کاربرد ضرایب فیلتر آرما در تشخیص رویدادهای لرزه ای
مصطفی علامه زاده، استادیار پژوهشکده زلزله شناسی، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله
سایه میرزایی، دانشجوی دکترا، دانشگاه امیرکبیر، ایران
مسأله تشخیص انفجارهای مصنوعی از زلزله های طبیعی یکی از مسائلی است که بخش وسیعی از تحقیقات زلزله شناسی را به خود اختصاص داده است. لرزه شناسی از تکنیکهای مختلفی برای مطالعه میدان جابه جایی استفاده می کند تا اطلاعاتی درباره ماهیت منابع لرزه ای و زمین، به دست آورد. اگر چه بعضی از تکنیکها به جنبه های خاصی از امواج لرزه ای در زمین بستگی دارند، بقیه ویژگیهای کلی به توابع فضا و مکان متکی هستند. در مسائل طبقه بندی، هدف ساختن یک ماشین طبقه بندی با استفاده از مجموعه متناهی از نمونه ها میباشد. آرما۱ (ARMA) روش پارامتری برای مدلسازی سیگنال است. این روش برای مسائلی که در آنها سیگنال می تواند با یک تابع منبع صریح معلوم که دارای پارامترهای قابل تنظیم است، مناسب باشد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که شبکه عصبی مصنوعی به طور مؤثر و دقیق، ضرایب آرما را محاسبه می کند. شبکه عصبی مصنوعی در مقایسه با سایر روشهای موجود، کارکرد بهتری در محاسبه ضرایب آرما از خود نشان می دهد که به خاطر طبیعت غیرخطی شبکه عصبی مصنوعی است. داده ها، شامل ۳۴ سیگنال زلزله و ۳۶ سیگنال انفجار از منطقه قزاقستان و چین است که به طول ۴۰۹۶ نمونه و نرخ نمونه برداری Hz20 می باشد. در ابتدا، داده ها از فیلتر پایین گذر Hz4-5/0 طراحی شده، عبور داده می شوند و سپس نرخ نمونه برداری آنها به Hz10 کاهش می یابد. جهت استخراج ویژگیها، ابتدا پنجره ای به طول دلخواه (تأثیر تغییر طول پنجره بر روی عملکرد طبقه بندی، در شبیه سازی ها مورد بررسی قرار گرفته است) روی نمونه ها اعمال شده و به این ترتیب، ضرایب مدل آرما برای هر بخش از نمونه ها به صورت جداگانه حاصل می شوند و مجموع این ضرایب، به عنوان ویژگیهای سیگنال در طبقه بندی مورد استفاده قرار می گیرند. بررسی نتایج این پژوهش نشان می دهد که به کارگیری شبکه عصبی هم در حصول ویژگی های استخراج شده از سیگنالها و هم در طبقه بندی داده ها ساختار مناسبی جهت تفکیک در مسأله پیش رو به دست می دهد. نتایج به دست آمده، کارایی روش مذکور را در تفکیک داده های محدود موجود نمایان می سازد و به نظر می رسد که به کار گرفتن این ساختار، روشی مناسب برای طبقه بندی سیگنال های لرزه ای باشد.
بررسی آماری پارامترهای لرزه ای در منطقه زاگرس
مهرداد مصطفی زاده، استادیار پژوهشکده زلزله شناسی، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله
نوار زاگرس از مناطق فعال لرزه خیز ایران است که عمده این لرزه خیزی حاصل فعالیت گسل های معکوس و امتدادلغز می باشد. در این مطالعه تقسیم بندی نوار زاگرس بر اساس مرزهای تفکیک کننده مورفوتکتونیکی لحاظ گردیده که شامل گسل معکوس اصلی زاگرس، گسل اصلی اخیر، کمربند تراست زاگرس مرتفع، گسل زاگرس مرتفع، گسل جبهه کوهستان می باشد. در این تحقیق نوار لرزه زمین ساخت زاگرس با به کارگیری روش فرکتال، ویژگیهای ساختاری و لـرزه ای آن مورد مطالعه قـرار گرفته شده است. به همین منظـور داده هـای پایه مرتبط با گسلش و لرزه خیزی با بزرگـای زمیـن لرزه؛ توزیع رومرکز زمیـنلرزه ها و گسل ها مـورد بررسی قرار گرفته شده است. پایه و اساس آنالیز فرکتالی محاسبه پارامتر بعد فرکتال (D c) و پارامتر لرزه ای (b) بوده که به ترتیب با استفاده از روشهای انتگرال سرشتی و بیشینه احتمال محاسبه شده است. متفاوت از دیگر روشهای در این روش توزیع زمانی و فضایی پارامترها، ویـژگی تجمعی داده ها (بعد سـرشتی) و سطح تنش تکتونیکی منطقه (پارامتر b) مرتبط با فرآیندهای مختلف لرزه زمین ساختی همراه می باشد. به منظور محاسبه این پارامترها، از داده های لرزه ای مختلف (پایگاه های داخلی و خارجی) استفاده شده است. با در نظر گرفتن توزیع رومرکز زمینلرزه ها، لرزه خیزی منطقه و با در نظر گرفتن توزیع بزرگای زمین لرزه ها، بعد سرشتی (۴۷/۲ > D > 2/15) و میزان لرزه خیزی (۱/۶ > b > ۰/۳ ) محاسبـه گـردیـده و تغییـرات عمـده این پارامترها در هر حـوزه متناسب با شرایط لرزه زمین ساختی مشاهده می گردد.
مروری بر ادبیات فنی تحلیل لرزه‌ای عوارض توپوگرافی تحت امواج مهاجم SH
مهدی پنجی، دانشجوی دکتری، گروه خاک و پی، واحد علوم و تحقیقات تهران، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران
محسن کمالیان، دانشیار پژوهشکده مهندسی ژئوتکنیک، پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله
جعفر عسگری مارنانی، استادیار دانشکده فنی و مهندسی، واحد تهران مرکزی، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران
محمد کاظم جعفری، استاد پژوهشکده مهندسی ژئوتکنیک، پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله
روشهای مختلف تحلیلی، نیمه تحلیلی و عددی برای بررسی لرزه‌ای عوارض توپوگرافی و تعیین پاسخ سطح زمین در ادبیات فنی موجود است. در این مقاله به ارائه اهم تحقیقات انجام گرفته در نیم قرن اخیر (۱۹۶۰-۲۰۱۱) پیرامون موضوع مذکور پرداخته شده است. مطالعات اشاره شده در متن بر اساس نوع روش به کار رفته، سال ارائه و مدل استفاده شده در حوزه‌های تبدیل یافته و زمان طبقه بندی شده است. با توجه به اینکه در میان روشهای عددی، اکثر تحقیقات انجام گرفته متعلق به روش اجزای مرزی است؛ لذا ابتدا ضمن معرفی و ارائه فرمول بندی و معادلات انتگرالی حاکم در این روش، مطالعات مربوطه بر حسب نوع حل اساسی استفاده شده اعم از حل اساسی محیط کامل و حل اساسی نیم صفحه نیز دسته‌بندی شده است. لازم به ذکر است، در کلیه تحقیقات اشاره شده، موج خارج از صفحه SH به عنوان مطالعه موردی محققان در نظر گرفته شده است.
بررسی نشست پی سطحی مستقر بر ماسه مسلح به
تراشه لاستیک های فرسوده با استفاده از تحلیل های شبه استاتیکی
مسعود عامل سخی، استادیار، گروه مهندسی عمران دانشگاه ارومیه
مجید زمانی، دانشجوی کارشناسی ارشد خاک و پی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد نجف آباد
وجود مقادیر بسیار زیاد لاستیکهای فرسوده و لزوم دفع بهداشتی و یا بازیافت آنها از مسائل جدی زیست محیطی است. از سوی دیگر با مخلوط کردن این مصالح و خاک می توان به خاک مسلح دست یافت و از خاصیت افزایش مقاومت برشی خاک استفاده نمود. در این مطالعه پی نواری مستقر بر روی ماسه که با خرده لاستیک های فرسوده مخلوط شده است مورد بررسی قرار گرفته است. جهت مسلح سازی، از ۳ درصد متفاوت ۱۵، ۳۰ و ۵۰ درصد لاستیک استفاده شده و خاک زیر پی، با ضخامتهای مختلف از مخلوط ماسه و خرده لاستیک مسلح، مدل گردیده و تحلیل های شبه استاتیکی انجام شده است. در تحلیل های صورت گرفته توسط نرم افزار دو بعدی PLAXIS ، مدل تحت شتابهای افقی زلزله مختلف قرار گرفته و تأثیرات مسلح سازی بر روی نشست مورد بررسی قرار گرفته است. مطابق تحلیل های صورت گرفته و نتایج به دست آمده می توان بیان داشت که استفاده از لاستیک های فرسوده در زیر پی ها به دلیل خاصیت میرایی لاستیک، به میزان زیادی منجر به کاهش نشست زیر پی شده است.
تحلیل اتصال مرکزگرای پای ستون
با استفاده از میلگرد پس کشیده در سازه های فولادی
محمدرضا بهاری، دانشیار مهندسی عمران، پردیس دانشکده های فنی دانشگاه تهران
سیدحسن امام، دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی سازه، پردیس دانشکده های فنی دانشگاه تهران
محبوبه میرزایی علی آبادی، دانشجوی دکترای زلزله، پردیس دانشکده های فنی دانشگاه تهران
هدف از این مطالعه، بررسی تأثیر پارامترهای مختلف بر روی رفتار لرزه ای اتصال پای ستون با استفاده از میلگرد پس کشیده در سازه های فولادی میباشد. استفاده از این نوع اتصال در پای ستون سازه های فولادی باعث می شود، مفصل پلاستیک پای ستون که عامل مخربی برای سازه ی فولادی می باشد، حذف گردیده و تغییرشکل های پلاستیک در میراگر انرژی بوجود آید. میلگردهای مورد استفاده در این اتصال دارای مقاومت بالا بوده و نیروی پس کشیدگی اولیه در میلگردها میتواند سازه را به حالت قبل از زلزله بازگرداند. به منظور به دست آوردن رفتار اتصال، اتصال مورد نظر با استفاده از نرم افزار مهندسی زلزله OpenSees مدل شده است. مدل ساخته شده در این نرم افزار تحت اثر بارگذاری چرخه ای ذکرشده در آیین نامه ی AISC قرار گرفته است. نتایج تحلیل ها نشان می دهد، که اتصال علاوه بر استهلاک مناسب انرژی زلزله، هیچ گونه تغییرمکان نسبی باقیمانده در سازه به جای نمی گذارد. در این تحقیق تأثیر قطر میلگرد پس کشیده، میزان نیروی پس کشیدگی میلگردها و همچنین ابعاد مختلف میراگر انرژی بر عملکرد اتصال مد نظر میباشد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که افزایش قطر و نیروی پس کشیدگی میلگرد باعث افزایش نیروی مورد نیاز برای ایجاد بازشدگی می گردد. افزایش ابعاد میراکننده انرژی باعث افزایش نیروی مورد نیاز برای ایجاد بازشدگی و افزایش میزان استهلاک انرژی توسط اتصال می گردد. همچنین به منظور جلوگیری از ایجاد مفصل پلاستیک پای ستون و خرابی ایجاد شده در اعضای اصلی سازه، می توان این نوع اتصال را جایگزین اتصالات متعارف پای ستون نمود.
مروری بر مخاطرات ژئوتکنیکی و آسیب های سازه ای
در زلزله های ۲۱ مردادماه ۱۳۹۱ اهر- ورزقان
افشین کلانتری، استادیار، پژوهشکده مهندسی سازه، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله
محمد داودی، استادیار، پژوهشکده ژئوتکنیک، پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله
در روز ۲۱ مرداد ماه ۱۳۹۱ مصادف با ۱۱ اوت ۲۰۱۲ در ساعات ۱۶ و ۵۳ دقیقه و ۱۷ و ۴ دقیقه دو زلزله به ترتیب با بزرگای ۴/۶ و ۳/۶ استان آذربایجان شرقی را لرزاند. بلافاصله پس از وقوع زلزله گروهی از پژوهشگاه بین المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله برای بازدید از مناطق زلزله زده اعزام گردید. این مقاله بخشی از نتایج مشاهدات این بازدید و ارزیابی های پس از آن است. بر اساس آثار مشاهده شده در منطقه زلزله زده، علاوه بر گسلش سطحی، مخاطرات ژئوتکنیک لرزه ای نیز شامل اثرات ساختگاه در تقویت امواج لرزه ای، زمین لغزش و سنگ ریزش به وقوع پیوسته است. بر اساس مشاهدات انجام یافته و گزارشهای موجود، شهرستانهای ورزقان، اهر و هرسین کانون بیشترین خسارات بوده است. گزارش های رسمی خسارات جانی را ۳۰۶ کشته و بیش از ۱۵۰۰ زخمی اعلام نموده‌اند. مشاهدات آسیب در ساختمانها نشان می‌دهد که آسیبهای وارده به اجزای غیرسازه‌ای و تأسیسات خسارات مالی قابل توجهی را به همراه داشته است و موجب توقف خدمت رسانی بسیاری از تأسیسات گردیده است. همچنین بیشترین قربانی در این زلزله در اثر تخریب ساختمان های روستایی خشتی و گلی یا آجری بدون رعایت ساده‌ترین ضوابط فنی بوده است. بیمارستان های فعال در منطقه در زمان زلزله از خدمت رسانی خارج شده و بخشهای غیرسازه‌ای مانند دیوارها و سقف های کاذب آسیب شدیدی را متحمل شدند. در کنار مشاهده آسیب های موضعی، آسیب های سازه‌ای و جدی که باعث توقف خدمت رسانی در پلها و ابنیه حمل و نقل و سدهای احداث شده در منطقه زلزله زده گردد، مشاهده نشد.