شناخت ویژگی‌های هندسی و فیزیکی لایه‌های رسوبی تشکیل‌دهنده بستر شهرها و مناطق مسکونی و همچنین میزان تأثیری که می‌توانند بر جنبش زمین ناشی از یک زمین‌لرزه احتمالی در آن مناطق داشته باشند، یکی از ضروریات مطالعات خطر زلزله است. بررسی این مسئله در شهر تهران، شهری با جمعیت بسیار بالا و احاطه‌شده به‌وسیله گسل‌های فعال، همواره مدنظر پژوهشگران مختلف بوده است و تاکنون مطالعات متعددی در زمینه بررسی اثرات ساختگاه و برآورد جنبش واقعی زمین ناشی از وقوع زمین‌لرزه‌های احتمالی در این کلان‌شهر صورت پذیرفته است. ازجمله این مطالعات می‌توان به مجموعه مطالعات تحلیلی بررسی اثر ساختگاه انجام‌شده در پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله [۱] و [۲] و مطالعات ریزپهنه بندی لرزه‌ای انجام‌شده توسط همکاری شهرداری تهران و آژانس همکاری‌های بین‌المللی ژاپن [۳] به‌عنوان دو پروژه عمده و مهم اشاره نمود. روش اصلی مطالعه در این دو پروژه بر مبنای انتقال یک‌بعدی امواج برشی در پروفیل خاک استوار است. مطالعات بعد از آن بیشتر بر مبنای استفاده از روش‌های تجربی و دستگاهی استوار بوده است که جامع‌ترین آن توسط حق‌شناس در سال ۲۰۰۵ بر اساس ثبت و تحلیل طیفی خردلرزه‌ها و جنبش‌های ضعیف زمین انجام شده است. البته جهت شناسایی آبرفت گستره تهران، مطالعات متنوعی در زمینه‌های زمین‌شناسی، توموگرافی و شبیه‌سازی و وارون‌پذیری زلزله‌ها صورت گرفته اشاره کرد. مقایسه نتایج حاصل از مطالعات تحلیلی و تجربی نشان می‌دهد که مقادیر فرکانس تشدید و دامنه بزرگنمایی آبرفت حاصل از مطالعات فوق در یک منطقه واحد با یکدیگر اختلاف فاحشی دارد. درحالی‌که روش‌های تحلیلی میزان بزرگنمایی برای آبرفت‌های تهران را ناچیز و برای فرکانس‌های بالاتر از ۲ هرتز نشان می‌دهند، مطالعات تجربی حاکی از بزرگنمایی‌های قابل‌توجهی هستند که در مناطق مختلف تهران از فرکانس‌های بسیار پایین شروع‌شده و در برخی نقاط در فرکانس‌های بالاتر نیز مشاهده می‌گردند. بررسی دلایل این اختلاف یک مسئله ضروری در تهران است؛ زیرا که در روش‌های تحلیلی بررسی اثر ساختگاه جهت تعیین فرکانس غالب آبرفت نیاز به فرض عددی مناسب برای ضخامت لایه‌های آبرفت و سرعت سنگ‌بستر می‌باشد درحالی‌که این فرض محدودکننده در روش‌های تجربی لازم نیست و فرکانس طبیعی با استفاده از نسبت طیف استاندارد (SSR) امواج زلزله‌های ضعیف و یا نسبت طیف افقی به طیف قائم (HVSR) زمین‌لرزه‌ها و خردلرزه‌ها که در مسیر انتقال خود تحت اثر لایه‌های آبرفت نیز قرارگرفته‌اند به دست می‌آید. از سوی دیگر، اثرات ۲ یا ۳ بعدی حوضه رسوبی که در تحلیل‌های تک‌بعدی قابل در نظر گرفتن نیستند نیز می‌تواند منجر به تفاوت در نتایج مطالعات شده باشد. پاسخ دقیق به این مسئله نیازمند شناخت هر چه‌بهتر رسوبات آبرفتی تهران ازنظر ضخامت، هندسه و ویژگی‌هایی لرزه‌ای همچون پروفیل سرعت موج‌برشی لایه‌های آبرفت تا سنگ‌بستر زمین‌شناسی است. با توجه به عمق زیاد رسوبات آبرفتی تهران، استفاده از روش‌های متداول شناسایی آبرفت همانند تست‌های سطحی ژئوفیزیکی یا حفاری‌های چند ده متری انجام‌شده در پروژه‌های قبلی پاسخی برای سؤال مطرح‌شده فراهم نکرده و نیاز به شناسایی عمیق این رسوبات همچنان پابرجا مانده است. ابزار مفیدی که در دهه اخیر برای شناسایی خصوصیات لرزه‌ای ساختارهای آبرفتی ارائه‌شده است، استفاده از اندازه‌گیری خردلرزه‌ها به دو صورت تک ایستگاهی و آرایه‌ای است. ماحصل این برداشت‌ها، تعیین منحنی‌های پاشندگی با استفاده از همبستگی میان ارتعاشات ثبت‌شده در چند دستگاه مختلف در یک‌زمان واحد به دو روش خودهمبستگی مکانی (SPAC) و یا فرکانس عدد موج (F-K) از یک‌سو و استخراج منحنی‌های بیضیواری امواج رایلی به دو روش فرکانس – زمان (TFA) و تکنیک کاهش تصادفی (RayDec) از سوی دیگر می‌باشد. به دلیل رسوبات عمیق آبرفتی در گستره تهران، نیاز به داده‌های مشاهداتی در باند فرکانسی پهن (۲/۰ تا ۲۰ هرتز) گریزناپذیر است. اما عدم مشاهده انرژی مناسب در سیگنال‌های دریافتی علی‌الخصوص در فرکانس‌های پایین، استفاده از روش‌های معمول را ناکارآمد کرده است. به همین دلیل قدم اول در این تحقیق، طراحی استراتژی متناسب جهت شناسایی آبرفت‌های عمیق متناسب با شرایط تهران بوده است. در این راستا خطمشی مبتنی بر تحلیل وارون‌سازی همزمان منحنی‌های پاشندگی و بیضیواری مدنظر قرار گرفت که آزمایش‌های لرزه‌نگاری سطحی در اعماق تا ۳۰ متر و همچنین فرکانس قله منحنی‌های نسبت طیفی مؤلفه‌های افقی به قائم(HVSR) امواج پرانرژی زلزله و پس‌لرزه‌ای آن‌ها به‌عنوان شرایط مرزی هدایت‌کننده تحلیل وارون‌سازی استفاده‌شده است. در مرحله اول سعی بر آن شده است که پروفیل تک‌بعدی سرعت موج‌برشی در هر ایستگاه استخراج گردد و در مرحله بعد در دو راستای شمالی- جنوبی و شرقی-غربی، مدل‌هایی ۲بعدی ساختار رسوبات آبرفتی عمیق تهران ارائه شده است. لازم به ذکر است رساله حاضر در راستای راهبردهای پژوهشی تعریف‌شده در پژوهشکده مهندسی ژئوتکنیک با عنوان صرفتارشناسی و توسعه روش‌های ارزیابی حرکت قوی زمین به‌منظور کاربرد آن‌ها در روش‌های طراحی لرزه‌ای، دستورالعمل‌ها و آیین‌نامه‌های ذی‌ربط و در قالب پروژه پژوهشی ۶۵۰۶ پژوهشگاه به‌منظور تکمیل مطالعات گذشته انجام شده است.
بررسی ویژگی های لرزه ای آبرفت های عمیق با تحلیل آرایه ای ارتعاشات محیطی (مطالعه موردی در شهر تهران)/فضلوی پاکوهی محسن
/توسط Arash Eslamiشناخت ویژگی‌های هندسی و فیزیکی لایه‌های رسوبی تشکیل‌دهنده بستر شهرها و مناطق مسکونی و همچنین میزان تأثیری که می‌توانند بر جنبش زمین ناشی از یک زمین‌لرزه احتمالی در آن مناطق داشته باشند، یکی از ضروریات مطالعات خطر زلزله است. بررسی این مسئله در شهر تهران، شهری با جمعیت بسیار بالا و احاطه‌شده به‌وسیله گسل‌های فعال، همواره مدنظر پژوهشگران مختلف بوده است و تاکنون مطالعات متعددی در زمینه بررسی اثرات ساختگاه و برآورد جنبش واقعی زمین ناشی از وقوع زمین‌لرزه‌های احتمالی در این کلان‌شهر صورت پذیرفته است. ازجمله این مطالعات می‌توان به مجموعه مطالعات تحلیلی بررسی اثر ساختگاه انجام‌شده در پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله [۱] و [۲] و مطالعات ریزپهنه بندی لرزه‌ای انجام‌شده توسط همکاری شهرداری تهران و آژانس همکاری‌های بین‌المللی ژاپن [۳] به‌عنوان دو پروژه عمده و مهم اشاره نمود. روش اصلی مطالعه در این دو پروژه بر مبنای انتقال یک‌بعدی امواج برشی در پروفیل خاک استوار است. مطالعات بعد از آن بیشتر بر مبنای استفاده از روش‌های تجربی و دستگاهی استوار بوده است که جامع‌ترین آن توسط حق‌شناس در سال ۲۰۰۵ بر اساس ثبت و تحلیل طیفی خردلرزه‌ها و جنبش‌های ضعیف زمین انجام شده است. البته جهت شناسایی آبرفت گستره تهران، مطالعات متنوعی در زمینه‌های زمین‌شناسی، توموگرافی و شبیه‌سازی و وارون‌پذیری زلزله‌ها صورت گرفته اشاره کرد. مقایسه نتایج حاصل از مطالعات تحلیلی و تجربی نشان می‌دهد که مقادیر فرکانس تشدید و دامنه بزرگنمایی آبرفت حاصل از مطالعات فوق در یک منطقه واحد با یکدیگر اختلاف فاحشی دارد. درحالی‌که روش‌های تحلیلی میزان بزرگنمایی برای آبرفت‌های تهران را ناچیز و برای فرکانس‌های بالاتر از ۲ هرتز نشان می‌دهند، مطالعات تجربی حاکی از بزرگنمایی‌های قابل‌توجهی هستند که در مناطق مختلف تهران از فرکانس‌های بسیار پایین شروع‌شده و در برخی نقاط در فرکانس‌های بالاتر نیز مشاهده می‌گردند. بررسی دلایل این اختلاف یک مسئله ضروری در تهران است؛ زیرا که در روش‌های تحلیلی بررسی اثر ساختگاه جهت تعیین فرکانس غالب آبرفت نیاز به فرض عددی مناسب برای ضخامت لایه‌های آبرفت و سرعت سنگ‌بستر می‌باشد درحالی‌که این فرض محدودکننده در روش‌های تجربی لازم نیست و فرکانس طبیعی با استفاده از نسبت طیف استاندارد (SSR) امواج زلزله‌های ضعیف و یا نسبت طیف افقی به طیف قائم (HVSR) زمین‌لرزه‌ها و خردلرزه‌ها که در مسیر انتقال خود تحت اثر لایه‌های آبرفت نیز قرارگرفته‌اند به دست می‌آید. از سوی دیگر، اثرات ۲ یا ۳ بعدی حوضه رسوبی که در تحلیل‌های تک‌بعدی قابل در نظر گرفتن نیستند نیز می‌تواند منجر به تفاوت در نتایج مطالعات شده باشد. پاسخ دقیق به این مسئله نیازمند شناخت هر چه‌بهتر رسوبات آبرفتی تهران ازنظر ضخامت، هندسه و ویژگی‌هایی لرزه‌ای همچون پروفیل سرعت موج‌برشی لایه‌های آبرفت تا سنگ‌بستر زمین‌شناسی است. با توجه به عمق زیاد رسوبات آبرفتی تهران، استفاده از روش‌های متداول شناسایی آبرفت همانند تست‌های سطحی ژئوفیزیکی یا حفاری‌های چند ده متری انجام‌شده در پروژه‌های قبلی پاسخی برای سؤال مطرح‌شده فراهم نکرده و نیاز به شناسایی عمیق این رسوبات همچنان پابرجا مانده است. ابزار مفیدی که در دهه اخیر برای شناسایی خصوصیات لرزه‌ای ساختارهای آبرفتی ارائه‌شده است، استفاده از اندازه‌گیری خردلرزه‌ها به دو صورت تک ایستگاهی و آرایه‌ای است. ماحصل این برداشت‌ها، تعیین منحنی‌های پاشندگی با استفاده از همبستگی میان ارتعاشات ثبت‌شده در چند دستگاه مختلف در یک‌زمان واحد به دو روش خودهمبستگی مکانی (SPAC) و یا فرکانس عدد موج (F-K) از یک‌سو و استخراج منحنی‌های بیضیواری امواج رایلی به دو روش فرکانس – زمان (TFA) و تکنیک کاهش تصادفی (RayDec) از سوی دیگر می‌باشد. به دلیل رسوبات عمیق آبرفتی در گستره تهران، نیاز به داده‌های مشاهداتی در باند فرکانسی پهن (۲/۰ تا ۲۰ هرتز) گریزناپذیر است. اما عدم مشاهده انرژی مناسب در سیگنال‌های دریافتی علی‌الخصوص در فرکانس‌های پایین، استفاده از روش‌های معمول را ناکارآمد کرده است. به همین دلیل قدم اول در این تحقیق، طراحی استراتژی متناسب جهت شناسایی آبرفت‌های عمیق متناسب با شرایط تهران بوده است. در این راستا خطمشی مبتنی بر تحلیل وارون‌سازی همزمان منحنی‌های پاشندگی و بیضیواری مدنظر قرار گرفت که آزمایش‌های لرزه‌نگاری سطحی در اعماق تا ۳۰ متر و همچنین فرکانس قله منحنی‌های نسبت طیفی مؤلفه‌های افقی به قائم(HVSR) امواج پرانرژی زلزله و پس‌لرزه‌ای آن‌ها به‌عنوان شرایط مرزی هدایت‌کننده تحلیل وارون‌سازی استفاده‌شده است. در مرحله اول سعی بر آن شده است که پروفیل تک‌بعدی سرعت موج‌برشی در هر ایستگاه استخراج گردد و در مرحله بعد در دو راستای شمالی- جنوبی و شرقی-غربی، مدل‌هایی ۲بعدی ساختار رسوبات آبرفتی عمیق تهران ارائه شده است. لازم به ذکر است رساله حاضر در راستای راهبردهای پژوهشی تعریف‌شده در پژوهشکده مهندسی ژئوتکنیک با عنوان صرفتارشناسی و توسعه روش‌های ارزیابی حرکت قوی زمین به‌منظور کاربرد آن‌ها در روش‌های طراحی لرزه‌ای، دستورالعمل‌ها و آیین‌نامه‌های ذی‌ربط و در قالب پروژه پژوهشی ۶۵۰۶ پژوهشگاه به‌منظور تکمیل مطالعات گذشته انجام شده است.