هدف نهایی این پژوهش توسعه روابط کاهیدگی بیشینه شتاب جنبش زمین با استفاده از داده های شتابنگاری ایران برای گستره های مختلف کشور است که می تواند برای سایر مطالعات آتی مرتبط مفید باشد. همچنین مشخصات رکوردهای ثبت شده در ایران برای تهیه و تکمیل کاتالوگ شتابنگاشتی ایران برآورد شدند این کاتالوگ که داده های پایه این تحقیق محسوب شده، برای مطلعات تکمیلی نیز ضروری و مفید است. این تحقیق شامل مراحل مختلفی بوده و در راستای انجام آن کارهای زیادی صورت گرفته که به شرح زیر در فصول مختلف این رساله شرح داده شده است. در فصل سابقه موضوع در ایران توضیح داده شده است. در این فصل روابط کاهیدگی که استفاده از آنها در ایران مرسوم است و همچنین آنهایی که برآوردشان از داده های شتابنگاری ایران استفاده کلی یا جزیی شده بحث شده اند. که از آن میان روابط کمپبل- بزرگنیا (۲۰۰۳) و زارع (۱۹۹۹) از معروف ترین آنها هستند. بررسی و مقایسه نتایج بدست آمده و روابط در انتهای رساله انجام شده است. در فصل دوم به معرفی شبکه شتابنگاری ایران پرداخته شده و جزییات کارهای انجام شده برای تهیه و تکمیل کاتالوگ شتابنگاشتی ایران، که داده های پایه این مطالعات بشمار می رود، ارائه شده است. در این فصل اشاره شده که شبکه شتابنگاری ایران در حال حاضر دارای بیش از ۱۱۰۰ دستگاه شتابنگار است و توسط مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن اداره می شود. در زمان انجام این تحقیق شبکه شتابنگاری دارای بترتیب ۱۰۵۰ و ۶۰ شتابنگار دیجیتال SSA-2 و آنالوگ SMA-1 نصب شده است. مجموعه داده های شتابنگاری و داده های زلزله نگاری گردآوری شده از مراکز رسمی مختلف، برای تعیین زمین لرزه های مسبب ادغام شدند و هر جا که ممکن بود با استفاده از روش کاناموری و طیف دامنه فوریه شتابنگاشت ها بزرگای گشتاوری زمین لرزه ها و با استفاده از اختلاف زمان رسید امواج (TS-TP) فواصل کانونی محاسبه و به کاتالوگ اولیه اضافه شده است. از مجموع ۳۷۲۲ شتابنگاشت مناسب (رقومی یا رقومی شده) که در خلال سالهای ۱۹۹۴ تا ۲۰۰۳ میلادی ثبت شده اند، ۳۰۸۲ شتابنگاشت سه مولفه که برآورد درست مشخصات زمین لرزه مسبب شامل بزرگا و فواصل کانونی آنها میسر بود، انتخاب شدند. در فصل سوم جزئیات مطالعه طبقه بندی نوع خاک ایستگاه های شتابنگاری با دو روش اندازه گیری سرعت موج برشی و نسبت طیفی H/V شرح داده شده است. در شیوه نخست میانگین سرعت موج برشی (VS-30) در ۳۰ متر فوقانی خاک در ۷۰ ایستگاه اندازه گیری شد. برای طبقه بندی نوع خاک از معیار سرعت موج برشی معرفی شده در آیین نامه های NEHRP 2000، استاندارد ۲۸۰۰ و زارع (۱۹۹۹) استفاده و نتایج مقایسه شده است. اما در این مطالعات اندازه گیری این کمیت در تمامی ایستگاه ها مقدور نبود و لذا روش دوم کمک گرفته شد. با این شیوه فرکانس یا تناوب بنیادی (FF) ارتعاش در تمامی ایستگاه ها تعیین، طبقه بندی انجام و اعتبار نتایج با توجه به تعداد شتابنگاشت ها ارزیابی شد. نتایج طبقه بندی انواع خاک با روش میانگین سرعت موج برشی و بکارگیری مراجع مختلف نسبت به فرکانس بنیادی ترسیم شده و به این ترتیب معیارهای جدیدی برای طبقه بندی خاک معرفی شده که می تواند برای سایر ایستگاه ها، که در آنها میانگین سرعت موج برشی اندازه گیری نشده، بکار رود. در نظر گرفتن پراکندگی موجود در نتایج باعث شد که در جستجوی معیار دیگری بود. بدین منظور میانگین سرعت‌های اندازه‌گیری شده موج برشی بر حسب فرکانس های بنیادی ترسیم و براین اساس معیارهای جدید تعریف و ارزیابی شدند. با مشخص شدن کارآیی این معیارها در بهبود نتایج، برای طبقه بندی نوع خاک ایستگاه ها، با هدف استفاده نهایی از نتایج در مطالعات اثر خاک در کاهیدگی بیشینه شتاب جنبش زمین، بکارگرفته شدند. نتایج این فصل به کاتالوگ اولیه، که در فصل سوم بدست آمد، افزوده شده و به این ترتیب مجموعه داده های پایه لازم برای مطالعات کاهیدگی بیشینه شتاب جنبش زمین در ایران بدست آمد. در فصل چهارم برخی توضیات و جزئیات روش های بکار رفته در مطالعات کاهیدگی بیشینه شتاب جنبش زمین ارائه شده است. شرح داده شده است که داده های جنبش نیرومند زمین برای برآورد قوانین تجربی کاهیدگی بیشینه شتاب زمین بکار رفته‌اند. روابط تجربی جنبش نیرومند بصورت توابعی از مشخصات زمین لرزه‌ها مثل بزرگای گشتاوری (Mw)، فاصله کانونی(HD) و کمیاتی که معرف اثر خاک (Ci) هستند، بیان شده اند. روش برازش دو مرحله‌ای برای بدست آوردن ضرایب مدل های کاهیدگی بکار گرفته شده و مطالعات با شرح جزئیات و نتایج ارائه شده در فصول بعد، با این شیوه در گستره های لرزه زمین ساختی مختلف ایران انجام شده است. بانک داده های استفاده شده حاوی بیش از ۳۲۰۰ شتابنگاشت است که از ابتدا تا پایان سال ۲۰۰۳ میلادی در ایران ثبت شده اند و از این میان بیش از ۹۰٪ مربوط به بعد از سال ۱۹۹۴ میلادی است. مجموعه داده های موجود به دو دسته مطابق دو پهنه لرزه زمین ساختی البرز- ایران مرکزی و زاگرس جدا شده اند. در دوره مشاهده زمین لرزه های بزرگتر(Mw ≤ ۷٫۴) تا فواصل کانونی ۳۵۰ کیلومتر در پهنه البرز- ایران مرکزی ثبت شده، در حالی که پهنه زاگرس بیشتر شاهد رخداد زمین‌لرزه های کوچک تا متوسط (M ≤ ۶٫۵)بوده که عمدتاً در فواصل کانونی کمتر از ۱۵۰ کیلومتری ثبت شده اند. در این میان زمین لرزه ۲۱ مارس ۱۹۷۷ با بزرگای Mw7.0 در گستره زاگرس را می توان یک استثناء قلمداد نمود. اختلاف میزان لرزه خیزی و اختلاف احتمالی در کاهیدگی این دو گستره عمده باعث بدست آمدن مدل های کاهیدگی با ضرایب متفاوت می شود. سرانجام روابط کاهیدگی جدید برای مولفه های افقی و قائم، با و بدون در نظر گرفتن اثر خاک برای دو پهنه زاگرس، غیر زاگرس و سرزمین ایران با مشروح ارائه شده بترتیب در فصول ۵ تا ۷ ، برآورد شده اند. با مشاهدات عینی و تحلیل های آماری مقادیر پسماند و ترسیم داد‌ه‌های واقعی نرمالیزه شده بر مدل های کاهیدگی نظیر درجه اعتبار نتایج ارزیابی شده است. در فصل هشتم روابط انتخاب شده با یکدیگر و همچنین با سایر روابط جهانی (مثل کمپبل- بزرگنیا ۲۰۰۳) و آنهایی که در برآوردشان از داده های شتابنگاری ایران استفاده شده (زارع ۱۹۹۹، رمضی ۱۹۹۴ و خادمی ۲۰۰۲) مقایسه شده اند. در ادامه نتایج نهایی شامل مدل‌های کاهیدگی انتخاب شده و حدود اعتبار و کاربرد آنها و در انتها پیشنهادهایی برای کارهای بیشتر آتی آورده شده است.
پژوهشی بر جنبش نیرومند زمین در ایران (از کاتالوگ تا روابط کاهیدگی)/سینائیان فریدون
/توسط Arash Eslamiهدف نهایی این پژوهش توسعه روابط کاهیدگی بیشینه شتاب جنبش زمین با استفاده از داده های شتابنگاری ایران برای گستره های مختلف کشور است که می تواند برای سایر مطالعات آتی مرتبط مفید باشد. همچنین مشخصات رکوردهای ثبت شده در ایران برای تهیه و تکمیل کاتالوگ شتابنگاشتی ایران برآورد شدند این کاتالوگ که داده های پایه این تحقیق محسوب شده، برای مطلعات تکمیلی نیز ضروری و مفید است. این تحقیق شامل مراحل مختلفی بوده و در راستای انجام آن کارهای زیادی صورت گرفته که به شرح زیر در فصول مختلف این رساله شرح داده شده است. در فصل سابقه موضوع در ایران توضیح داده شده است. در این فصل روابط کاهیدگی که استفاده از آنها در ایران مرسوم است و همچنین آنهایی که برآوردشان از داده های شتابنگاری ایران استفاده کلی یا جزیی شده بحث شده اند. که از آن میان روابط کمپبل- بزرگنیا (۲۰۰۳) و زارع (۱۹۹۹) از معروف ترین آنها هستند. بررسی و مقایسه نتایج بدست آمده و روابط در انتهای رساله انجام شده است. در فصل دوم به معرفی شبکه شتابنگاری ایران پرداخته شده و جزییات کارهای انجام شده برای تهیه و تکمیل کاتالوگ شتابنگاشتی ایران، که داده های پایه این مطالعات بشمار می رود، ارائه شده است. در این فصل اشاره شده که شبکه شتابنگاری ایران در حال حاضر دارای بیش از ۱۱۰۰ دستگاه شتابنگار است و توسط مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن اداره می شود. در زمان انجام این تحقیق شبکه شتابنگاری دارای بترتیب ۱۰۵۰ و ۶۰ شتابنگار دیجیتال SSA-2 و آنالوگ SMA-1 نصب شده است. مجموعه داده های شتابنگاری و داده های زلزله نگاری گردآوری شده از مراکز رسمی مختلف، برای تعیین زمین لرزه های مسبب ادغام شدند و هر جا که ممکن بود با استفاده از روش کاناموری و طیف دامنه فوریه شتابنگاشت ها بزرگای گشتاوری زمین لرزه ها و با استفاده از اختلاف زمان رسید امواج (TS-TP) فواصل کانونی محاسبه و به کاتالوگ اولیه اضافه شده است. از مجموع ۳۷۲۲ شتابنگاشت مناسب (رقومی یا رقومی شده) که در خلال سالهای ۱۹۹۴ تا ۲۰۰۳ میلادی ثبت شده اند، ۳۰۸۲ شتابنگاشت سه مولفه که برآورد درست مشخصات زمین لرزه مسبب شامل بزرگا و فواصل کانونی آنها میسر بود، انتخاب شدند. در فصل سوم جزئیات مطالعه طبقه بندی نوع خاک ایستگاه های شتابنگاری با دو روش اندازه گیری سرعت موج برشی و نسبت طیفی H/V شرح داده شده است. در شیوه نخست میانگین سرعت موج برشی (VS-30) در ۳۰ متر فوقانی خاک در ۷۰ ایستگاه اندازه گیری شد. برای طبقه بندی نوع خاک از معیار سرعت موج برشی معرفی شده در آیین نامه های NEHRP 2000، استاندارد ۲۸۰۰ و زارع (۱۹۹۹) استفاده و نتایج مقایسه شده است. اما در این مطالعات اندازه گیری این کمیت در تمامی ایستگاه ها مقدور نبود و لذا روش دوم کمک گرفته شد. با این شیوه فرکانس یا تناوب بنیادی (FF) ارتعاش در تمامی ایستگاه ها تعیین، طبقه بندی انجام و اعتبار نتایج با توجه به تعداد شتابنگاشت ها ارزیابی شد. نتایج طبقه بندی انواع خاک با روش میانگین سرعت موج برشی و بکارگیری مراجع مختلف نسبت به فرکانس بنیادی ترسیم شده و به این ترتیب معیارهای جدیدی برای طبقه بندی خاک معرفی شده که می تواند برای سایر ایستگاه ها، که در آنها میانگین سرعت موج برشی اندازه گیری نشده، بکار رود. در نظر گرفتن پراکندگی موجود در نتایج باعث شد که در جستجوی معیار دیگری بود. بدین منظور میانگین سرعت‌های اندازه‌گیری شده موج برشی بر حسب فرکانس های بنیادی ترسیم و براین اساس معیارهای جدید تعریف و ارزیابی شدند. با مشخص شدن کارآیی این معیارها در بهبود نتایج، برای طبقه بندی نوع خاک ایستگاه ها، با هدف استفاده نهایی از نتایج در مطالعات اثر خاک در کاهیدگی بیشینه شتاب جنبش زمین، بکارگرفته شدند. نتایج این فصل به کاتالوگ اولیه، که در فصل سوم بدست آمد، افزوده شده و به این ترتیب مجموعه داده های پایه لازم برای مطالعات کاهیدگی بیشینه شتاب جنبش زمین در ایران بدست آمد. در فصل چهارم برخی توضیات و جزئیات روش های بکار رفته در مطالعات کاهیدگی بیشینه شتاب جنبش زمین ارائه شده است. شرح داده شده است که داده های جنبش نیرومند زمین برای برآورد قوانین تجربی کاهیدگی بیشینه شتاب زمین بکار رفته‌اند. روابط تجربی جنبش نیرومند بصورت توابعی از مشخصات زمین لرزه‌ها مثل بزرگای گشتاوری (Mw)، فاصله کانونی(HD) و کمیاتی که معرف اثر خاک (Ci) هستند، بیان شده اند. روش برازش دو مرحله‌ای برای بدست آوردن ضرایب مدل های کاهیدگی بکار گرفته شده و مطالعات با شرح جزئیات و نتایج ارائه شده در فصول بعد، با این شیوه در گستره های لرزه زمین ساختی مختلف ایران انجام شده است. بانک داده های استفاده شده حاوی بیش از ۳۲۰۰ شتابنگاشت است که از ابتدا تا پایان سال ۲۰۰۳ میلادی در ایران ثبت شده اند و از این میان بیش از ۹۰٪ مربوط به بعد از سال ۱۹۹۴ میلادی است. مجموعه داده های موجود به دو دسته مطابق دو پهنه لرزه زمین ساختی البرز- ایران مرکزی و زاگرس جدا شده اند. در دوره مشاهده زمین لرزه های بزرگتر(Mw ≤ ۷٫۴) تا فواصل کانونی ۳۵۰ کیلومتر در پهنه البرز- ایران مرکزی ثبت شده، در حالی که پهنه زاگرس بیشتر شاهد رخداد زمین‌لرزه های کوچک تا متوسط (M ≤ ۶٫۵)بوده که عمدتاً در فواصل کانونی کمتر از ۱۵۰ کیلومتری ثبت شده اند. در این میان زمین لرزه ۲۱ مارس ۱۹۷۷ با بزرگای Mw7.0 در گستره زاگرس را می توان یک استثناء قلمداد نمود. اختلاف میزان لرزه خیزی و اختلاف احتمالی در کاهیدگی این دو گستره عمده باعث بدست آمدن مدل های کاهیدگی با ضرایب متفاوت می شود. سرانجام روابط کاهیدگی جدید برای مولفه های افقی و قائم، با و بدون در نظر گرفتن اثر خاک برای دو پهنه زاگرس، غیر زاگرس و سرزمین ایران با مشروح ارائه شده بترتیب در فصول ۵ تا ۷ ، برآورد شده اند. با مشاهدات عینی و تحلیل های آماری مقادیر پسماند و ترسیم داد‌ه‌های واقعی نرمالیزه شده بر مدل های کاهیدگی نظیر درجه اعتبار نتایج ارزیابی شده است. در فصل هشتم روابط انتخاب شده با یکدیگر و همچنین با سایر روابط جهانی (مثل کمپبل- بزرگنیا ۲۰۰۳) و آنهایی که در برآوردشان از داده های شتابنگاری ایران استفاده شده (زارع ۱۹۹۹، رمضی ۱۹۹۴ و خادمی ۲۰۰۲) مقایسه شده اند. در ادامه نتایج نهایی شامل مدل‌های کاهیدگی انتخاب شده و حدود اعتبار و کاربرد آنها و در انتها پیشنهادهایی برای کارهای بیشتر آتی آورده شده است.