارامتریک در گستره وسیعی از اشکال هندسی، با هدف ملحوظ کردن اثر وجود چنین عوارضی بر مطالعات ریزپهنه‌بندی 1D در این تحقیق از نرم‌افزار Hybrid که یک نرم‌افزار دو بعدی جامع و توانا برای مدلسازی مرکب اجزای محدود – اجزای مرزی میباشد بعنوان ابزار اصلی برای تحلیلهای پارامتریک، استفاده گردیده ، دقت و قابلیت این نرم‌افزار برای انجام تحلیلهای دوبعدی اثرات ساختگاهی از طریق حل مثالهای عددی و تحلیلی مختلف ارزیابی شده است. با توجه به حساسیت بیشتر نتایج به خصوصیات هندسی مسئله در مورد عوارض سطحی، تحلیلهای پارامتریک بر تغییر خصوصیات هندسی تمرکز بیشتری یافته و از طریق بی بعد ساختن نتایج خروجی برحسب ضریب شکل (نسبت ارتفاع به نصف عرض قاعده عارضه) و فرکانس (پریود) بی‌بعد، امکان تعمیم نتایج به ترکیبات متنوعی از هندسه و امواج برخوردی میسر گردیده است. پس از انجام تحلیلهای پارامتریک، حجم وسیعی از خروجی ها به دست آمده که بایستی متناسب با اهداف تحقیق، ساماندهی و پردازش شوند. نتایج تحلیلهای پارامتریک حاکی از آن هستند که در کلیه اشکال هندسی در نظر گرفته شده، تداخل سریع مجموعه امواج درون صفحه‌ای پراکنده شده که امواج انعکاس یافته، تبدیل مود یافته، تفرق یافته و سطحی را دربر میگیرند میدان جایجایی بسیار آشفته‌ای را بر روی عارضه ایجاد می‌نماید که تفکیک انواع مختلف موج در آن امری بسیار دشوار است. یکی از یافته‌های مهم این تحلیلهای پارامتریک، مشاهده و تعیین فرکانس (پریود) مشخصه 2D در هر یک از ترکیبهای متنوع تحلیلهای پارامتریک بود که در آن فرکانس تمامی نقاط روی تپه مثلثی شکل دارای ضریب تقویت بزرگتر از یک بوده (حداکثر آن در تاج عارضه میباشد) و کلیه نقاط روی عارضه حرکت هم فاز دارند وهمچنین در دره ها جهت فرکانس مزبور کلیه نقاط روی دره دارای ضریب تقویت کوچکتر از یک میباشد (حداکثر تضعیف در مر کز دره واقع میگردد). نتیجه تحلیلهای حساسیت‌سنجی بر روی پارامترهای موثر در نظر گرفته شده در این تحقیق نشان می‌دهند که تاثیر متقابل پارامترهای موثر بر روی هم، روند مشاهده شده در یک ضریب شکل، ضریب پواسون یا محدوده پریودیک را در ترکیب دیگری از همان پارامترها کاملاً تحت تاثیر قرار می‌دهد. از جمله دستاودهای این تحقیق پیدا کردن رابطه بین حداکثرضریب تقویت و تضعیف متوسط حاصل از تحلیلهای دو بعدی به تحلیلهای یک بعدی نسبت به ضریب شکل میباشد که این مهم حاصل شده است.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
1 - مقدمه.................................................................................................................................................... 1
2- تاریخچه تحقیقات و مطالعات انجام شده................................................................................................ 4
2-1-شواهد تجربی ومطالعات درخصوص اثرات ساختگاه تیز گوشه و مثلثی شکل بر پاسخ زمین.........4
2-2- مطالعات نظری و تحلیلهای عددی عارضه مثلثی شکل............................................. .................19
2-3- مطالعات انجام شده در رابطه با تحلیلهای پارامتریک عوارض تیزگوشه و مثلثی شکل................ 26
3- پدیده انتشار امواج دو بعدی و حل عددی معادلات آن . ...........................................................37
3-1- مقدمه ................................................................................................................................37
3-2- انواع مختلف ناهمواریها ....................................................................................................38
3-3- علل تقویت امواج لرزه ای ........................................................................................ .......04
3-3-1- اثر سطحی( Surface Effect) ................................................................... ........04
3-3-2- اثر کانونی شدن (Focusing Effect ) ...............................................................42
3- 3 -3- اثر گهواره ای (Rocking Effect ) ............................................................ .....44
3-3-4 - اثر عبور پراکنش موج (Scattering & Passage effect).................... ........54
3-4- معادلات انتشار امواج الاستیک .........................................................................................45
3-5- حل عددی معادله انتشار امواج ............................................................................ ............49
3-6- روش عددی مورد استفاده و دامنه مطالعات پارامتریک ....................................................54
3-7- تعیین ابعاد المان در روش اجزای مرزی ....................................................... ...................56
3-8- معرفی نرم افزار Hybrid .............................................................................................59
3-8-1- مقدمه ............................................................................................................ ...........59
3-8-2- بررسی اعتبار و دقت نرم افزار Hybrid ....................................................................61
3-8- 2-1- حرکت میدان آزاد نیم فضا ..................................................................................61
3-8-2-2- دره خالی با مقطع نیم دایره ....................................................................................62
3-8-2-3- دره آبرفتی با مقطع نیم دایره ..................................................................................62
3-8-2-4- تپه با مقطع نیم سینوسی .........................................................................................62
3-8-2-5- تپه با مقطع نیم دایره ...............................................................................................63
4-ااف-رفتار لرزه ائی تپه های مثلثی شکل......................................... ..............................................64
4-1- مقدمه ............................................................................................................................64
4-2- متدلوژی مطالعات ........................................................................................... ..............65
4-3- اعتبار سنجی مدل..................................................... ......................................................67
4-3-1- ابعاد مش بندی......................................................... ............ ................................68
4-3-2- طول گام زمانی............ ......................................................... ............ ............... ...68
4 -4- تاریخچه زمانی دامنه مولفه‌های افقی و قائم تغییر مکان برای کل محدوده..... ...... ... ....69
4-5- تفرق امواج در حوزه زمان ( تفسیر نمودار های تاریخچه زمانی ) ......................... . 69
4-6- بزرگنمایی تپه در فضای فرکانسی ......................................................... ............ .............71
4-6-1 تفسیر کلی نمودارهای بزرگنمایی .................................................... ............ ..........71
4-6-2 بزرگنمایی راس تپه................... .................................................... ............ ..........72 4-7-تغییرات بزرگنمائی بر روی یال تپه .................................................... ........... .. . ............73
4-8-ضریب تقویت عوارض تپه ای مثلثی شکل.................................................... ..................75
4-ب-رفتار لرزه ائی دره های مثلثی شکل......................................... ............................ ................104
4-9- متدلوژی مطالعات ...................................................... ..................................................104
4-10- اعتبار سنجی مدل..................................................... ...................................... ..........105
4-10-1- ابعاد مش بندی................................................................................................105
4-10-2- طول گام زمانی............ ......................................................... ....................... .106
4 -11- تاریخچه زمانی دامنه مولفه‌های افقی و قائم تغییر مکان برای کل محدوده.......... . ...106
4-12 تفرق امواج در حوزه زمان ( تفسیر نمودار های تاریخچه زمانی ) ......................... 106
4-13- بزرگنمایی دره در فضای فرکانسی ..........................................................................108
4-13-1 تفسیر کلی نمودارهای بزرگنمایی........ ........................................ .............108
4-13-2 بزرگنمایی قعردره..........................................................................................110 4-14-تغییرات بزرگنمائی بر روی یال دره .............................................. .......... . .........111
4-15-ضریب تضعیف عوارض دره ای مثلثی شکل............... ..........................................112
5 - جمع‌بندی و نتیجه‌گیری ..... ............................................... ................................... .. 141
5-1- نتایج مطالعه پاسخ تپه ها در حوزه زمان 141
5-2- نتایج مطالعه پاسخ تپه ها در حوزه فرکانس 141
5-3- نتایج مطالعه پاسخ دره ها در حوزه زمان 141
5-4- نتایج مطالعه پاسخ دره ها در حوزه فرکانس 142
5-5-زمینه های پیشنهادی برای ادامه این تحقیق 142
مراجع ..............................................................................................................................143
فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل (2-1)- کوه کاگل، توپوگرافی، زمین‌شناسی و محل ایستگاه‌ها .............................................. 5
شکل (2-2)- کوه ژوزفین پیک، توپوگرافی، زمین‌شناسی در محل ایستگاه‌ها ......................................6
شکل (2-3)- کوه باتلر، توپوگرافی، زمین‌شناسی و محل ایستگاه‌ها ..................................................... 6
شکل (2-4)- کوه پاول و ایستگاههای انتخاب شده ...................................................................... 8
شکل (2-5)- کوه بیز و ایستگاههای انتخاب شده ......................... ................................................ ..... 8
شکل(2-6)-. کوه گپ و ایستگاههای انتخاب شده.................................................. .......... ...... ...........8
شکل(2-7)- کوه پاول، ضریب بزرگنمایی حرکت افقی زمین، به روش بور.......................................... 9
شکل (2-8)- کوه بیز، ضریب بزرگنمایی حرکت افقی زمین، به روش بور............................................ 9
شکل (2-9)- کوه گپ، ضریب بزرگنمایی حرکت افقی زمین، به روش بور........................................10
شکل (2-10)- ضریب بزرگنمایی سطح زمین براساس فاصله از قله برای کوههای پاول ، بیز و گپ......11
شکل (2-11)- شتابهای ماکزیمم نرمال شده در کوه Matsuzaki ژاپن........................ ................ 12
شکل (2-12)- هندسه کوه Sourpi و ایستگاههای اندازه‌گیری ............................ .........................14
شکل (2-13)- مقایسه نسبتهای طیفی نظری (خطوط توپر) و نسبتهای طیفی مشاهده شده بعلاوه و منهای
انحراف معیار(ناحیه سایه زده شده)...................... .................................... ........................ ..............14
شکل(2-14)- هندسه کوه Mt. St. Eynard و ایستگاههای اندازه‌گیری ................................. 15
شکل(2-15)- نسبتهای طیفی نظری S2/S3 (خط‌چین‌ها) نسبتهای طیفی مشاهده شده (خطوط توپر) و
انحراف معیار نسبتهای طیفی مشاهده شده (نواحی سایه خورده) (a ) گروه T ، مولفه Z ،) (b گروه
T ، مولفه(c) , E-W گروه R، مولفه (d) , Z گروه R ، مولفهE-W ........................................16
شکل (2-16)- بالا) مولفه‌های E-W ثبت شده توسط ایستگاههای مستقر در Castillon ، پایین)
مقطع عرضی سایت Castillon . ................................................. ............. ............... ............... 17
شکل (2-17)- بالا) مولفه‌های E-W ثبت شده توسط ایستگاههای مستقر در Piene ، پائین)
مقطع عرضی سایت Piene................ ................................................. ............. ..........................17
شکل (2-18)- نتایج تحلیلهای طیفی برای مولفه E-W سایت Castillon .................................18
شکل (2-19)- نتایج تحلیلهای طیفی برای مولفه E-W سایتPiene .......................................18
شکل (2-20)- حساسیت حرکت سطحی به زاویه برخورد برای امواج SV صفحه‌ای مایل الف)
شکل چپ- وابستگی حرکت سطحی به زاویه برخورد برای امواج SV مهاجم
(برای ضریب پواسون برابر25/0)و ب)شکل راست– تغییرات زاویه انعکاس و دامنه امواج
منعکس شده موضعی سطحی برای امواج SV مهاجم قائم ................................. ........................23
شکل (2-21)-. پاسخ یک دسته مشخص از گوه‌ها به امواج SH................................................. 24
شکل (2-22)- دامنه‌های سطحی همپایه شده برحسب تابعی از مختصات بی‌بعد در راستای محور xها
در امتداد رویه خارجی یک گوه با زاویه داخلی 120 درجه در سه زاویه برخوردمختلف... ......... 26
شکل (2-23)- دامنه‌های تغییرمکان در سطح آزاد برای پشته‌های با ضرایب شکل مختلف تحت
برخورد امواج SH قائم و فرکانس بی‌بعد برابر50/0 ... ......... ... ......... .. ......... ... ......... 26
شکل (2-24)- )- برخورد یک موج SV درون صفحه‌ای با زاویه برخورد °30 به یک پشته مثلثی
شکل با SR=1.0........................................ ......................................................... ..................33
شکل (2-25)- برخورد یک موج رایلی به یک پشته مثلثی شکل باSR=1.0............................ 33
شکل (2-26)- برخورد یک موج P درون صفحه‌ای با زاویه برخورد °30 به یک دره مثلثی
شکل با SR= ........................................ ......................................................... ................34
شکل (2-27)- برخورد یک موج SV درون صفحه‌ای با زاویه برخورد °30 به یک دره مثلثی
شکل با SR=........................................ ......................................................... ................34
شکل (2-28)- برخورد یک موج SV درون صفحه‌ای با زاویه برخورد °45 به یک دره مثلثی
شکل با SR=0.577.................................... ......................................................... ................34
شکل (2-29)- برخورد موج P,SH,SV درون صفحه‌ای با زاویه برخورد قائم به یک دره مثلثی
شکل با SR=0.62..................................................... ......................................... ...................35
شکل (2-30)- برخورد یک موج SV درون صفحه‌ای با زاویه برخورد °30 به یک دره نیم بیضی
شکل با.03SR=..................................................... ................... .......................... .................36
شکل (2-31)- برخورد یک موج SV درون صفحه‌ای با زاویه برخورد °45 به یک دره نیم بیضی
شکل با.03SR= ....................................................................................................................36
شکل(2-32)- برخورد موج SH درون صفحه‌ای با زاویه برخورد قائم به یک دره مثلثی شکل..36
شکل (2-33)- برخورد موجSH درون صفحه‌ای با زاویه برخورد قائم و ° 35 به یک تپه..........36
شکل (2-34)- برخورد موج SH درون صفحه‌ای با زاویه برخورد قائم به یک
تپه ذوزنقه ائی شکل.................................................................................................................36
شکل (3-1)- نمونه‌هایی از ناهمواریهای سطحی..................... ...................................................39
شکل (3-2)- نمونه‌هایی از ناهمواریهای زیرسطحی ....................................................................40
شکل(3- 3)- تغییرات بزرگنمایی ناشی از اثر سطحی در زوایای برخورد مختلف امواج
P ، SV وSH. .............................................................................................. ......................... .42
شکل(3-4)-a) ،b) ،c) - اثر کانونی شدن موجهای انعکاسی.......................................................44
شکل (3-5)- مدل اثر گهواره ای..................................................................................................44
شکل (3-6)- اثر عبور موج و پراکنش موج در تقویت و تغییر سرشت کلی یک نگاشت ثبت شده
بر روی توپوگرافی.......................................................................................................................45
شکل (3-7)- تصاویر آنی میدان تغییر مکان ناشی از انتشار امواج رایلی از سمت چپ به راست
(Fuyuki & Motsumoto, 1980)...................................................................................51
شکل (3-8)- الف- تاریخچه زمانی موجک ریکر.......................................................................56
شکل(3-8)- ب- طیف دامنه فوریه موجک ریکر.......................................................................56
شکل (3-9)- نمای شماتیک نواحی اجزاء محدود و اجزای مرزی .......... ...............................61
اشکال تپه های مثلثی شکل
شکل (4-1)- هندسه تپه مثلثی شکل......................................................................................... 76
شکل(4-2)- تاریخچه زمانی موجک ریکر...............................................................................76
شکل4-3-)همگرائی تاریخچه زمانی تغییر مکان در نقاط مختلف تپه مثلثی شکل به ازای x/bهای
- 0,0.5,1.0,2.0 به ازای مدلهای مختلف اجزای مرزی (BEM)جهت موج SV... ...............77
شکل (4-4)- همگرائی تاریخچه زمانی تغییر مکان در نقاط مختلف تپه مثلثی شکل به ازای
x/bهای 0.0,0.5,1.0,2.0 به ازای مدلهای مختلف اجزای مرزی (BEM)جهت موج P........78
شکل )4-5(-همگرائی تاریخچه زمانی تغییر مکان در نقاط مختلف تپه مثلثی شکل به ازای
x/bهای 0.0,0.5,1.0,2.0 به ازای چهار گام زمانی مختلف جهت موج SV........ ...............79
شکل) 4-6(-همگرائی تاریخچه زمانی تغییر مکان در نقاط مختلف تپه مثلثی شکل به ازای
x/bهای 0.0,0.5,1.0,2.0 به ازای چهار گام زمانی مختلف جهت موجP................... ..........80
شکل(4-7)- نمودارهای تاریخچه زمانی تغییر مکان افقی وقائم برای کل تپه مثلثی شکل
به ازائ موج SVبا ضریب شکلهای 2.0,1.0,0.1..... .................................. ................ .......... 81
شکل(4-8)- نمودارهای تاریخچه زمانی تغییر مکان افقی وقائم برای کل تپه مثلثی شکل
به ازائ موج Pبا ضریب شکلهای 2.0,1.0,0.1..... .................................. .................. ........ 28
شکل(4-9)- نمودارهای تاریخچه زمانی تغییر مکان افقی وقائم محدوده ا ئی به طول
5برابر نیم پهنای عارضه در طرفین به ازائ موج SVو ضریب شکلهای 2.0,1.0,0.1...... .......83
شکل(4-10)- نمودارهای تاریخچه زمانی تغییر مکان افقی وقائم محدوده ا ئی به طول
5برابر نیم پهنای عارضه در طرفین به ازائ موج Pو ضریب شکلهای 2.0,1.0,0.1.......... ........84
شکل(4-11)- نمودارهای بزرگنمائی افقی وقائم امواج مهاجم sv درمحدوده ا ئی به طول
5برابر نیم پهنای عارضه در طرفین به ازائ ضریب شکلهای 2.0,1.0,0.1.................................. 85
شکل( 4-21)نمودارهای بزرگنمائی افقی وقائم امواج مهاجم p درمحدوده ا ئی به طول
5 برابر نیم پهنای عارضه در طرفین به ازائ ضریب شکلهای 2.0,1.0,0.1........................... 86
شکل(4-13)تغییرات پریود مشخصه در مرکز عارضه باضریب پواسون ثابت و ضرایب شکل
مختلف برای عوارض روسطحی تیزگوشه مثلثی شکل و برخورد موج SV....................... 87
شکل(4-14)تغییرات پریود مشخصه در مرکز عارضه باضریب پواسون ثابت و ضرایب شکل
- 88.......... .................p مختلف برای عوارض روسطحی تیزگوشه مثلثی شکل و برخورد موج
شکل(4-15) تغییرات بزرگنمائی برحسب نسبت شکل به ازائ موج SVوV=0.33مر.بوط
به مولفه موافق............................................................ ..........................................................89
شکل(4-16)- تغییرات بزرگنمائی برحسب نسبت شکل به ازائ موج SVو0.33 = V مربوط
به مولفه مخالف ............................................................ ....................................... ..............90
شکل (4-17)- تغییرات بزرگنمائی برحسب نسبت شکل به ازائ موج Pو0.33V= مربوط
به مولفه موافق ............................................................ ....................................... .......... .....91
شکل(4-18) تغییرات بزرگنمائی برحسب نسبت شکل به ازائ موج Pو0.33=V. مربوط
به مولفه مخالف ............................................................ ....................................... ............92
شکل(4-19) تغییرات بزرگنمائی برحسب بازه پریودیک به ازائ موج SVو0.33=V
اشکال مربوط به مولفه موافق میباشد........................................................ ...........................93.
شکل(4-20)- تغییرات بزرگنمائی برحسب بازه پریودیک به ازائ موج SVو0.33=V
اشکال مربوط به مولفه مخالف میباشد...................................................................................4 9
شکل(4-21)- تغییرات بزرگنمائی برحسب بازه پریودیک به ازائ موج PوV=0.33
اشکال مربوط به مولفه موافق میباشد.......................................................... ........................95
شکل(4-22)- تغییرات بزرگنمائی برحسب بازه پریودیک به ازائ موج Pو0.33= V
اشکال مربوط به مولفه مخالف میباشد.......... ..........................................................................96
شکل(4-23)- تاثیر محدوده های پریودیک بر ضریب تقویت متوسط در تپه های مثلثی شکل
با ضریب شکل مختلف دراثر بر خوردموج svنمودارهای نمودارهای سمت چپ مربوط به
مولفه موافق وسمت راست مربوط به مولفه مخالف میباشد...... ................. ....................... 97
شکل(4-24)- تاثیر محدوده های پریودیک بر ضریب تقویت متوسط در تپه های مثلثی شکل
با ضریب شکل مختلف دراثر بر خوردموج pنمودارهای نمودارهای سمت چپ مربوط به
مولفه موافق وسمت راست مربوط به مولفه مخالف میباشد.....................................................98
شکل(4-25)- نمودارهای تاثیر ضریب شکل درمحدوده پریودیک مختلف بر ضریب تقویت
متوسط برای برخورد موج SVدر تپه های مثلث شکل مربوط به مولفه موافق................. ........99
شکل(4-26)- نمودارهای تاثیر ضریب شکل درمحدوده پریودیک مختلف بر ضریب تقویت
متوسط برای برخورد موج SVدر تپه های مثلث شکل مربوط به مولفه مخالف....................100
شکل(4-27)- نمودارهای تاثیر ضریب شکل درمحدوده پریودیک مختلف بر ضریب تقویت
متوسط برای برخورد موج pدر تپه های مثلثی شکل مربط به مولفه موافق.. ...........................101
شکل(4-28)- نمودارهای تاثیر ضریب شکل درمحدوده پریودیک مختلف بر ضریب تقویت
متوسط برای برخورد موج pدر تپه های مثلثی شکل مربوطبه مولفه مخالف........... ............102
شکل(4-29)- ضریب تقویت نسبی 2D/1D برای عوارض تپه ای مثلثی شکل برای مولفه
موافق و مخالف در اثر برخورد موجSV............................... ..............................................103
شکل(4-30)- ضریب تقویت نسبی 2D/1D برای عوارض تپه ای مثلثی شکل برای مولفه
موافق و مخالف در اثر برخورد موج P.............................................................. ...............103
اشکال دره های مثلثی شکل
شکل (4-31)- هندسه دره مثلثی شکل...................................................................... .......... 113
شکل(4-32)- تاریخچه زمانی و طیف فوریه موجک ریکر............................ ......... ............113
شکل4-33)همگرائی تاریخچه زمانی تغییر مکان در نقاط مختلف دره مثلثی شکل به ازای
x/bهای 0.0,0.5,1.0,2.0 به ازای مدلهای مختلف اجزای مرزی (BEM)جهت موج SV. ....114
شکل (4-34)- همگرائی تاریخچه زمانی تغییر مکان در نقاط مختلف دره مثلثی شکل به ازای
x/bهای 0.0,0.5,1.0,2.0 به ازای مدلهای مختلف اجزای مرزی (BEM)جهت موج P.. . ..115
شکل )4-35(-همگرائی تاریخچه زمانی تغییر مکان در نقاط مختلف دره مثلثی شکل به ازای
x/bهای 0.0,0.5,1.0,2.0 به ازای چهار گام زمانی مختلف جهت موج SV........ ..............116
شکل) 4-36(-همگرائی تاریخچه زمانی تغییر مکان در نقاط مختلف دره مثلثی شکل به ازای
x/bهای 0.0,0.5,1.0,2.0 به ازای چهار گام زمانی مختلف جهت موجP..............................117
شکل(4-37)- نمودارهای تاریخچه زمانی تغییر مکان افقی وقائم برای کل دره مثلثی شکل
به ازائ موج SVبا ضریب شکلهای 2.0,1.0,0.1..... .................................. .......................... 118
شکل(4-38)- نمودارهای تا
