مروری بر تولید شتابنگاشت های مصنوعی به روش چشمه نقطه ای...

9
هشتمین کنگره مّ لدسي عمران، ي مهنانشکده دن، بابلهندسي عمرا م17 و18 ارديبهشت ماه1393 ی برور مرابنگاشتولید شت ت های مصنوعی به روش چشمه نقطه ای تصادفی، دی تهران مطالعه مورد سمائی مقدا1 ، یاجیمااکاتسو م ماس2 ، ردانی آزاد ی3 1 - تحصیلرغ ال فا دکترازاوانشگاه کانا ، دا2 - ستاد ا، زاوانشگاه کانا دا3 - نشیار داشگاه کردستان ، دان[email protected] [email protected] [email protected] صه خن مقاله سعی در ای کرده ایم تا روش چشمه نقطه ای تصادفی را کهلزله می باشدنی امواج ز تاریخچه زماه سازی شبیه برای پایز روشهایکی ا ی، به کنیم.رد معرفیار گیدسان قر و مهنشجویانده دانستفا آنگونه که مورد ا زبانی ساده منظور بدین در شبیهمترهای موثرراور شده و پاوش مر ابتدا این ره شدهن توضیح دادمکار حد ایر و ساختگاه ده، مسترهای چشمرامعنی پا ی سازی اند. شمال تهروران در گسل نیاختگی با فرض گسیپس س ان ووابط تجربیصل از ر بزرگی حا(Mw=7.0) یر و ساختگاه،ه، مسترهای چشمرامی پاابط موجود برا و نیز روابنگاشت شتی های در نق اطی در سطح سازی شدهران شبیه شهر ته است. کلمات کلیدي:ابنگاشت مصنوعید زمین، شتیرومنبش ن شبیه سازي جن ، روش چشمهوران، گسل نیادفی، تهراني تصا نقطه ا1 . مقدمه شبین در مقایسه بایرومند زمیبش ن ه سازی جن علم نو پای مهندسیی سابقهلزله دارا ز اینی ست. نسبتا طولزله بهه سازی ز شبیش برای اولین ت مقالهر و جنینگز هوزن[ 1 ] در سال1964 برمی گردد. آنده از طیفستفا ا ها باال سنترو( لزله آمریکان چهار ز توا1934 ، ال سنترو1940 لمپیا ، ا1942 فت و ت1952 شبیه برایار متنوعی بسین روش های تاکنوز آن زمانند. اه سازی کرد شبی تصادفیه از یک فرایندستفاد ا با را هالزلهشت این ز شتابنگا) سازیفته اند توسعه یاد زمین بسط ویرومنبش ن جن هر کدام کهارندص خود را دت و ضعف خااط قو نقنیه تعیما در دودست را عموین روش ها . ا(Deterministic) و تصادفی(Stochastic) میکنند.م بندی تقسیولین روش هاکی از ا ینی تعی ی[ نقطه ایخت برشی گسیاس تئوریشت مصنوعی بر اسولید شتابنگا برای ت2 ] است. در این روش بزرگی از گشتاوری وغزش گسل به منظوربع مفروض برای ل یک تاک نیمدر ی( در سایت لرزه اید امواج برشی تولی- ده می شود. ازستفا ا) فضای همگن کاستی شده نظر گرفته که تابع لغزش در این روش این است های، ( لزله چشمه زعنی ی تصادفی هاینظمیلسازی کرده و نامه ای مد به طور ساد را) گسلوجود در چشمه م نظر نمی را در نیمین گیرد. همچن- همگن را درک فضای نااکنش موجود در ی و پرنکسارب، ا فضای همگن، بازتا نمی مدلسازی کند . از آن پس واقعیه سازی شبیده تری برای پیچینی تعین روش های تاکنو که در این آمده اندجودلزله به و رکوردهای ز تر جا می توان بها که آن ههمترین م روش[ گرین تابع تجربی3 - 5 ] ه کردشار است اه شده و فرض میستفاد گرین ان تابع تجربیوچک به عنوالزله کورد یک ز . در این روش از رک شود کهر قطعه هوچک به رکورد کاص یکد و اختص متعد گسل به قطعات مساحت. با تقسیمیت استیر و ساه، مسارنده خواص چشم برد این رکورد در، می این ر توانست آید.د نظر به دود تا رکورد بزرگ مور جمع نم با هم سایت مربوطه درارندام د هر کدر زمانی که با توجه به تاخیوچک را کوردهای ک گرین است.ن تابع تجربی به عنواستفادهسب جهت اجود رکوردهای منا این روش عدم ون کاستیگتری بزر دومین دسته روشفی هستند. های تصاد این روشرغم سادگیه علیلزل تصادفی ز ماهیتا با توجه به هیرومند هستند. بسیار ن شان با پیشرفتیانهعت را سره ها در دهز الگوریتم اخیر و نی هایت این روشوبیر محبیع فوریه ب تبدیل سر هایه شده است. افزود ها شاملعمولش تصادفی به طور م رو

Transcript of مروری بر تولید شتابنگاشت های مصنوعی به روش چشمه نقطه ای...

مهندسي عمران، بابلدانشکده ي مهندسي عمران، لّمکنگره هشتمین

1393ماه ارديبهشت 18و 17

،تصادفی نقطه ای چشمه به روش مصنوعی های تولید شتابنگاشتمروری بر

مطالعه موردی تهران

1مقداد سمائی2ماساکاتسو میاجیما،

3آزاد یردانی،

، دانشگاه کانازاوادکترا فارغ التحصیل -1

دانشگاه کانازاوا، استاد-2

، دانشگاه کردستاندانشیار-3

[email protected]

[email protected]

[email protected]

خالصه

به ،یکی از روشهای پایه برای شبیه سازی تاریخچه زمانی امواج زلزله می باشدرا که تصادفی نقطه ایچشمه روشتا کرده ایمدر این مقاله سعی

ابتدا این روش مرور شده و پارامترهای موثر در شبیه بدین منظور زبانی ساده آنگونه که مورد استفاده دانشجویان و مهندسان قرار گیرد معرفی کنیم.

ان و سپس با فرض گسیختگی گسل نیاوران در شمال تهراند. سازی یعنی پارامترهای چشمه، مسیر و ساختگاه در حد امکان توضیح داده شده

در سطح اطینق درهایی شتابنگاشت و نیز روابط موجود برای پارامترهای چشمه، مسیر و ساختگاه، (Mw=7.0)بزرگی حاصل از روابط تجربی

. است شهر تهران شبیه سازی شده

نقطه اي تصادفی، تهران، گسل نیاوران چشمه ، روششبیه سازي جنبش نیرومند زمین، شتابنگاشت مصنوعیکلمات کلیدي:

مقدمه .1

مقاله اولین تالش برای شبیه سازی زلزله به نسبتا طوالنی ست. ای زلزله دارای سابقهمهندسی علم نو پای ه سازی جنبش نیرومند زمین در مقایسه باشبی

و تفت 1942، المپیا 1940، ال سنترو 1934توان چهار زلزله آمریکا )ال سنترو ها با استفاده از طیف گردد. آن برمی 1964در سال [1]هوزنر و جنینگز

سازی ( شتابنگاشت این زلزله ها را با استفاده از یک فرایند تصادفی شبیه سازی کردند. از آن زمان تاکنون روش های بسیار متنوعی برای شبیه 1952

. این روش ها را عموما در دودسته تعینی نقاط قوت و ضعف خاص خود را دارند که هر کدام جنبش نیرومند زمین بسط و توسعه یافته اند

(Deterministic) و تصادفی(Stochastic) .تقسیم بندی میکنند

از بزرگی در این روش . است[ 2برای تولید شتابنگاشت مصنوعی بر اساس تئوری گسیخت برشی نقطه ای ] ی تعینییکی از اولین روش ها

فضای همگن( استفاده می شود. از -تولید امواج برشی لرزه ای در سایت )در یک نیم یک تابع مفروض برای لغزش گسل به منظور گشتاوری و

گسل( را به طور ساده ای مدلسازی کرده و نامنظمی های تصادفی یعنی چشمه زلزله ) ،های این روش این است که تابع لغزش در نظر گرفته شده کاستی

. از کند مدلسازی نمیفضای همگن، بازتاب، انکسار و پراکنش موجود در یک فضای ناهمگن را در -گیرد. همچنین نیم را در نظر نمی موجود در چشمه

مهمترین آن ها کهتوان به جا می تر رکوردهای زلزله به وجود آمده اند که در این تاکنون روش های تعینی پیچیده تری برای شبیه سازی واقعیآن پس

شود که . در این روش از رکورد یک زلزله کوچک به عنوان تابع تجربی گرین استفاده شده و فرض میاست اشاره کرد[ 5-3تابع تجربی گرین ]روش

، این رکورد در بردارنده خواص چشمه، مسیر و سایت است. با تقسیم مساحت گسل به قطعات متعدد و اختصاص یک رکورد کوچک به هر قطعه

کوردهای کوچک را با توجه به تاخیر زمانی که هر کدام دارند در سایت مربوطه با هم جمع نمود تا رکورد بزرگ مورد نظر به دست آید. توان این ر می

بزرگترین کاستی این روش عدم وجود رکوردهای مناسب جهت استفاده به عنوان تابع تجربی گرین است.

با پیشرفت شان بسیار نیرومند هستند. ها با توجه به ماهیت تصادفی زلزله علیرغم سادگی این روش های تصادفی هستند. دومین دسته روش

روش تصادفی به طور معمول شامل ها افزوده شده است. های تبدیل سریع فوریه بر محبوبیت این روش های اخیر و نیز الگوریتم ها در دهه سرعت رایانه

مهندسي عمران، بابلدانشکده ي مهندسي عمران، لّمکنگره هشتمین

1393ماه ارديبهشت 18و 17

های مختلفی مدل[. 7و6محتوای فرکانسی نگاشت مورد نظر بوده( و مجموعه ای از فازهای تصادفی است ] یک طیف فوریه هدف )که تعریف کننده

اشاره کرد. [9و8تاجیمی ]-توان به مدل شناخته شده کانای ها می برای طیف فوریه هدف وجود دارند که از آن

های باال با روش در فرکانس اکه نگاشت حرکت ر (Hybrid)های ترکیبی شیم به روشجا مناسب است که اشاره ای داشته با در این

[10کنند. ] تعینی شبیه سازی میهای پایین با روش تصادفی و در فرکانس

توضیح داده های پایه برای تولید شتابنگاشت مصنوعی ست، به زبان ساده در این مقاله سعی داریم روش تصادفی نقطه ای را که از روش

این روش اساسی و با ارائه مثال مرور کنیم. (که آشنایی چندانی با لرزه شناسی مهندسی ندارند باشد تفاده مهندسان و دانشجویانیآنگونه که مورد اس)

[11]گیرد. برای تولید شتابنگاشت به روش تصادفی گسل محدود که در مقاله همراه مورد بررسی قرار میاست

ماهیت روش .2گوایر در بسط داده شده. هنکس و مک [14و13گوایر ] هنکس و مک های و مدلسازی شاهداتو بر اساس م[ 12توسط بور ]روش تصادفی نقطه ای

های باال اساسا تصادفی لرزه را با این ایده مهندسی که حرکت در فرکانس طیف زمین (Seismological models) شناسی های لرزه مدل کارهایشان

با داشتن طیف فوریه و فرض توزیع انرژی مورد نظر در طول یک مدت زمان ماهیت روش به تصویر کشیده شده است. 1 در شکلاست، ترکیب کردند.

تولید شده اند. پارامترهای بیشینه مختلف )مانند 7و 5های با بزرگای هایی برای زلزله مشخص )بسته به بزرگی زلزله( با فازهای تصادفی، شتابنگاشت

. پس مساله اصلی در این روش داشتن طیف فوریه برای زلزله مورد های حاصله قابل استخراج هستند های پاسخ( از شتابنگاشتشتاب، سرعت و طیف

نظر است.

:[15شود ] طیف فوریه هدف برای یک زلزله در حوزه دور به صورت ترکیبی از اثرات چشمه، مسیر و سایت فرض می

)1()(),(),(),,( 00 fGfRPfMEfRMY

نشان دهنده فاصله چشمه تا سایت R، نشان دهنده فرکانس fباشد. همچنین فاکتور سایت می (G)فاکتور مسیر و (P)فاکتور چشمه (E) که در رابطه باال

[:16باشد ] می M با رابطه واحدی مرتبط با بزرگی گشتاوری M0باشد. الزم به یاد آوریست که گشتاور لرزه ای می M0و

0

2log 10.7 (2)

3M M

.پردازیم می موثر در طیف هدف ارامترهایحال به بررسی هر یک از پ

E(M0, f )چشمه پارامتر .3 :بیان شودتواند به صورت زیر تابع چشمه می

)3(),(),( 000 fMSCMfME

ضریب ثابت و برابر با: Cدر این رابطه 3

0/ 4 (4)C R VF R

انرژي منتشره که در غالب طیف فوریه شتاب در سمت چپ نشان داده شده، با فرض توزیع تصادفی اساس روش تصادفی نقطه اي: – 1شکل

.[15] دهند هاي سمت راست را به دست می در یک مدت زمان مشخص، شتابنگاشت

مهندسي عمران، بابلدانشکده ي مهندسي عمران، لّمکنگره هشتمین

1393ماه ارديبهشت 18و 17

βو ρ(، 2اثر سطح آزاد )معموال برابر با F، (1/√2اثر تقسیم موج برشی به دو مولفه افقی )برابر با V، (Radiation pattern)الگوی تشعشع Rθϕکه

شود. کیلومتر در نظر گرفته می 1فاصله مرجع است که معموال R0به ترتیب برابر با چگالی زمین و سرعت موج برشی در محل چشمه و

[ است. این مدل به 17]ها مدل برون ترین آن ارائه شده است اما شناخته شده ترین و پذیرفته شده های مختلفی مدل S(M0,f)برای

ای مورد استفاده قرار گرفته و تطابق خوبی با مشاهدات رکوردهای زلزله در مناطق تکتونیکی مختلف و برای دامنه وسیعی از بزرگی ها طور گسترده

[. این تابع برای طیف جابجایی به شکل زیر است:18] داشته است

)5(

)(1

1),(

20

Cf

ffMS

:)برای جابجایی( ( برابر خواهد بود با3)معادله در نتیجه طیف چشمه

00

2( , ) (6)

1 ( )C

CME M f

f

f

و طیف فوریه متناظر برای شتاب برابر خواهد بود با:

)7(

)(1

)2(),()2(

2

2

0

0

2

f

f

fCMfMEf

C

C

(2πf)متناظر با یکدیگر بوده و با ضریب 7و 6که معادالت در اینجا شاید الزم به ذکر باشد 1اند یعنی اگر معادله به هم ارتباط داده شده 2

به عنوان 7و اگر برای شتاب نوشته شود )که اکثرا مد نظر است(، از سمت راست معادله 6برای طیف جابجایی نوشته شود از سمت راست معادله

E(M0, f) 2به عنوان مدل 7و 6مدل چشمه تعریف شده به وسیله معادالت شود. استفاده میω مدل با دو شود که این مشاهده می شود. یز شناخته مین

طیف جابجایی :این مدل به صورت شماتیک نشان داده شده است 2در شکل . (fc )و فرکانس گوشه (M0) یا : گشتاور لرزهشود یم کنترلپارامتر

2های پایین و طیف شتاب بوسیله در فرکانس M0بوسیله M0fc باید ذکر کنیم که شود. در اینجا های باال کنترل می در فرکانسM0 و fc بوسیله پارامتر

σΔ شوند، رابطه این سه پارامتر بدین ترتیب است: مقیاس می)افت تنش( با هم

)8()(49.0 31

0MfC

برای هر منطقه باید به طور جداگانه تخمین زده شود. . این پارامترهای باالست کنترل کننده انرژی در فرکانس وبوده ی مهم افت تنش پارامتر

P(R, f )پارامتر مسیر .4حاصل ضرب توزیع هندسی توان در غالب شوند. این کاهیدگی را می امواج زلزله با عبور از الیه های خاک در مسیر )از چشمه تا سایت( کاهیده می

(Geometrical spreading) و توابعQ نشان داد:

)9())(/exp()(),( fQfRRZfRP

برای 3[ از تابعی مانند شکل 19آتکینسون و بور ]شود. به طور مثال توزیع هندسی ست و معموال به صورت تابعی قطعه ای تعریف می Z(R)که

استفاده کردند.مدلسازی زلزله های شرق آمریکای شمالی

طیف هاي جابجایی و شتاب مدل برون – 2 شکل

~M0fc2

~M0

مهندسي عمران، بابلدانشکده ي مهندسي عمران، لّمکنگره هشتمین

1393ماه ارديبهشت 18و 17

های برای مناطق مختلف تفاوت . این توابع(Intrinsic and scattering attenuations) ست های ذاتی و پراکنشی نشان دهنده میرایی Qتوابع

نشان داده شده است. 3ای از این توابع در شکل د. مجموعهنده زیادی را نشان می

G( f )پارامتر سایت .5 شود: بندی میاین تاثیر به صورت زیر پارامتر شوند. امواج زلزله تحت تاثیر الیه های باالیی خاک محل سایت تقویت و تضعیف می

)10()()()( fDfAfG

بزرگنمایی به جهت عبور امواج زلزله از الیه های باشد. می (Diminution)تضعیف D( f )و (Amplification)تقویت یا بزرگنمایی A( f )که

آید. هر چقدر که سرعت امواج کمتر به وجود میالیه های سطحی با سرعت موج برشی ها بیشتر است به عمیق خاک که سرعت موج برشی در آن

و در کمتربرشی در الیه های سطحی کمتر باشد شاهد بزرگنمایی بیشتری خواهیم بود. قابل ذکر است که سرعت امواج برشی در الیه های نرم خاک

کنند. هایی با خاک نرم امواج زلزله را بیشتر تقویت می است؛ در نتیجه سایت بیشترالیه های سخت خاک

کنند. برای این تضعیف استفاده از دو مدل دیگر الیه های باالیی خاک، امواج با فرکانس باال را به شدت فیلتر کرده و تضعیف می فاز طر

fmax [20:]زیر رایج است؛ مدل

)11(])/(1[)( 21

8

max

fffD

براي نقاط مختلف. خط پررنگ نشان دهنده Qمجموعه اي از توابع راست: .توزیع هندسی استفاده شده براي شرق آمریکاي شمالی چپ:– 3شکل

[.15میانگین چشمی این توابع است]

. [22]براي انواع مختلف خاک κ0ترکیب بزرگنمایی طیفی و تابع – 4 شکل

مهندسي عمران، بابلدانشکده ي مهندسي عمران، لّمکنگره هشتمین

1393ماه ارديبهشت 18و 17

:0κ [21]و مدل

)12()exp()( 0 ffD

[. 22نشان داده شده است] خاک برای شرایط مختلف G( f )، 4در شکل

تولید سری زمانی .6مراحل تولید سری زمانی رسد. شتابنگاشت( می ه تولید سری زمانی )پس از تهیه طیف فوریه هدف با استفاده از پارامترهای چشمه، مسیر و سایت، نوبت ب

و در تابع پوش مورد تولید شدهبزرگی زلزله و فاصله از چشمه( با مدت زمان مشخص )متناسب بابه ترتیب زیر است: در ابتدا یک نویز تصادفی گاوسی

شود. پس از آن طیف نرمالیزه شده محاسبه شده و نرمالیزه میسپس طیف فوریه برای این نگاشت شود. [( ضرب می12نظر )معموال ساراگونی و هارت ]

نشان داده شده است. 5شود. این مراحل در شکل شود. در مرحله آخر این طیف به حوزه زمانی بازگردانده می در طیف هدف ضرب می

شتابنگاشت مصنوعی برای تهران پارامترهای .7 پردازیم. ر زلزله احتمالی در تهران میحال به بررسی هر یک پارامترهای تاثیر گذار ب

الف( چشمه:

شد مطالعات اخیر نشان داده که این گسل، گسلی فعال بوده و بر خالف آنچه قبال تصور می گسل هدف در این مطالعه گسل نیاوران است.

های دیگر محدوده تهران مطالعات مناسبی درمورد گسل [ در نتیجه پتانسیل تولید زلزله های بزرگ را داراست.23کیلومتر دارد ] 45طولی در حدود

،[ اقتباس شده است. بر اساس ریزلرزه های ثبت شده در منطقه23از مطالعات عباسی و فربد ] موقعیت گسل و زاویه شیب آن .[27-24انجام شده است]

کیلومتر است. با داشتن ابعاد گسل و استفاده از روابط 20حدود در گسل بنابراین پهنای [28]شود می کیلومتر تخمین زده 18تا 3عمق لرزه خیزی از

آید به دست می 7[ بزرگی زلزله حاصل از این گسل )در صورت گسیختگی تمام صفحه گسلی( برابر با 29تجربی شناخته شده ولز و کاپراسمیت ]

(Mw=7.0).

این مطالعه از جنبش نیرومند زمین به روش تصادفی مقدار افت تنش است، درهمانطور که اشاره شد یکی از پارامترهای مهم در شبیه سازی

شود. استفاده می (Δσ=130 bar)[ یعنی 31[ و ]30های منطقه البرز ] میانگین مقادیر پیشنهادی افت تنش برای زلزله

[.15] مراحل تولید سري زمانی – 5شکل

مهندسي عمران، بابلدانشکده ي مهندسي عمران، لّمکنگره هشتمین

1393ماه ارديبهشت 18و 17

ب( مسیر:

[:30است که به اشکال زیر در نظر گرفته شده اند ] Q( f )و Z(R)مسیر دارای دو پارامتر

𝑍(𝑅) =

{

1

𝑅 𝑅 ≤ 70 𝑘𝑚

𝑅0.2 70 < 𝑅 < 150

(1

𝑅)0.1 𝑅 > 150 𝑘𝑚

(13)

𝑄(𝑓) = 87𝑓1.47 (14)

سایت: پ(

[ 22به اطالعات قابل اعتماد شامل پروفیل خاک، و نیز به منظور سادگی، از منحنی های پیشنهادی بور و جوینر ]با توجه به عدم دسترسی

استفاده شده است. A(D)به عنوان متر باالیی 30در متر بر ثانیه 620برای خاک با سرعت موج برشی

در نظر گرفته شده. 0.05[ برابر با 31[ و ]30بر اساس ] (κ0)پارامتر تضعیف ر دامق

ت( مدت زمان: عالوه بر طیف هدف، مدت زمان جنبش نیرومند زمین نیز یکی دیگر از پارامترهای ورودی برای تولید شتابنگاشت است.

تعاریف صورت گرفته برای مدت زمان به راحتی قابل [ 32متاسفانه در این زمینه برای ایران مطالعات کافی انجام نشده و در معدود موارد انجام شده ]

ای به شکل زیر استفاده شده است ساده ی رد در شبیه سازی جنبش نیرومند زمین نیست. به همین جهت از رابطهکارب𝑡 = 𝑇0 + 0.1𝑅 (15)

و معکوس فرکانس گوشه است. (rise time)زمان فرآیش 𝑇0که

تولید شتابنگاشت مصنوعی در تهران .8 1000حدود استفاده شده است. شتابنگاشت ها برای [33] (SMSIM)به منظور تولید شتابنگاشت مصنوعی از کدهای فرترن نوشته شده بوسیله بور

نشان داده شده اند. 6 تولید شده اند. این نقاط و همچنین تصویر صفحه گسلی در شکل تهراننقطه مفروض در سطح شهر

شود، نتایج اینگونه مدلسازی ممکن صفحه گسل در نظر گرفته نمی ،؛ به دلیل اینکه در مدلسازی نقطه ایاست اشاره کنیمدر اینجا الزم

[ پیشنهاد استفاده از 34بور ] ،است تفاوتهای زیادی با نتایج مدلسازی به روش گسل محدود )خصوصا در حوزه نزیک( داشته باشد. برای حل این مشکل

Reff )محاسبه را داد. برایجای استفاده از فاصله کانونی یا فاصله از گسل به )فاصله موثرReff آگاهی از شود؛ به منظور از هندسه گسل استفاده می

مراجعه کرد. مرجع ذکر شدهتوان به میاین پارامتر چگونگی محاسبه

هیفور فیط نیانگیم نیها نشان داده شده است. همچن مربوط به آن هیفور فیبه همراه ط S2و S1شده در نقاط دیشتابنگاشت تول 7در شکل

یبار مدلساز کی یبرا هیفور فیط شود، یآورده شده است. همانطور که مشاهده م سهیمقا یبرا میضخ یخاکستر یبا منحن یساز هیبار شب 200 یبرا

نکته قابل ذکر در گری. دشود یم تر کیهدف نزد هیفور فیبه ط نیانگیم هیفور فیط ها یکردن مدلساز شتریکه با ب یاست در حال یادیز راتییتغ یدارا

نقاطی هستند S2و S1تصویر صفحه گسل نیاوران و نقاطی که شتابنگاشت ها در آن نقاط تولید شده اند، نقاط مرز تهران به همراه – 6شکل

نشان داده شده است. 7ها در شکل که شکل سري زمانی آن

مهندسي عمران، بابلدانشکده ي مهندسي عمران، لّمکنگره هشتمین

1393ماه ارديبهشت 18و 17

3نقاط مفروض در شمال و جنوب تهران است )حدود نی( بPGA نجای)در ا ممیماکز یشده اختالف قابل توجه پارامترها دیتول یها مورد شتابنگاشت

شتاب به دست یزمان یو با استفاده از سر یپاسخ( به راحت یها فیو ط ممیماکز یی)سرعت و جابجاگرید ممیماکز یاست پارامترها یهیبرابر(. بد

.ندیآ یم

ترسیم شده است. این شکل قابل 8لرزی در شکل های تولید شده، نقشه خطوط هم همچنین با استفاده از بیشینه شتاب افقی برای شتابنگاشت

که به جز در نواحی خیلی [ )یعنی مدلسازی با پارامترهای یکسان اما روش گسل محدود( است. جالب توجه آن11از مقاله همراه ] 7مقایسه با شکل

نتایج مدلسازی با روش نقطه ای بسیار مشابه با نتایج روش گسل محدود است؛ تفاوت موجود وجود تغییرات ،، در بقیه نواحییک به سطح گسیختگینزد

شبیه سازي است. 200ها )راست( منحنی خاکستري میانگین طیف حاصل از هاي فوریه آن هاي تولید شده )چپ( به همراه طیف شتابنگاشت – 7شکل

لرز براي بیشینه شتاب افقی نقشه هم – 8شکل

مهندسي عمران، بابلدانشکده ي مهندسي عمران، لّمکنگره هشتمین

1393ماه ارديبهشت 18و 17

از توان توان نتیجه گرفت که می کند. می های نرمتری ایجاد می ای منحنی که روش نقطه یبیشتر در نتایج مدلسازی به روش گسل محدود است در حال

به عنوان Reffالبته این به شرط استفاده از که پارامترهای بیشینه حتی در حوزه نزدیک نیز استفاده نمودای به عنوان میانگینی برای نتایج مدلسازی نقطه

کند. تر می این مطلب تخمین پارامترهای زلزله مانند افت تنش را برای یک زلزله موجود ساده است.فاصله از چشمه

گیرینتیجه .9

سازی جنبش نیرومند زمین است. در این روش همانطور که نشان دادیم یک روش موثر اما در عین حال ساده برای شبیه ،تصادفی نقطه ایچشمه روش

مه، مسیر ضرب عوامل چش توان به صورت حاصل طیف فوریه، عنصر اساسی برای شبیه سازی جنبش نیرومند زمین است. طیف فوریه حرکت زمین را می

ظر گرفتن گسل و ساختگاه بیان کرد. در این مقاله به طور مختصر هر یک از این عوامل را بررسی کردیم. سپس با استفاده از پارامترهای موجود و با در ن

روابط نتایج این مدلسازی و ای بین [ مقایسه11همراه ] در مقالهتهران تولید شد. نقاطی در سطح شهر درهایی شتابنگاشتنیاوران به عنوان گسل هدف

انجام شده است.ایران رایکاهندگی ارائه شده ب

مراجع .10

1. Housner, G. W., and P. C. Jennings (1964). “Generation of artificial earthquakes” J. Eng. Mech. Div.

ASCE 90, pp 113-150.

2. Aki, K. (1968) “Seismic displacements near a fault” J. Geophys. Res. 73(6), pp 5359-5376.

3. Irikura, K. (1983). “Semi-empirical estimation of strong ground motions during large earthquakes” Bull

Disast. Prey. Res. Inst., Kyoto Univ. 33, pp 63-104.

4. Joyner, W. B., and D. M. Boore (1986). On simulating large earthquakes by Green's-function addition

of smaller earthquakes, in Earthquake Source Mechanics, S. Das, J. Boatwright, and C. H. Scholz

(Editors), American Geophysical monograph 37, M. Ewing Vol. 6, pp 269-274.

5. Irikura, K., and K. Kamae (1994) “Estimation of strong ground motion in broad-frequency band based

on a seismic source scaling model and an empirical Green's function technique” Annali Di Geofisica 37,

1721-1743.

"تبریز ارگ تاریخی بنای محل در شده گیری اندازه میکروتریمورهای از استفاده با مصنوعی شتابنگاشت تولید"(، 1389) .م و فالحی، ع، سمائی. 6

عمران، مشهد، ایران. مهندسی ملی کنگره پنجمین

7. Vanmarcke, E. H. (1977) “Seismic Risk and Engineering Decision” Chapter 8 (editor: Lomnitz, C. and

Rosenblueth, E.) Elsevier Publishing Co.

8. Kanai, K. (1957) “Semi-empirical formula for the seismic characteristics of the ground motion” ,

Bulletine of Earthquake Research Institute Univ. of Tokyo, Vol 35.

9. Tajimi H (1960) “A statiscal method of determining the maxium response of a building structure during

an earthquake” Proc of 2nd WCEE, Vol. II, Science Council of japan, Tokyo.

10. Irikura K. and Miyake H. “Lecture Note on Strong Motion Seismology” 8th Workshop on Three-

Dimensional Modelling of Seismic Waves Generation, Propagation and their Inversion(25Sep.-7Oct.

2006)in Trieste Italy Mo

اوران،یگسل ن ،ی: مطالعه موردیبه روش گسل محدود تصادف نیزم رومندیجنبش ن ینیب شیپ" (، 1393) م. ، میاجیما، م.، و یزدانی،آ.، سمائی. 11

.23-13سال دوم، شماره سوم، ص ا،یپو نیزم یفصلنامه پژوهش "تهران

12. Boore, D. M. (1983) “Stochastic Simulation of High-frequency Ground Motions Based on

Seismological Models of the Radiated Spectra” Bull. Seismol. Soc. Am. 73, pp 1865–1894.

13. McGuire, R. K. and Hanks, T. C. (1980) “RMS Accelerations and Spectral Amplitudes of Strong

Ground Motion during the San Fernando, California, Earthquake” Bull. Seismol. Soc. Am. 70, pp 1907–

1919.

14. Hanks, T. C. and McGuire, R. K. (1981), The Character of High-frequency Strong Ground Motion,

Bull.Seismol. Soc. Am. 71, pp 2071–2095.

مهندسي عمران، بابلدانشکده ي مهندسي عمران، لّمکنگره هشتمین

1393ماه ارديبهشت 18و 17

15. Boore, D. M. (2003). “Simulation of Ground Motion Using the Stochastic Method” Pure and Applied

Georhysics. 160, pp 635-676.

16. Hanks, T. C. and Kanamori, H. (1979) “A Moment Magnitude Scale” J. Geophys. Res. 84, 2348–2350.

17. Brune, J., N. (1970), “Tectonic Stress and the Spectra of Seismic Shear Waves from Earthquakes”

Journal of Geophysical Research. 75, pp 4997-5009.

18. Chen, S. and Atkinson, G. M. (2002) “Global comparison of earthquake source spectra” Bulletin of

the Seismological Society of America, Vol. 92, pp 885–895.

19. Atkinson, G. M. and Boore, D. M. (1995) “Ground motion relations for Eastern North America”

Bulletin of the Seismological Society of America, 85, pp 17-30.

20. Hanks, T. C. (1982) “fmax” Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 72, pp 1867-1879.

21. Anderson, J. G., and S. E. Hough (1984) “A model for the shape of the fourier amplitude spectrum of

acceleration at high frequencies” Bulletin of the Seismological Society of America, 74, pp. 1969-1993.

22. Boore, D. M. and Joyner, W. B. (1997) “Site Amplification for Generic Rock Sites” Bulletin of

the Seismological Society of America, 87, pp 327 – 341.

23. Abbassi, M., R. and Farbod, Y. (2009) “Faulting and folding in quaternery deposits of Tehran’s

piedmont (Iran)” Journal of Asian earth sciences. 34, pp 522-531.

24. Japan International Cooperation Agency (JICA) (2000) “The study on seismic microzoning of the

greater Tehran area in the Islamic Republic of Iran,” Final report to the Government of the Islamic

Republic of Iran, Tokyo, Japan, p. 379.

25. Zafarani, H., Noorzad, A. S., Ansari, A. and Bargi K. (2009) “Stochastic modeling of Iranian

earthquakes and estimation of ground motion for future earthquakes in greater Tehran” Soil Dynamics

and Earthquake Engineering, 29, pp 722–741.

26. Zafarani H, Vahidifard H, Ansari A. (2012) “Prediction of broadband ground-motion time histories: the

case of Tehran, Iran” Earthquake Spectra, 29 (2) pp 633-660.

27. Yazdani A. and Abdi, MS. (2011) “Stochastic modeling of earthquake scenarios in Greater Tehran”

Journal of Earthquake Engineering, 15, pp 331–337.

28. Samaei, M., (2013) “Strong Ground Motion Prediction for Tehran Region, Iran” Doctoral Thesis,

Kanazawa University, Japan.

29. Wells, D. L. and Coppersmith, K. J. (1994) “New empirical relationships among magnitude, rupture

length, rupture width, rupture area and surface displacement” Bulletin of the Seismological Society of

America. 84: pp 974–1002.

30. Motazedian, D. (2006) “Region-specific key seismic parameters for earthquakes in Northern Iran,

Bulletin of the Seismological Society of America” 96, pp 1383–1395.

31. Zafarani, H., Hassani, B. and Ansari A. (2012) “Estimation of earthquake parameters in the Alborz

seismic zone, Iran using generalized inversion method” Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 42,

pp 197–218.

32. Yaghmaei-Sabegh S, Shoghian Z, Sheikh MN (2014) “A new model for the prediction of earthquake

ground motion duration in Iran” Nat Hazards. 70(1), pp 69-92.

33. Boore, D. M. (2005), SMSIM – Fortran Programs for Simulating Ground Motions from Earthquakes:

Version 2.3—A revision of OFR 96-80-A, A midified version of OFR 00-509, 59 pp.

(http://daveboore.com/software_online.html)

34. Boore, D. M. (2009) “Comparing Stochastic Point-Source and Finite-Source Ground-Motion

Simulations: SMSIM and EXSIM” Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 99(6), pp

3202–3216.