بهروز توکلی، شهاب توکلی، خالدطالب حسامی آذر
بررسی اثر توپوگرافی بر سرشتی جنبش نیرومند زمین موضوعی بسیار مهم در زلزله شناسی و مهندسی زلزله است. این دیدگاه به طور چشمگیری پذیرفته شده است که ساخت سازهها بر روی سنگ سخت نسبت به خسارت ناشی از جنبشهای نیرومند زمین کمتر حساس بوده است تا آنهایی که بر روی مواد غیر تحکیم یافته و سست بنا می شوند. به همین دلیل، ساختگاههای سنگ سخت انتخاب خوبی برای ساخت تأسیسات، نیروگاهها، برجها و سیستم های ارتباطی می باشند. از دیدگاه ریخت زمینشناختی، رخنمون سنگهای سخت بیشتر در ارتفاعات است. این بدان معناست که برای انتخاب یک ساختگاه سنگ سخت همواره باید در ارتفاعات آن را جستجو نمود.
یک زمین‌لرزهء نیرومند در مهندسی زلزله دارای محدوده فرکانسی ۱/۰ تا ۲۰ هرتز می باشد و از طرفی چون سرعت موجهای لرزه ای در سطح زمین بین محدوده ۱/۰ تا ۳ کیلومتر بر ثانیه قرار می گیرد، می توان مشاهده نمود که طول موجهای مورد کاربرد در مهندسی از دهها متر تا دهها کیلومتر در نوسان است. بنابراین تطبیق این طول موجها با ناهمواریها (Topography) تأثیر قابل ملاحظهای در پاسخ زمینلرزه خواهد گذاشت؛ (تریفوناک، ۱۹۸۰). یک ساختگاه سنگ سخت در کوه نسبت به یک ساختگاه آبرفتی در دره نمی تواند ضریب خطرپذیری زمینلرزه را بهبود بخشد، بلکه ممکن است آن را افزایش دهد. پس برای یک تحلیل خاص از خطرپذیری باید وسعت منطقه، شکل توپوگرافی و طول موجهای زمینلرزه به طور کامل مشخص باشند.
پس از زمین‌لرزه‌های مخرب اغلب گزارش شده است که در مناطق مسکونی، سازه‌های واقع بر روی قله‌های کوه در معرض خسارت بیشتری قرار گرفت اند تا آنهایی که در پایه کوه بودند. داده‌های دستگاهی نیز این نظریه‌ها را تأیید کرده است. به همین دلیل، در چند دههء اخیر اثرهای ساختگاه به دو طبقه تقسیم شده است: اثرهای پوشش رسوبات محلی و اثرهای توپوگرافی که هر دو اثر به تنهایی و با هم بر روی جنبش سطح زمین مورد بررسی قرار می گیرد.
تجربه‌های گذشته نشان داده اند که نامنظمی های توپوگرافی (قله‌های کوهها) تقویت و تغییرات زیادی را در جنبش نیرومند زمین نسبت به پایه آنها در طول زمینلرزه ایجاد کرده اند. این تقویت حتی از تقویتهای عادی که توسط لایه‌های غیر تحکیم یافته سطحی ایجاد می شوند نیز بزرگتر بوده اند. به نظر می رسد که این اثرها توسط پدیده‌های کانونی شدن (Focusing) و پراکنش انرژی (Scattering) موجهای لرزه ای ایجاد می شوند. چنین اختلافهای بزرگ در جنبش یک ناحیه نسبت به دیگری می تواند در پاسخ تأسیسات مهم مانند سدها، پلها و ساختمانها تغییراتی ر ایجاد کند.
مسأله پراکنش موجهای لرزهای توسط نامنظمی توپوگرافی در گذشته توسط نامنظمی توپوگرافی در گذشته توسط بسیاری از مؤلفین با استفاده از روشهای مختلف شامل مطالعات صحرایی دیویس و وست (۱۹۷۳)، گریفیت و بولینگر (۱۹۷۹)، مطالعات مدلی راجرز، کاتز و بنت (۱۹۹۴)، ایلان، بوند و اسپیواک (۱۹۷۹) و بررسیهای نظری متمرکز بر حلهای عددی گیلبرت و نپوف (۱۹۶۰) و هادسون (۱۹۶۷)، مورد بررسی قرار گرفته است.
اثرهای توپوگرافی بر ویژگیهای محلی نیز به صورت یک مسألهء دو بعدی مورد بررسی قرار گرفتهاند و و روشهای عددی و تحلیلی بر اساس فرضیهء مذکور بنا شده اند. اولین و ساده ترین مسأله که به طور گسترده تحلیل شده است، پراکنش ارتجاعی دو بعدی موجهای SH است. روشهای تحلیل عبارتند از:
- تقویت صوتی (سینگ و سابینا، ۱۹۷۸)؛
- تفاوت محدود (بور و همکاران، ۱۹۸۴)؛
- اجزای محدود (اسمیت، ۱۹۷۵)؛
- معادلات انتگرال (سیلز، ۱۹۷۸)؛
- اجزای مرزی (سانچز، سزما و همکاران، ۱۹۸۲)؛
- تحلیل صریح بویژه در مورد درههای نیم بیضی و نیم دایرهای یا نیم فضای همسانگرد و همگن (تریفوناک، ۱۹۷۳؛ وانگ و تریفوناک، ۱۹۶۴).
همهء این روشها پاسخ یک تودهء سخت دو بعدی در سطح یک نیم فضای همگن را در برابر تابش موجهای صفحه ای در نظر می گیرند. پیشرفت روشهای تحلیلی در مورد مسائل انتشار موج درون صفحهای، مورد کاملاً تازه ای است. بوچن (۱۹۷۳) اولین پژوهشگری بود که اثرهای موجهای درون صفحهای را بر برآمدگیها و دره‌ها با نیم فضای ارتجاعی همگن و همسانگرد تحلیل کرد. روش تحلیل او بر اساس تعدادی شکل نامنظمی بود. مطالعات وی نشان داده است که توپوگرافی به طور محلی مسؤول تقویت شدید و یا تضعیف جنبشهای سطحی می باشد، زمانی که طول موج حاصل، مرتبه ای از ابعادی بی هنجاری است. بعد از پیشرفت اجزای محدود، مشخص گردید که این روش امکان توصیف جزئیات توپوگرافی محل، لایه بندی و اندازه گیری دقیق خواص غیرخطی و پراکندگی مواد محیط پیوسته را دارد. تا چند سال اخیر سخت ترین محدودیت این روش به دلیل ابعاد محدود مدل محاسبه ای بوده است؛ زیرا بازتابهای مصنوعی، از مرزهای شبکه منفصل ناشی می شود. از این رو، فاصلهء زمانی مورد اعتبار کاهش می یابد. گسترش مؤثر مرزهای عبوری اکنوان این محدودیت را خنثی کرده است. به همین دلیل، در حال حاضر تحلیل تاریخچه ای انتشار موجهای درون صفحهای و برون صفحهای امکان پذیر شده است.
به طور کلی، توپوگرافی می تواند اثرهای مهمی بر روی سرشت یک سیگنال لرزه ای داشته باشد. شواهد تجربی نشان می دهند که موجهای لرزه ای در رأس کوهها، تقویت و در قعر دره‌ها تضعیف می شوند؛ (نسبت به همان موجهایی که در یک منطقه تخت تابیده می شوند). این پدیده در سال ۱۹۷۸ توسط سیلز و همکاران مورد بررسی قرار گرفت. مشاهدات صحرایی بعد از زمین‌لرزه‌های نیرومند، مناطقی را که در آنها تمرکز خسارات بالاست (قله کوه) مشخص کرده است؛ (هادسون، ۱۹۷۲؛ استوا، ۱۹۷۷). شدت جنبش نیرومند زمین در مناطق کوهستانی متغیر است؛ (گریفت؛ بولینگر و همکاران، ۱۹۷۹)، این پدیده ناشی از چند عامل از جمله: ضعف کیفیت ساختمان، زمین شناسی محل و اثر توپوگرافی است؛ (سانچز، سزما و اسکویرل، ۱۹۷۹).
نگرشی بر امدادرسانی و بازسازی مناطق زلزله زده
محسن غفوری آشتیانی
بر اثر وقوع سه زلزلهء نسبتاً شدید پیاپی در ماههای پایانی سال ۷۵ و آغاز سال ۷۶ در شمال بجنورد، اردبیل و قائن- بیرجند حدود ۲۶۰۰ نفر کشته، ۱۰۰۰۰ نفر مجروح، ۴۵۰ روستا و ۵۰۰۰۰ واحد مسکونی تخریب و جمعاً بیش از ۶۷۰ میلیارد ریال خسارات مستقیم اقتصادی به بار آمد که ۴۰% آن مربوط به زلزلهء قائن- بیرجند بود. با وجود دمای ْ۲۰- در اردبیل، ْ۱۵- در بجنورد، ْ۳۰+ در قائن- بیرجند، کوهستانی و برفگیر بودن مناطق اردبیل و بجنورد، راههای نامناسب و نقطه کور ارتباطی در منطقهء قائنات، وقوع زلزله‌های بجنورد و قائن، وقوع سیل در فاصله زمانی بین وقوع این دو زلزله در استان خراسان و تقریباً خالی بودن انبارهای هلال احمر استان قبل از زلزله قائنات، عملیات امدادرسانی، عملکرد وزارت کشور، هلال احمر و دیگر سازمانهای امدادرسان مطلوب بود.
بر اساس گزارش وزارت کشور و شواهد عینی، ۹۵% آسیب دیدگان در ۲۴ ساعت اولیه و تقریباً ۱۰۰% آنها در ۴۸ ساعت پس از وقوع زلزله‌ها اسکان یافتند. کلاً ۷۰۰۰۰ تخته چادر در ۴۸ ساعت اول برای ۵۰۰۰۰ خانوار توزیع شد. به عنوان مثال، در منطقهء قائن- بیرجند در ۲۸ ساعت اول ۸۵۰۰ تخته چادر برای خانه‌های ۱۰۰% تخریب شده تا ۴۸ ساعت، ۱۲۰۰۰ چادر برای همه آسیبدیدگان و با احتساب پس لرزه‌ها، در کل ۲۴۵۰۰ تخته چادر توزیع شد. جریان آب و برق نیز در اسرع وقت در مناطق آسیب دیده برقرار گردید. بر اساس مصاحبههای انجام شده با مردم، اکثراً از نحوهء امدادرسانی اظهار رضایت می کردند.
بر اساس ارزیابی نماینده و هماهنگ کنندهء سازمان ملل متحد در ایران، کمکهای نقدی و جنسی چند میلیون دلاری کشورهای خارجی اکثراً جنبه تبلیغاتی سیاسی داشت و بدون هماهنگی صورت گرفته بود و به علت عدم توجه به شرایط و نیازهای مناطق آسیبدیده، نمی توانست به صورت مؤثر مورد استفاده قرار گیرد. آنچه که در این امدادرسانی بسیار مشهود بود، عدم توجه به نیازهای روحی و روانی مردم بود و ضرورت دارد که پس از وقوع رخدادهایی اینچنین، همراه با کمکهای مادی به نیازهای معنوی، روحی و اجتماعی مردم نیز رسیدگی شود که این امر مهم از طریق حضور روانشناسان و جامعهشناسان داوطلب در مناطق زلزله زده امکان پذیر می گردد. از دلایل موفقیت در امدادرسانی سریع، روحیهء نوع دوستی و تعاون مسؤولان، سیستم مدیریت امداد و نجات انعطافپذیر، مشارکت نزدیک مردم مناطق زلزله زده و دست اندرکاران در کشور است؛ به طوری که کلیهء امکانات امدادرسانی تا ۷۲ ساعت پس از وقوع سوانح طبیعی در اختیار وزارت کشور (در سطح کشور) و در اختیار استاندار (در سطح استان) است؛ لذا مسؤولان امدادرسانی توانستند با بسیج امکانات، امدادرسانی مطلوب داشته باشند. متأسفانه علی رغم امدادرسانی خوب در روزهای اولیه، پس از یک یا دو هفته بعضی از نهادها از منطقه خارج و تا حدودی یک خلأ کمک رسانی مشاهده شد؛ بعضی از نهادها هم بیشتر از حد وظایفه در منطقه حضور داشتند؛ لذا ضرورت دارد با یک برنامه ریزی دقیق حالت پایداری از نظر حضور نهادهای امدادی وجود داشته باشد که برای جلوگیری از معظلات اجتماعی بسیار مفید خواهد بود. برای رفع این مشکلات، نیاز به علمی کردن و دقیق تر شدن سیستم امدادرسانی است. خوشبختانه در مؤسسه اقدامات خوبی در این زمینه انجام شده است که امید است با مشارکت ستاد حوادث غیرمترقبهء کشور به مرحلهء اجرا درآید.
بازسازی که از بعد نظارتی، مدیریتی و هدایت به عهدهء وزارت کشور و از نظر طراحی و اجرا تحت نظر بنیاد مسکن می باشد نیز از دو بعد اجتماعی و فنی قابل بررسی است. این مسأله که دولت به منظور جلوگیری از آسیبهای اجتماعی و اسکان سریع آسیب دیدگان قصد دارد در اسرع وقت و حتی قبل از فصل سرما در سال جاری با بسیج کلیهء امکانات دولتی و بسیج مردمی ۳۰۰۰۰ واحد مسکونی برای آسیبدیدگان بسازد، قابل تحسین است؛ به طوری که تاکنون بیش از ۱۵۰۰ واحد در اردبیل ساخته و تحویل داده شده است و در کلیهء روستاهای مناطق زلزله زده نیز بازسازی ادامه دارد. در این راستا، دولت با تخصیص وام بدون بهره به آسیب دیدگان و تهیهء مصالح یارانه ای سعی دارد که این امر مهم هرچه سریعتر تحقق یابد تا هموطنان آسیب دیده در فصل سرما دچار مشکل جدی نشوند. بازسازی سریع فواید و معایبی دارد. فایده آن سرعت عمل، صرفه جویی در هزینه‌ها، کاهش بعضی از آثار کوتاه مدت آسیبهای روانی و اجتماعی و از همه مهمتر مشارکت فعال مردم در بازسازی است. معایب آن می تواند عدم مطالعه دقیق مکانیابی، کاهش کیفیت، عدم کنترل و نظارت دقیق، عدم رعایت اصول فنی بازسازی و عموماً ساخت ساختمانهای آسیب پذیر و نامقاوم در برابر زلزله باشد. همچنین مشارکت مردم بدون نظارت علمی و فنی لازم، خلاف قانون نظام مهندسی کشور است و در نتیجه نمی توان انتظار داشت که به صورت اصولی ساختمان سازی مقاوم در برابر زلزله در مناطق روستایی انجام شود. علاوه بر این، تهیهء مصالح مناسب و نظارت دقیق (با توجه به بافت فنی بعضی از ادارات در شهرستانها) امکان پذیر نبوده و ساختمانهایی با کیفیت نازل ساخته خواهند شد؛ لذ این روش از نظر اجتماعی و فنی در دراز مدت اثر نامطلوب دارد.
برای تحلیل بیشتر این موضوع ابتدا، اصول صحیح بازسازی مرور، سپس، برنامه بازسازی بررسی و در پایان مواردی از بازسازی مورد ارزیابی قرار خواهد گرفت.
خشایار نیکزاد، امیرسپهر هاشم منیری
مکانیزم های مختلفی در فروریزش میانقابهای آجری محاط شده به وسیلهء قابهای بتنی وجود دارد که پارامترهای مهم مؤثر در آنها عبارتند از: نوع بارگذاری، سختی قاب بتنی و میانقاب آن، اتصال ملات بین آجرها و کیفیت آن و خواص مکانیکی آجرهای به کار رفته در میانقابها. نکته مهم دیگر در بررسی رفتار این نوع سازهها، طبیعت چند بعدی تحریکات زمینلرزه ای است. مهندس طراح باید با توجه به این مکانیزم های تخریب و طبیعت چندبعدی زمینلرزه، سیستم سازه ای بتنی مذکور را طوری طراحی نماید که تا حد امکان از مدهای تخریب ترد و ناگهانی پیشگیری شود. پارامترهای مهم طراحی میانقابها برای نیروهای درون و برون صفحه ای، تغییرمکان در صفحهء قاب و شتاب وارده در محور عمود بر صفحهء قاب می باشند. مطالعات اخیر نشان داده اند که تخریب درون صفحه ای میانقابها بر اثر تغییرمکان درون صفحه ای قاب بتنی، باعث کاهش استقامت زیادی در محور عمود بر صفحهء میانقاب می گردد. این اثربرایمیانقابهایی با ضریب لاغری بالا افزایش می یابد. علاوه بر آن، اگر درونقابها بخوبی طراحی و اجرا شده باشند، دارای استقامت زیادی در محور عمود بر صفحهء میانقاب می باشند؛ اما در زلزله ۲۰/۲/۷۶ اردکول بسیاری از درونقابها به بیرون یا داخل خانه‌های مسکونی فرو ریختند. از این مطالعات چنین می توان نتیجه گرفت که میانقابهای غیرمسلح راه حل مناسبی برای مناطق زلزله خیز نیست، مگر برای قابهای بتنی کم ارتفاع (یک یا دو طبقه) با اجزای تیر و ستونی بسیار سخت که به گونه ای صحیح با میانقاب درگیر باشند. در صورت شک در توانهای طراحی اجرایی، میانقابها باید همگی مسلح گردند و به طرز صحیحی به قابهای پیرامونی متصل شوند.
محمد تاتار، منوچهر بهاور
برای تعیین ویژگیهای چشمهء زمینلرزه و یا حرکتهای زمین از روی تفسایر سیگنال های ثبت شده به وسیله لرزه نگار، باید ابتدا اثر فرآیند ثبت را شناخته و حذف نمود. اولین و بهترین قدم در این راه، شناخت تابع پاسخ فرکانسی لرزه سنج است. یکی از انواع متداول لرزهسنجها که به طور گسترده ای در اندازه گیریهای صحرایی مورد استفاده قرار می گیرد، لرزه سنج الکترومغناطیسی SS-1 میباشد. در این پژوهش اثر مقاومت میراکننده بر پاسخ این لرزه سنجها بررسی گردیده است.
مصطفی علامه زاده، امیرمنصور فرهبد
در ادبیات تشخیص الگو (Pattern Recognition) یکی از روشهای استخراج ویژگی (Feature Extraction) ، استفاده از ماتریس های کواریانس بخصوص در زمینه پردازش سیگنالهای لرزه ای است استفاده از سیگنالهای موج P کوتاه دوره برای جداسازی زمینلرزه از انفجار یا روشهای آماری در مقالات متعددی پیگیری شده است؛ [۱]، [۲] و [۳].
در این پژوهش برای جداسازی، از ماتریس کواریانس سیگنال و نوفه موج۶) Pثانیه) و تبدیل هیلبرت آن استفاده شده است. رویدادهای انتخاب شده از منطقه شرق قزاقستان و از ایستگاههای که در فاصله حدود ۳۰ درجه (بر اساس مدار استوایی) بوده اند، انتخاب شده اند.این رویدادها از مجموعه بانکهای اطلاعاتی USGS (United States Geological Surrey) استخراج شده اند
مهدی زارع، مهدی حیدری، مجید شاه پسندزاده، علیرضا علینقی، محسن غفوری آشتیانی
استان کردستان در ناحیه زمین ساختی زمین شناختی سنندج سایرجان واقع است و در بخشهای جنوب و جنوب باختری به پهنه برخورد گسل اصلی زاگرس می رسد. راستای عمده ساختاری در این استان تحت تأثیر سیستم گسل زاگرس در بخشهای جنوب و جنوب باختر به صورت شمال باختر جنوب خاور می باشد، که در بخشهای مرکزی و شمالی به راستای فرعی شمال خاور جنوب باختر تبدیل می گردد. به طور کلی لرزه خیزی استان کردستان تحت تأثیر کارکرد پهنه گسل اصلی جوان زاگرس می باشد و انتظار می رود که در آینده مهمترین رویدادهای مهلرزه ای استان بر اثر فعالیت مجدد این پهنه گسلی روی دهد. در این مقاله، ضمن اشاره به ویژگیهای زمین ساخت جنبا و لرزه زمین ساختی در استان کردستان به معرفی رویدادهای مهلرزه ای تاریخی و سدهء بیستم و گسلهای بنیادی (به عنوان سرچشمه‌های خطی لرزه زا)، پرداخته شده است.
ارزیابی آسیب‌پذیری لرزه ای ساختمانها از دیدگاه شرکتهای بیمه
نویسندگان: S.W. Cochrane & W.H. Schaad
ترجمه و تلخیص: فریبرز ناطقی الهی، محمدرضا دانشمیر
در این مقاله روشی برای ارزیابی آسیب پذیری ساختمانها در برابر زلزله که برای شرکتهای بیمه بسیار حائز اهمیت است، ارائه گردیده است. این روش با در نظر گرفتن ویژگیهای از ساختمان که بر آسیب‌پذیری لرزه ای تأثیر بسزایی دارند و اینکه به چه میزان و چگونه میتوان این مؤلفه‌ها را به بهترین وجه با هم ترکیب کرد تا مقادیر واقعی آسیب‌پذیری را ارائه نمایند به محاسبه آسیب‌پذیری می پردازد. اطلاعات مرتبط و بانک داده‌های این روش در رابطه با عوامل مختلف آسیب‌پذیری از تحلیلهای خسارت و گزارشهای مختلف از زلزله تاریخی استنتاج گردیده است. روش بهینه پیشنهادی، تعیین آسیب‌پذیری را بر اساس نوع مصالح ساختمانی، اصلاح مقادیر بر حسب سن ساختمان، مقررات آیین نامه ای و جنس خاک منطقه مشخص می نماید که شرح کامل آن در ذیل ارائه می شود.
