قائمقامیان برای اولین بار در سال ۲۰۰۸ این نظریه را بیان کرد که پدیده آمیختگی (Coupling) امواج برشی منتشر شده در دو سوی حوزه رسوبی کوچک مقیاس بر مشخصات حرکات توانمند زمین تاثیر گذار است. به منظور مطالعه ابعاد مختلف و تاثیر گذار این پدیده و به دلیل در دسترس نبودن نگاشت های ثبت شده و یا نا معلوم بودن هندسی زیر سطحی ساختگاه های موجود، پیچیدگی محیط انتشار امواج، تعدد پارامترهای موثر بر پاسخ لرزه ای، لزوم مطالعه اثر جداگانه و همزمان مولفه افقی و قائم زلزله و همچنین اثر محتوای فرکانسی زمین لرزه های مختلف، استفاده از مدل سازی عددی اجتناب ناپذیر است. بدین منظور از نرم افزارFLAC که یک نرم افزار دو بعدی تفاضل محدود و دارای قابلیت مدل سازی مسائل مرتبط با ژئوتکنیک لرزه ای است جهت مدل سازی عددی استفاده شده است. نتایج حاصل از تحلیل های انجام شده توسط این نرم افزار، به کمک اطلاعات ثبت شده از زمین لرزه های رخ داده در حوزه رسوبی کوچک مقیاس در شهر فوجی ساوا کشور ژاپن صحت سنجی گردیده و پارامترهای آن مقیاس و تدقیق گردیده است. به منظور بررسی اثرات دو بعدی تغییرات جانبی رسوبات نظیر حوزه رسوبی کوچک مقیاس، مدل-های عددی دو بعدی بسیاری از حوزه رسوبی کوچک مقیاس تک شیب و ذوزنقه ای شکل با پارامترهای اصلی تاثیر گذار نظیر شیب، مشخصات ژئوتکنیکی رسوبات، ضخامت و طول حوزه ساخته شده و این مدل ها تحت اثر بارگذاری لرزه ای با استفاده از اعمال شتابنگاشت های واقعی زمین لرزه به صورت تک مولفه ای و دو مولفه ای هم زمان بررسی و تحلیل شده است. بعلاوه، به منظور مقایسه نتایج، برای نقاط واقع بر روی سطح حوزه در هر یک از مدل ها مدل های عددی یک بعدی آن نقاط نیز ساخته و مورد تحلیل قرار گرفته است. پس از محاسبه شتابنگاشت ها در سطح توسط مدل های دو و یک بعدی در نرم افزار، تحلیل پاسخ به شتابنگاشت حرکت ورودی برای مولفه های متناظر در هر نقطه در امتداد حوزه برآورد شده و بدین ترتیب تابع بزرگنمایی ساختگاه برای مولفه های افقی و قائم هر نقطه از مدل محاسبه شده است. در حوزه زمان ضرایب تقویت دو بعدی برای مولفه های افقی (AGH) و قائم (AGV) با استفاده از نسبت حداکثر شتاب سطحی دو بعدی در هر نقطه به حداکثر شتاب یک بعدی نقطه متناظر تعریف و برای نقاط مختلف هر مدل محاسبه شده است. بدین ترتیب امکان بررسی اثرات مشخصات هندسی و ژئوتکنیکی حوزه های رسوبی کوچک مقیاس و روند تغییرات شتاب در سطح، پراکندگی فرکانس غالب و ضریب بزرگنمایی ساختگاه در اثر تحریک لرزه ای مشخص شده و مطالعه پارامتریک حوزه های رسوبی کوچک مقیاس به انجام رسیده است. نتایج نشان می دهد تحلیل دو بعدی با استفاده از یک مولفه در حالتی که هندسه ساختگاه دارای عوارض زیر سطحی و یا تغییرات جانبی است، نمی تواند برآورد مناسبی از اثرات ساختگاهی ارائه نماید و لازم است در تحلیل از بارگذاری همزمان دو مولفه افقی و قائم استفاده شود. همچنین نتایج نشان می دهد که پاسخ لرزه ای ساختگاه با تغییر محتوای فرکانسی زمین لرزه ها، علیرغم نمایش روندی مشابه، از لحاظ مقادیر دامنه تفاوت چشمگیری دارد. تحلیل های انجام گرفته در حوزه فرکانس، بیانگر این مطلب است که در تمامی حالات پدیده آمیختگی امواج برشی به همراه پراکنش امواج و تداخل سازنده و مخرب آن ها و همچنین پدیده تبدیل امواج و ، منجر به ایجاد فرکانس های چندگانه با مقادیر دامنه های مختلف در مجاورت فرکانس های بنیادی مدل یک بعدی می گردد که تابعی از فاصله نقطه نسبت به لبه های حوزه است. وجود ساختار پیچیده انتشار و انعکاس امواج منتشره در تحلیل های دو بعدی، باعث تغییر مقادیر ضرایب تقویت دو بعدی به میزان ۰/۴ تا ۲/۵ برای دو مولفه افقی و قائم میگردد. در حوزه رسوبی کوچک مقیاس تک شیب ، اثرات دو بعدی در فاصله X/L1.50.5 و در حوزه رسوبی کوچک مقیاس ذوزنقه ای شکل، اثرات دو بعدی در فاصله -X/L2.52.5 حاکم است. تغییر ضخامت رسوبات اثر قابل توجهی بر روی پاسخ لرزه ای حوزه های رسوبی تک شیب دارد. برای حالت HF1 ، با کاهش مقدار HF تعداد مقادیر حداکثر ضریب AGH در فاصله X/L1 افزایش می یابد. در مقابل برای حالات HF1، نه تنها مقدار حداکثر که مکان وقوع مقدار حداکثر این ضریب تغییر میصنماید. به طور کلی مقدار ضریب AGV در فاصله X/L1 یک مقدار حداکثر را ایجاد می نماید و مقدار آن با کاهش HF، افزایش می یابد درحوزه-های رسوبی کوچک مقیاس ذوزنقه ای شکل، ضریب AGH با کاهش مقدار HF در وسط حوزه افزایش می یابد، این در حالی است که با کاهش HF، ضریب AGH بیشتر تحت تاثیر ناهمواری های زیر سطحی قرار می گیرد علاوه بر این، ضریب AGV تقریبا روند مشابهی با ضریب AGH نشان می دهد و مقدار آن با کاهش HF افزایش می یابد. لازم به ذکر است که محل رویداد مقادیر حداکثر ضرایب AGH و AGV در HF1 متفاوت و در HF1 یکسان است. این نتایج همچنین تایید و تاکیدی است بر این حقیقت که طراحی سازه ها صرفا بر اساس روش های آیین نامه ای مبتنی بر استفاده از تحلیل یک بعدی ساختگاهی و بدون در نظر گرفتن تحلیل های دو بعدی در ساختگاه های با عوارض جانبی زیر سطحی که تعداد و گسترش آن در مناطق شهری فراوان است، منجر به ایجاد خطا و خسارات جبران ناپذیر اقتصادی و به خطر افتادن جان انسان ها می گردد. توصیه بر این است که با شناخت دقیق مشخصه های هندسی لایه های زیر سطحی به همراه پارامترهای ژئوتکنیکی پیش از احداث سازه های مهم نسبت به تحلیل دو بعدی ساختگاه در صورت مشاهده تغییرات جانبی اقدام و سپس نسبت به برآورد پارامترهای لرزه ای طراحی نظیر شتاب اقدام گردد.
بررسی اثر حوزه های رسوبی کوچک مقیاس در بر آورد میزان و پراکندگی بیشینه شتاب زمین/موحد اصل رضا
/توسط Arash Eslamiقائمقامیان برای اولین بار در سال ۲۰۰۸ این نظریه را بیان کرد که پدیده آمیختگی (Coupling) امواج برشی منتشر شده در دو سوی حوزه رسوبی کوچک مقیاس بر مشخصات حرکات توانمند زمین تاثیر گذار است. به منظور مطالعه ابعاد مختلف و تاثیر گذار این پدیده و به دلیل در دسترس نبودن نگاشت های ثبت شده و یا نا معلوم بودن هندسی زیر سطحی ساختگاه های موجود، پیچیدگی محیط انتشار امواج، تعدد پارامترهای موثر بر پاسخ لرزه ای، لزوم مطالعه اثر جداگانه و همزمان مولفه افقی و قائم زلزله و همچنین اثر محتوای فرکانسی زمین لرزه های مختلف، استفاده از مدل سازی عددی اجتناب ناپذیر است. بدین منظور از نرم افزارFLAC که یک نرم افزار دو بعدی تفاضل محدود و دارای قابلیت مدل سازی مسائل مرتبط با ژئوتکنیک لرزه ای است جهت مدل سازی عددی استفاده شده است. نتایج حاصل از تحلیل های انجام شده توسط این نرم افزار، به کمک اطلاعات ثبت شده از زمین لرزه های رخ داده در حوزه رسوبی کوچک مقیاس در شهر فوجی ساوا کشور ژاپن صحت سنجی گردیده و پارامترهای آن مقیاس و تدقیق گردیده است. به منظور بررسی اثرات دو بعدی تغییرات جانبی رسوبات نظیر حوزه رسوبی کوچک مقیاس، مدل-های عددی دو بعدی بسیاری از حوزه رسوبی کوچک مقیاس تک شیب و ذوزنقه ای شکل با پارامترهای اصلی تاثیر گذار نظیر شیب، مشخصات ژئوتکنیکی رسوبات، ضخامت و طول حوزه ساخته شده و این مدل ها تحت اثر بارگذاری لرزه ای با استفاده از اعمال شتابنگاشت های واقعی زمین لرزه به صورت تک مولفه ای و دو مولفه ای هم زمان بررسی و تحلیل شده است. بعلاوه، به منظور مقایسه نتایج، برای نقاط واقع بر روی سطح حوزه در هر یک از مدل ها مدل های عددی یک بعدی آن نقاط نیز ساخته و مورد تحلیل قرار گرفته است. پس از محاسبه شتابنگاشت ها در سطح توسط مدل های دو و یک بعدی در نرم افزار، تحلیل پاسخ به شتابنگاشت حرکت ورودی برای مولفه های متناظر در هر نقطه در امتداد حوزه برآورد شده و بدین ترتیب تابع بزرگنمایی ساختگاه برای مولفه های افقی و قائم هر نقطه از مدل محاسبه شده است. در حوزه زمان ضرایب تقویت دو بعدی برای مولفه های افقی (AGH) و قائم (AGV) با استفاده از نسبت حداکثر شتاب سطحی دو بعدی در هر نقطه به حداکثر شتاب یک بعدی نقطه متناظر تعریف و برای نقاط مختلف هر مدل محاسبه شده است. بدین ترتیب امکان بررسی اثرات مشخصات هندسی و ژئوتکنیکی حوزه های رسوبی کوچک مقیاس و روند تغییرات شتاب در سطح، پراکندگی فرکانس غالب و ضریب بزرگنمایی ساختگاه در اثر تحریک لرزه ای مشخص شده و مطالعه پارامتریک حوزه های رسوبی کوچک مقیاس به انجام رسیده است. نتایج نشان می دهد تحلیل دو بعدی با استفاده از یک مولفه در حالتی که هندسه ساختگاه دارای عوارض زیر سطحی و یا تغییرات جانبی است، نمی تواند برآورد مناسبی از اثرات ساختگاهی ارائه نماید و لازم است در تحلیل از بارگذاری همزمان دو مولفه افقی و قائم استفاده شود. همچنین نتایج نشان می دهد که پاسخ لرزه ای ساختگاه با تغییر محتوای فرکانسی زمین لرزه ها، علیرغم نمایش روندی مشابه، از لحاظ مقادیر دامنه تفاوت چشمگیری دارد. تحلیل های انجام گرفته در حوزه فرکانس، بیانگر این مطلب است که در تمامی حالات پدیده آمیختگی امواج برشی به همراه پراکنش امواج و تداخل سازنده و مخرب آن ها و همچنین پدیده تبدیل امواج و ، منجر به ایجاد فرکانس های چندگانه با مقادیر دامنه های مختلف در مجاورت فرکانس های بنیادی مدل یک بعدی می گردد که تابعی از فاصله نقطه نسبت به لبه های حوزه است. وجود ساختار پیچیده انتشار و انعکاس امواج منتشره در تحلیل های دو بعدی، باعث تغییر مقادیر ضرایب تقویت دو بعدی به میزان ۰/۴ تا ۲/۵ برای دو مولفه افقی و قائم میگردد. در حوزه رسوبی کوچک مقیاس تک شیب ، اثرات دو بعدی در فاصله X/L1.50.5 و در حوزه رسوبی کوچک مقیاس ذوزنقه ای شکل، اثرات دو بعدی در فاصله -X/L2.52.5 حاکم است. تغییر ضخامت رسوبات اثر قابل توجهی بر روی پاسخ لرزه ای حوزه های رسوبی تک شیب دارد. برای حالت HF1 ، با کاهش مقدار HF تعداد مقادیر حداکثر ضریب AGH در فاصله X/L1 افزایش می یابد. در مقابل برای حالات HF1، نه تنها مقدار حداکثر که مکان وقوع مقدار حداکثر این ضریب تغییر میصنماید. به طور کلی مقدار ضریب AGV در فاصله X/L1 یک مقدار حداکثر را ایجاد می نماید و مقدار آن با کاهش HF، افزایش می یابد درحوزه-های رسوبی کوچک مقیاس ذوزنقه ای شکل، ضریب AGH با کاهش مقدار HF در وسط حوزه افزایش می یابد، این در حالی است که با کاهش HF، ضریب AGH بیشتر تحت تاثیر ناهمواری های زیر سطحی قرار می گیرد علاوه بر این، ضریب AGV تقریبا روند مشابهی با ضریب AGH نشان می دهد و مقدار آن با کاهش HF افزایش می یابد. لازم به ذکر است که محل رویداد مقادیر حداکثر ضرایب AGH و AGV در HF1 متفاوت و در HF1 یکسان است. این نتایج همچنین تایید و تاکیدی است بر این حقیقت که طراحی سازه ها صرفا بر اساس روش های آیین نامه ای مبتنی بر استفاده از تحلیل یک بعدی ساختگاهی و بدون در نظر گرفتن تحلیل های دو بعدی در ساختگاه های با عوارض جانبی زیر سطحی که تعداد و گسترش آن در مناطق شهری فراوان است، منجر به ایجاد خطا و خسارات جبران ناپذیر اقتصادی و به خطر افتادن جان انسان ها می گردد. توصیه بر این است که با شناخت دقیق مشخصه های هندسی لایه های زیر سطحی به همراه پارامترهای ژئوتکنیکی پیش از احداث سازه های مهم نسبت به تحلیل دو بعدی ساختگاه در صورت مشاهده تغییرات جانبی اقدام و سپس نسبت به برآورد پارامترهای لرزه ای طراحی نظیر شتاب اقدام گردد.