بررسی اثرات ساختگاهی در شهر کرج با استفاده از امواج میکروترمور/احسانی نسترن

زمین‌لرزه یکی از مخرب‌ترین بلایای طبیعی است که همواره جوامع انسانی را از لحاظ مالی و جانی تهدید می‌کند. ایران به‌واسطه قرارگیری روی کمربند آلپ-هیمالیا از کشورهای زلزله‌خیز جهان است و تاکنون شاهد زمین‌لرزه‌های بسیار بزرگ و مخرب بوده که هرچند سال یک‌بار رخ می‌دهد. از سوی دیگر جمعیت رو به رشد و احداث ساختمان‌های مرتفع، خسارت‌های ناشی از این زمین‌لرزه‌های بزرگ را خصوصا در شهرهای بزرگ افزایش می‌دهد. کرج یکی از پرجمعیت‌ترین شهرهای ایران است که در سال‌های اخیر توسعه صنعتی و اقتصادی قابل‌توجهی داشته، لذا شناخت وضعیت تشدید ناشی از زمین‌لرزه در آبرفت‌های جوان آن‌که ساختگاه بسیاری از سازه‌های عمرانی و صنعتی است اهمیت ویژه‌ای دارد. در میان روش‌های مختلفی که جهت مطالعه اثرات ساختگاه وجود دارد، اندازه‌گیری ارتعاشات محیطی به لحاظ آسانی، اقتصادی بودن و در دسترس بودن در همه زمان‌ها و مکان‌ها از ارزش و اهمیت خاصی برخوردار است. مرسوم‌ترین روش جهت بررسی اثرات ساختگاه استفاده از تحلیل طیفی مؤلفه افقی به عمودی H/V (روش ناکامورا) است. به منظور بررسی اثرات ساختگاهی در شهر کرج از داده‌های میکروترمور در ‎۳۷ نقطه شهر در راستای پروفیل شمالی- جنوب غربی استفاده گردید که نمایانگر فرکانس غالب در محدوده‌ی۴/‎۰ تا ‎۲ هرتز است. نتایج نسبت طیفی H/V تحت اثر ساختار زمین‌شناسی منطقه است، بر مبنای این فرض می‌توان منحنی H/V تئوری را با شناخت از ساختار زمین‌شناسی منطقه تولید کرد. بدین منظور مدل‌سازی یک‌بعدی با استفاده از نرم‌افزار Deepsoil به روش خطی در سطوح کرنش پایین در سه مرحله انجام گردید. در ابتدا با استفاده از داده‌های گمانه درون‌چاهی که تا حداکثر عمق پنجاه متر در بیست و یک گمانه و صد متر در یک گمانه موجود بودند، آبرفت با ضخامت کم حدود ‎۱۷ تا ‎۸۵ متر دارای سنگ بستر مهندسی با سرعت ‎۷۶۰ متر بر ثانیه در نظر گرفته شد که نمایانگر بزرگنمایی در محدوده فرکانسی بالاتر نسبت به داده‌های میکروترمور بود. با توجه به اطمینان از صحت نتایج تجربی که توسط محققان مختلف دنیا به اثبات رسیده است از اختلاف نتایج در توابع بزرگنمایی حاصل از روش تجربی و تئوری می‌توان نتیجه گرفت که دو متغیر سرعت موج برشی یا عمق سنگ بستر و ضخامت آبرفت به‌درستی مدل نشده‌اند. بنابراین جهت رسیدن به فرکانس محدوده ۷/‎۰ تا ‎۱ هرتز منطبق بر قله میکروترمورها مدل‌سازی با در نظر گرفتن عمق بیشتر آبرفت و استفاده از پروفیل سرعت موج برشی به‌دست‌آمده از داده آرایه بر روی سنگ بستر زمین‌شناسی با سرعت ‎۱۳۰۰ متر بر ثانیه انجام گرفت. نتایج این مدل‌سازی با قله میکروترمورها در تحلیل طیفی H/V منطبق و نمایانگر وجود کنتراست مؤثر در عمق ‎۲۰۰ تا ‎۳۰۰ متر است، بااین‌حال توابع بزرگنمایی به‌دست‌آمده در این مدل قله‌های فرکانس پایین در روش تجربی را پوشش نمی‌داد. بنابراین برای به دست آوردن مدل بهتر با در نظر گرفتن شرایط زمین‌شناسی منطقه، کنتراست عمیق در حدود ‎۲ کیلومتری زمین که ناشی از تفاوت جنس سنگ بستر بود در نظر گرفته شد و نتایج به‌دست‌آمده با توابع بزرگنمایی میکروترمورها دارای انطباق خوبی است. در پایان با استفاده از نتایج حاصل، ساختار زیرسطحی زمین در شهر کرج به‌صورت دوبعدی ترسیم گردید.