نشریه زمین شناسی مهندسی

---

پیش‌بینی محل وقوع زلزله‌های آتی همراه با تعیین درصد احتمال رخداد، می‌تواند در کاهش خطرات ناشی از زلزله بسیار سودمند باشد. تعیین محل‌های پیش‌بینی شده، سبب افزایش توجه به طراحی، به‌سازی لرزه­ای و ارزیابی قابلیت اعتمادپذیری سازه‌های موجود در این مکان‌ها می‌شود. در پیش‌بینی زمان وقوع زلزله فرضیه‌ها و نظریه‌های گسترده‌ای مطرح است. هنوز شیوه‌ای دقیق برای پیش‌بینی زمان رخداد زلزله‌های آتی مورد تأیید قرار نگرفته است. در مورد پیش‌بینی بزرگی زلزله، بررسی‌های  گسترده‌ای انجام شده است، ولی در زمینۀ پهنه‌بندی مکان رخداد زلزله احتمالی هنوز هیچ پژوهشی صورت نگرفته است. در این پژوهش  با استفاده از شبکه‌های عصبی مصنوعی خود سازمان یافته، در استان‌های سمنان و قم، مکان‌هایی که احتمال رخداد زلزله آتی وجود دارد، پیش‌بینی شده است. شبکه‌های عصبی مصنوعی انتخاب شده در این تحقیق، با دریافت الگوهای ورودی قادر به استخراج مشخصات الگوهای پیچیده­ای از داده‌های ورودی(کاتالوگ زمین لرزه­ها) است. سپس با پژوهش‌های آماری انجام شده، نقشۀ پهنه‌بندی مکان زلزله احتمالی ترسیم شده است. برای انجام این کار مشخصات زلزله‌های رخ داده بین سال‌های 1903 تا 2012 در استان‌های مورد نظر از پایگاه‌های مختلف لرزه‌ای جمع‌آوری شد. با توجه به نقشه‌های به‌دست آمده، بیش‌ترین احتمال وقوع زلزله در استان قم، در منطقۀ مرکزی این استان با احتمال 6/31 درصد و در استان سمنان در محدودۀ شمالی این استان با احتمال 9/28 درصد پیش‌بینی شده است.

---

در این پژوهش یکی از روش‌های جدید پهنه‌بندی خطر زمین‌لغزش‌های ناشی از زلزله (مدل ناحیه­ای جامع زمین لغزش­های ناشی از زلزله یا مدل کمل¹) برای پیش‌بینی این نوع از زمین‌لغزش‌ها و ارزیابی آن با روش مهدویفر بررسی شده است. بدین منظور محدودۀ تحت تأثیر زلزلۀ سرعین (سال 1375) برای منطقۀ الگو انتخاب شده است. در این روش که محاسبه با واژه‌ها² نامیده می‌شود، سیستم‌های منطق فازی به­کار گرفته شده است. محاسبه با واژه‌ها روشی برای پیشرفت مدل‌سازی خطر زمین‌لغزش‌های ناشی از زلزله در مقیاس منطقه‌ای فراهم می‌کند که در واقع روشی حدفاصل برای تبدیل و استفاده از زبان گفتاری انسان به‌جای اعداد در محاسبات و استدلال است. ابتدا اطلاعات لازم شامل فاصلۀ به‌هم ریختگی، ردۀ زمین، رطوبت، شدت زلزله، زاویۀ شیب، ارتفاع دامنه، عمق خاک، ناهمواری دامنه و پوشش گیاهی با استفاده از عکس‌های هوایی، تصاویر ماهواره‌ای³، سنجش از دور (RS)، نقشه‌های موجود و بازدیدهای محلی از منطقۀ بررسی شده، جمع‌آوری شده است. این داده‌ها با استفاده از سامانۀ اطلاعات جغرافیایی، رقومی و وزن­دهی شده‌اند و با استفاده از برنامۀ کمل، میزان خطر و تراکم زمین‌لغزش‌های ناشی از زلزله محاسبه شده است و سپس مقایسۀ زمین‌لغزش‌های پیش‌بینی شده با استفاده از روش مذکور و زمین‌لغزش‌های رخ‌داده ناشی از زلزلۀ سرعین انجام گرفته است. در نهایت برای ارزیابی روش مذکور در پیش­بینی 

---

در این مقاله یکی از روش‌های جدید پهنه بندی خطر زمین لغزش‌های ناشی از زلزله(CAMEL) برای پیش بینی این نوع از زمین لغزش‌ها مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور محدوده تحت تاثیر زلزله سرعین (سال 1375) جهت منطقه الگو انتخاب شده است. در این روش که روش محاسبه با واژه‌ها (Computing with words ) نامیده می‌شود، سیستم‌های منطق فازی بکار گرفته شده است. محاسبه با واژه‌ها روشی برای پیشرفت مدل سازی خطر زمین لغزش‌های ناشی از زلزله در مقیاس منطقه ای فراهم می‌کند، که در واقع روشی حد فاصل برای تبدیل و استفاده از زبان گفتاری انسان به جای اعداد در محاسبات و استدلال است. ابتدا اطلاعات لازم شامل فاصله به هم ریختگی، رده زمین، رطوبت، شدت زلزله، زاویه شیب، ارتفاع دامنه، عمق خاک، ناهمواری دامنه و پوشش گیاهی با استفاده از عکس‌های هوایی، تصاویر ماهواره ای LANDSAT، سنجش از دور(RS)، نقشه های موجود و بازدیدهای محلی از منطقه مورد مطالعه جمع آوری شده است. این داده‌ها با استفاده از سامانه اطلاعات جغرافیایی رقومی و وزن دهی شده‌اند و سپس با استفاده از برنامه CAMEL، میزان خطر و تراکم زمین لغزش‌های ناشی از زلزله محاسبه گردیده است CAMEL چارچوب جامعی را برای مدل سازی همه انواع زمین لغزش‌های ناشی از زلزله با به کار گیری سامانه اطلاعات جغرافیائی فراهم می‌کند. در نهایت مقایسه زمین لغزش‌های پیش بینی شده با استفاده از روش مذکور و زمین لغزش‌های رخ داده ناشی از زلزله سرعین انجام گرفته است.

---

تحقیقات متعدد نشان می­دهند، آب‌زیرزمینی موجود در لایه­های زمین هنگام زمین‌لرزه و پیش از آن دچار تحولات فیزیکی و شیمیایی می‌شود که دستگاه­های اندازه­گیری آن‌ها را ثبت می‌کند و با عنوان پیش‌نشانگرهای زمین‌آب‌شناختی از آن یاد می‌شود. هم‌چنین طبق بررسی‌های انجام شده، امواج میدان الکترومغناطیس زمین هنگام زمین‌لرزه و حتی در بازۀ زمانی پیش از آن دچار نوساناتی می‌شود که به آن ناهنجاری‌های مغناطیسی گفته می‌شود. این دسته از ناهنجاری‌ها در حوزۀ دانشی زلزله به‌عنوان پیش‌نشانگر زمین‌مغناطیس شناخته می‌شوند. بنا بر این هدف از انجام این بررسی امکان‌سنجی ایجاد ارتباط بین دو دسته از پیش‌نشانگرهای زلزله (پیش‌ نشانگرهای زمین­آب‌شناختی و زمین‌مغناطیس) است. در این تحقیق، مجموعه‌ای از آزمایش‌ها به‌منظور بررسی اثر میدان‌های مغناطیسی در مشخصات فیزیکی و شیمیایی آب شامل، هدایت الکتریکی¹، کل مواد جامد محلول در آب² و ارتفاع سطح آب³، در راستای استفاده در پیش‌بینی کوتاه‌مدت و میان‌مدت زلزله طراحی و اجرا شد. تجزیه و تحلیل نتایج آزمایش با استفاده از آزمون‌های آماری نشان می‌دهد که با ضریب اعتماد 95 درصد، ارتباط معنی‌دار بخشی⁴ میان میدان‌های مغناطیسی (پیش‌نشانگر زمین‌مغناطیس) و مشخصات فیزیکی و شیمیایی آب (پیش ‌نشانگر آب‌شناختی) وجود دارد

---

از آن‌جاکه استفاده از سازه‌های خاک مسلح در مناطق لرزه‌خیز روز به روز در حال افزایش است، بررسی رفتار لرزه‌ای این سازه‌ها اهمیت می‌یابد. در این تحقیق، به بررسی رفتار لرزه‌ای دیوارهای حایل خاک مسلح شده با تسمه‌های پلیمری می‌پردازیم. برای تحلیل حساسیت، تأثیر فراسنج‌های طول مسلح کننده‌ها، نحوۀ اجرای مسلح‌کننده‌ها، بیشینۀ شتاب موج ورودی و فرکانس موج ورودی که اثر چشم‌گیری بر تغییر شکل‌ها دارند بررسی می‌شود. مشکل عمدۀ تحلیل‌های دینامیکی زمان‌بر بودن آن‌ها با استفاده از نرم‌افزارهای عددی است. از این‌رو، مناسب‌ترین و ساده‌ترین راه حل، تعیین ضرایبی معادل است که به‌واسطۀ آن بتوان تغییر مکان‌های دیوار را از دو روش شبه استاتیکی و دینامیکی به یک‌دیگر هم‌گرا کرد تا با استفاده از تحلیل‌های شبه استاتیکی که زمان بسیار کم‌تری نسبت به تحلیل‌های دینامیکی می‌گیرند، به طراحی نسبتاً دقیقی دست یافت.  به‌این‌منظور با در نظر گرفتن تغییر مکان افقی دیوار به‌عنوان مبنای مقایسه، ضریب شتاب افقی معادل زلزله برای مدل ارائه می‌شود

---

رخداد زلزله در مناطق زلزله‌خیز به‌صورت اتفاق تنها نیست، بلکه در اغلب موارد زلزله به‌صورت زنجیره‌ای از حرکات زمین با شدت‌های متفاوت و به‌صورت پی‌در‌پی در منطقه رخ می‌دهد. این سلسله زلزله‌ها اغلب به زلزله‌های پی‌در‌پی اصلی و پس‌لرزه‌ها یا زلزله‌های تکراری تعبیر می‌شود. در این پژوهش رفتار لرزه‌ای قاب بتن مسلح تحت اثر زلزله‌های متوالی با شدت‌های مختلف حداکثر شتاب پس‌لرزه به زلزله اصلی ارزیابی می‌شود. در پژوهش حاضر تحلیل تاریخچه زمانی غیرخطی روی قاب بتن مسلح تحت اثر زلزله‌ اصلی و زلزله‌ها متوالی اجرا شده است. به‌منظور بررسی پاسخ لرزه‌ای قاب تحت اثر زلزله‌های متوالی از پارامتر جابه‌جایی نسبی ماندگار طبقات استفاده شده است. نتایج این تحقیق برای قاب بررسی شده نشان می‌دهد که، جابه‌جایی نسبی ماندگار طبقات به‌شدت حداکثر شتاب پس‌لرزه به زلزله اصلی وابسته است و با افزایش شدت پس‌لرزه این پارامتر افزایش می‌یابد. از طرفی رشد پاسخ ماندگار طبقات تحت اثر پس‌لرزه نسبت به زلزله اصلی در طبقات بالا محسوس‌تر بوده است.

---

عوامل مختلفی در بحث اندرکنش خاک و سازه باید در نظر گرفته شود؛ که از جمله آنها می‌توان خواص مصالح لایه‌های زیرسطحی، توپوگرافی و هندسه ساختگاه و خصوصیات حرکت ورودی را نام برد. مطالعات نشان می‌دهد که امواج لرزه‌ای در برخورد با نامنظمی‌های توپوگرافی دچار شکست  شده و باعث ‌ایجاد حرکات لرزه‌ای شدیدتری نسبت به حالت بدون شیب در سطح زمین می‌شوند. در‌این مقاله تاثیر اثرات توپوگرافی بر روی جابه‌جایی نسبی طبقات سه سازه با سیستم قاب خمشی فولادی بررسی شده است. برای این منظور  6 مدل ترکیبی از خاک- سازه و توپوگرافی در نظر گرفته شده است. 3 سازه 6، 9 و 12 طبقه در دو فاصله نزدیک و دور از شیب 20 درجه قرار داده شده و 10 رکورد زمین‌لرزه ثبت شده  بر روی سنگ بستر به مدل‌ها اعمال گردید. جابه‌جایی نسبی طبقات به عنوان معیار بررسی تاثیر توپوگرافی در نظر گرفته شده است. نتایج نشان داد توپوگرافی سبب افزایش جابجایی نسبی طبقات می شود اما این افزایش در سازه ها و طبقات مختلف، متفاوت می باشد. درصد افزایش جابه‌جایی نسبی ناشی از تاثیرات شیب با افزایش تعداد طبقات کاهش می‌یابد. به گونه‌ای که در سازه 6 طبقه تا 25 درصد، سازه 9 طبقه تا 15 درصد و سازه 12 طبقه تا 6 درصد رشد، در میانگین مقادیر جابه جایی نسبی طبقات ملاحظه شد. همچنین در سازه‌های 9 و 12 طبقه در برخی از طبقات کاهش جابه‌جایی نسبی طبقه مشاهده شد.

---

از مهم‌ترین اثرات ناشی از زلزله 31 خرداد 1369 منجیل (7/7M=) وقوع زمین‌لغزش‌های متعدد در مناطق تحت تأثیر این زلزله بوده است. بررسی و تحلیل مشخصات این زمین‌لغزش‌ها و نحوۀ توزیع آن‌ها در شناخت مناطق مستعد زمین‌لغزش در زلزله‌های آینده اهمیت به‌سزایی دارد. هدف از این پژوهش شناسایی عوامل مؤثر و پهنه‌بندی زمین‌لغزش‌های ناشی از زلزله در چهارگوش‌های چلکاسر و چهارمحل (منطقه‌ای در نزدیکی رومرکز زلزله منجیل) به مساحت 30/309 کیلومترمربع، با استفاده از مدل AHP (دو روش استفاده از دانش کارشناسی و استفاده از دانش داده‌ای و کارشناسی به‌صورت توأم) است. به این منظور، ابتدا با توجه به موقعیت زمین‌لغزش‌های به‌وقوع پیوسته، بررسی‌های تطبیقی و نتایج سایر محققان، 7 عامل شامل؛ شدت آریاس، زاویۀ اصطکاک داخلی، چسبندگی، شیب، جهت شیب، ارتفاع و انحنای دامنه شناسایی شد. سپس با استفاده از مدل AHP معیارهای بررسی شده تعیین وزن شده و لایه‌های رستری عوامل مذکور در محیط نرم‌افزار Arc GIS تهیه شده، نهایتاً پهنه‌بندی خطر زمین‌لغزش با دو روش مذکور صورت گرفت. نتایج نشان می‌دهد معیارهای شدت آریاس و انحنای دامنه با وزن‌های 317/0و022/0 به‌ترتیب بیش‌ترین و کم‌ترین تأثیر را بین معیارهای انتخابی دارند. هم‌چنین برای ارزیابی و انتخاب مدل مناسب از دو شاخص مجموع کیفیت (Q_S) و دقت روش (P) استفاده شد. طبق نتایج به‌دست آمده از این دو شاخص روشی که در آن، قضاوت‌ها بر اساس استفاده از دانش داده‌ای و کارشناسی به‌صورت توأم صورت گرفته است، کارایی بهتری نسبت به مدل دیگر دارد.
 

---

نتایج حاصل از پژوهش‌های متعددی نشان داده است که در خلال وقوع یک زلزله مشخصات لرزه­ای حرکت زمین در فواصل نزدیک به ابعاد سازه­های مهندسی طویل به‌طور چشم‌گیری تغییر می­باید. تعیین دقیق مشخصات حرکت زمین در نقاط واقع بر یال دره­ها به‌دلیل قرارگیری تکیه­گاه‌های سازه­های طویلی مانند سدها و پل‌ها روی آن‌ها اهمیت خاصی در مهندسی زلزله دارد. هدف این مقاله تولید زلزله­های مصنوعی غیریک‌نواخت در یال دره‌های مثلثی با درنظرگیری اثرات توپوگرافی دره است. به‌منظور تولید زلزله­های مصنوعی غیریک‌نواخت از روش بازنمایش طیفی که یکی از پرکاربردترین روش‌های موجود در زمینۀ تولید تاریخچه­های زمانی غیریک‌نواخت است، استفاده می‌شود. در اکثر پژوهش‌های موجود در ادبیات فنی توابع نبود انسجام لرزه­ای برای ساختگاه‌های مسطح ارائه شده­اند،از این‌رو، نمی­توانند الگوی مناسبی برای تولید زلزله­های مصنوعی در سازه­های طویلی مانند پل‌ها و سدها که تکیه­گاه‌های آن‌ها درون عوارض توپوگرافی دره قرار دارند باشند. به‌منظور درنظرگیری اثرات توپوگرافی ابتدا الگوی تقویت طیفی امواج لرزه­ای در عارضۀ دره از طریق انجام تحلیل دینامیکی تاریخچۀ زمانی به‌وسیلۀ برنامه Flac2D به‌دست آمده و سپس از توابع تقویت به‌دست آمده در تولید رکوردهای متغیر در یال دره استفاده می‌شود. مقایسۀ مشخصات رکوردهای تولید شده با توابع تقویت دره نشان می­دهد روش پیشنهادی این مقاله به‌طور موفقیت‌آمیزی قادر به تولید تحریکات غیریک‌نواخت تکیه­گاهی در یال دره است. 

---

در تحلیل خطی معادل یک‌بعدی که به‌طور وسیع در برآورد اثر شرایط محلی ساختگاه به‌کار می‌رود، عموماً رفتار خاک مستقل از فرکانس بارگذاری زلزله فرض می­شود. این در حالی است که مدول برشی (G) و نسبت میرایی (D)، متأثر از فرکانس بارگذاریند. در این پژوهش با استفاده از روش تحلیل خطی معادل، طیف پاسخ شتاب در سه سطح خطر (PGA=0.1g, 0.35g, 1g) برای دو ستون خاک CH/SC به‌ارتفاع 30 و 60 متری تحت اثر مؤلفه­های هشت رکورد زلزله میدان نزدیک استخراج شده است. علاوه بر منحنی­های رفتاری متداول، در مدل‌سازی رفتار خاک از منحنی­های رفتاری مستخرج از روش آزمون مشخصات دینامیکی تحت اثر فرکانس­های بارگذاری 5/0، 1، 2، 5 و Hz 10 و در سطوح تنش محدودکننده 1، 2 و  5 نیز استفاده شده است. طی انجام 1728 تحلیل خطی معادل، مقادیر طیف پاسخ شتاب، ضریب بزرگ‌نمایی طیف و نسبت شتاب طیفی استخراج شده است. براساس نتایج حاصل، ملحوظ کردن اثر فرکانس بارگذاری در منحنی رفتاری مصالح بر مقدار پاسخ شتاب طیفی، نسبت شتاب طیفی و ضریب شکل طیف مؤثر است. در هر دو حالت ستون خاک 30 و 60 متری، افزایش فرکانس بارگذاری منجر به کاهش نسبت شتاب طیفی و متوسط ضریب بزرگ‌نمایی طیف، خصوصاً در دوره‌های کوتاه می­شود. مقایسۀ متوسط ضریب شکل حاصل از تحلیل­ها با، ضریب شکل (B) طیف طرح استاندارد 2800 نشان می­دهد که به‌منظور احتساب اثر فرکانس غالب زلزله­های میدان نزدیک لازم است در خاک نوع و مقدار  طیف طرح استاندارد 2800 ایران به‌ترتیب به مقدار 5/0 و 1 ثانیه افزایش یابد. 
 

---

در سال­های اخیر با گسترش استفاده از روش میخ­کوبی برای تثبیت دیوارۀ گودبرداری­ها، نیاز به بررسی جامع رفتار این روش احساس می­شود. در پژوهش‌های پیشین، رفتار دیوار میخ­کوبی­شده در حالت­های استاتیکی و دینامیکی تحت شرایط مختلف بررسی شده­اند اما با توجه به ماهیت متفاوت زلزله­های حوزۀ نزدیک گسل، بررسی اثر این حرکات روی رفتار دیوار میخ­کوبی­شده ضروری است. از این‌رو در این پژوهش با در نظر گرفتن یک مدل دوبعدی گودبرداری، اثر زلزله­های حوزه نزدیک و حوزه دور از گسل روی پاسخ مدل بررسی شده است. برای تشریح رفتار خاک از مدل موهر کولمب و برای میخ­ها پارامترهای الاستیک و پلاستیک در نظر گرفته شده است. هم‌چنین با توجه به قابلیت­های نرم­افزارPLAXIS 2D ، برای مدل­سازی روند گودبرداری، از روش ساخت مرحله­ای استفاده شده است. در این بررسی، 10 شتاب‌نگاشت زلزله (5 شتاب‌نگاشت زلزله حوزۀ نزدیک و 5 شتاب‌نگاشت زلزله حوزۀ دور)، که روی سنگ سخت ثبت شده­اند، به کف مدل اعمال شد. مقادیر لنگرخمشی، نیروی برشی و نیروی محوری ایجاد شده در میخ­ها، در حالت زلزله حوزۀ نزدیک بزرگ‌تر از مقادیر ایجاد شده تحت زلزله­های حوزه دور هستند. این مقادیر تقریباً برای بیشینۀ لنگرخمشی برابر 23 درصد، نیروی برشی 30 درصد و نیروی محوری 22 درصد هستند. به‌دلیل این که در زلزله­های حوزۀ نزدیک انرژی بیش‌تری در مدت زمان کم‌تری به مدل اعمال می­شود (به‌دلیل وجود پالس) تغییرمکان ایجاد شده نیز بیش‌تر است. افزایش طول میخ و سختی موجب کاهش تغییر مکان دیوار میخ کوبی شده تحت زلزله حوزۀ نزدیک می شود، مع‌ذلک رفتار کلی خاک  تحت این زلزله عوض نمی‌شود. بر مبنای نتایج به‌دست آمده در یک حداکثرشتاب ثابت رابطۀ مستقیمی بین حداکثر پیک سرعت و جابه‌جایی بالای دیوار وجود دراد. لیکن رابطۀ ذکر شده در زلزله‌های حوزۀ دور مشاهده نمی‌شود.

---