a1
توسعه سامانه نرم افزاری پیش بینی زمین لغزشهای ناشی از زلزله
مجری: محمد رضا مهدوی فر
در این پروژه سامانه خودکاری که قبلاً توسط مهدوی فر (۱۳۸۵) توسعه یافته بود برای البرز مرکزی عملیاتی گردیده است. با تکمیل این پروژه بعد از وقوع زلزله های بزرگتر از ۵ ریشتر و تعیین رومرکز و بزرگی آن، بلافاصله نقشه های هم-شدت تهیه می شود که کمک شایانی در تعیین اولیه مناطق تخریب شده در اثر زلزله می نماید. علاوه بر این نقشه پهنه بندی خطر زمین لغزشهای ناشی از زلزله نیز ارائه می گرددکه بوسیله آن مناطقی که احتمالاً در اثر لغزش، راه دسترسی به آنها مسدود شده و یا خود در معرض این پدیده بوده اند شناسایی می گردد.

a1

نمودار جریانی سامانهa2

بررسی ویژگی‌های لرزه ای آبرفت‌های عمیق با استفاده از اندازه گیری آرایه‌ای ارتعاشات محیطی
(مطالعه موردی شهر تهران)
مجری: ابراهیم حق شناس
این پژوهش با هدف تعیین پروفیل سرعت موج برشی آبرفتهای تهران در اعماق زیاد که در بررسی نقش ویژگیهای این آبرفتها بر تشدید جنبش زمین ناشی از زلزله های احتمالی و ساخت و ساز ایمن در برابر زلزله بسیار حائز اهمیت است تعریف و اجرایی شده است. یک پروفیل طولی شمالی- جنوبی (از نمایشگاه بین المللی تهران تا حرم امام خمینی (ره)) با اندازه گیری در هفت محل و یک پروفیل شرقی- غربی (از فرهنگسرای خاوران تا رودخانه کن) با اندازه گیری در ۵ محل برای مطالعه و تحصیل ویژگی های لرزه ای آبرفت های تهران انتخاب گردید. با بررسی همزمان و تطابق پروفیل های سرعت موج برشی هر یک ایستگاه ها با یکدیگر، پروفیل دوبعدی سرعت موج برشی و عمق سنگ بستر در راستاهای مورد مطالعه بدست آمده است.

a3
آرایه های برداشت شده نمایشگاه بین المللی تهران

a5
ساختار سرعتی موج بدست آمده برای آرایه اندازه گیری شده در محل نمایشگاه بین المللی تهران

a4
منحنیهای پاشندگی بدست آمده برای آرایه اندازه گیری شده در محل نمایشگاه بین المللی تهران

ارائه معیارهای شبه استاتیکی برای تحلیل پایداری لرزه ای شیروانیها

مجری: فرج ا… عسکری

در این تحقیق با استفاده از روش طراحی بر اساس عملکرد، ارتباط تغییر مکان شیب با خصوصیات لرزه ای آن با در نظر گرفتن پارامترهای لرزه خیزیکشور ایران مورد مطالعه قرار گرفته است.بر اساس نتایج این پروژه، ضریب شبه استاتیکی لازم جهت طراحی شیبها بر اساس عملکرد مورد انتظار – در محدوده پارامترهای درنظر گرفته شده – قابل محاسبه است.

a6
هندسه مدل شیروانی مورد مطالعه
بررسی رفتار لرزه ای عوارض توپوگرافی سطحی با استفاده از روش اجزای مرزی سه بعدی در حوزه زمان

مجری: محسن کمالیان

امروزه تجربیات به دست آمده از زمین‌لرزه‌های گذشته و نیز مطالعات صورت گرفته در این زمینه تاثیر قابل ملاحظه عوارض توپوگرافی و نامنظمی‌های سطحی بر پاسخ لرزه‌ای سطح زمین را نمایان ساخته است. علی‌رغم مشخص شدن اهمیت این مسئله، تنها معدودی از آیین‌نامه‌ها و دستورالعمل‌های طراحی مقاوم در برابر زلزله به صورت محدود و بازدارنده اثرات ساختگاهی ناشی از توپوگرافی را مد نظر قرار داده‌اند. این مسئله ناشی از عدم وجود دانش کافی درباره نحوه و میزان تاثیر توپوگرافی بر پاسخ لرزه‌ای است. طبیعت چند‌بعدی عوارض توپوگرافی و محدودیت روش‌های تحلیلی و تجربی، ضرورت استفاده از روش‌های عددی جهت حل مسئله انتشار امواج و برآورد پاسخ لرزه‌ای را ایجاب می‌نماید.
در بین روش‌های عددی، روش اجزاء مرزی (BEM) در حل مسائل انتشار امواج در محیط‌های خطی نامحدود کارآیی فراوانی دارد. چراکه از یک سو ابعاد دستگاه معادلات را کاهش داده و از سوی دیگر با ارضاء ذاتی شرط مرزی تشعشع در بی نهایت، نیاز به مش‌بندی حوزه دور را به حداقل ممکن کاهش می‌دهد. طبیعی است که فرمول‌بندی مسئله در حوزه زمان، امکان ترکیب الگوریتم اجزاء مرزی با روش‌های عددی دیگر جهت حل مسائل غیر خطی را فراهم خواهد نمود. در این پژوهش برنامه کامپیوتری بمسا که یک نرم‌افزار اجزاء مرزی جهت تحلیل پاسخ لرزه‌ای عوارض توپوگرافی سطحی سه‌بعدی در حوزه زمان است، توسعه داده شد. بدین منظور یک الگوریتم اجزاء مرزی جهت تحلیل دینامیکی عوارض توپوگرافی سطحی سه‌بعدی در حوزه زمان تدوین و سپس هسته‌های الاستودینامیک محیط‌های سه‌بعدی جهت حل تحلیلی انتگرالهای کانولوشن استخراج گردید. این هسته‌ها همراه با الگوریتم مذکور در برنامه بمسا به کار رفته و اعتبار و دقت آنها با حل چند مثال عددی شامل نیم فضا، تپه و دره نشان داده شد.
در ادامه یک مطالعه پارامتریک جامع جهت بررسی رفتار لرزه‌ای عوارض توپوگرافی دو‌بعدی و سه‌بعدی، شامل تپه‌ها و دره‌های منفرد همگن دارای رفتار ارتجاعی خطی در مقابل امواج مهاجم قائم انجام گرفت. با تحلیل نتایج مطالعات پارامتریک دوبعدی و سه‌بعدی رفتار لرزه‌ای عوارض توپوگرافی مورد بررسی واقع شد. نتایج مطالعات نشان داد که پدیده غالب در تپه‌ها بزرگنمایی و در دره‌ها کوچکنمایی است. همچنین طول امواج مهاجم و پارامتر‌های هندسی شامل نسبت شکل، نسبت بعد و شکل عوارض توپوگرافی بیشترین تاثیر را بر پاسخ لرزه‌ای تپه و دره دارند. به طور کلی با افزایش نسبت شکل، بزرگنمایی و کوچکنمایی در نقاط مختلف عوارض توپوگرافی، چه تپه و چه دره، افزایش می‌یابد. تپه‌های سه‌بعدی در مقایسه با تپه‌های دوبعدی دارای توان تقویت بیشتری هستند؛ با این حال اگر نسبت بعد تپه‌های سه‌بعدی بیش از ۰/۴ باشد، رفتار لرزه‌ای آنها به تپه‌های دوبعدی بسیار نزدیک خواهد بود. پاسخ لرزه‌ای دره‌های سه‌بعدی با پاسخ لرزه‌ای دره‌های دوبعدی تفاوت‌های کمی نشان می‌دهد؛ به نحوی که می‌توان رفتار لرزه‌ای آنها را یکسان در نظر گرفت. اثر شکل عارضه چه در دره‌ها و چه در تپه‌ها، از الگوی مشترکی تبعیت می‌نماید. به گونه‌ای که بزرگنمایی نقاط مختلف عارضه با اشکال مختلف در غالب محدوده‌های پریودیک تابعی از ارتفاع یا عمق‌آن می‌باشد. در مقابل ضریب پواسون داری اثر محدود بر پاسخ لرزه‌ای عوارض توپوگرافی بوده و در غالب نقاط و محدوده‌های پریودیک قابل صرفنظر کردن است. نوع موج مهاجم نیز الگوی بزرگنمایی عوارض توپوگرافی را تغییر نمی‌دهد، بلکه تنها بزرگنمایی و کوچکنمایی امواج مهاجم برشی در نقاط مختلف عوارض توپوگرافی، چه تپه و چه دره، در مقایسه با امواج مهاجم فشاری بیشتر است.
به منظور کاربردی نمودن نتایج به دست آمده، برخی روابط و جداول ساده مهندسی ارائه گردیده است که ارزیابی پارامتر‌های لرزه‌ای در روی عوارض توپوگرافی را تسهیل می‌نماید. روابط ارائه شده، با برآورد پریود مشخصه، پریود حدی و بیشینه بزرگنمایی یا کوچکنمایی قله تپه‌ها و قعر دره‌ها در تدقیق مطالعات ریزپهنه‌بندی ژئوتکنیک لرزه‌ای قابل استفاده هستند؛ جداول ضرایب بزرگنمایی متوسط تپه‌های دوبعدی و سه‌بعدی نیز ضمن تدقیق نتایج مطالعات ریزپهنه‌بندی ژئوتکنیک لرزه‌ای و برآورد بزرگنمایی بیشینه پارامتر‌های جنبش شدید زمین، امکان برآورد ضرایب اصلاح طیف طراحی بر روی تپه‌های دو‌بعدی و سه‌بعدی را فراهم نموده است.

a7
ساختگاه‌های با شرایط محلی متفاوت

a8
بیشینه بزرگنمایی تپه‌های سه‌بعدی گوسی شکل با نسبت بعد ۰/۱ و بیشینه بزرگنمایی تقریبی تپه‌های دوبعدی

a9
نسبت بعد حدی تپه‌های سه‌بعدی

a10
پریود مشخصه تپه‌های سه‌بعدی گوسی شکل با نسبت بعد ۰/۱ و پریود مشخصه تقریبی تپه‌های دوبعدی

ارزیابی مشخصات ورفتاردینامیکی سدخاکی مسجدسلیمان بااستفاده ازنگاشتهای ثبت شده وتحلیلهای عددی
مجری: محمد داودی
در ادامه مطالعات قبلی صورت گرفته در پژوهشگاه در زمینه برآورد رفتار لرزه ای سدهای خاکی، گزارش حاضر بر مبنای استفاده از نگاشتهای زلزله و انفجار ثبت شده بر روی سد خاکی مسجد سلیمان پایه گذاری شد تا بتواند ضمن ارائه راهکار مناسبی جهت افزایش دقت برآورد مشخصات دینامیکی، برخی چالشهای مطرح در زمینه تحلیل دینامیکی سدهای خاکی را نیز مورد ارزیابی قرار دهد. بدین منظور، فرکانسها و اشکال مودی سد با استفاده از روشهای کلاسیک و مدرن پردازش سیگنال استخراج گردیده و پاسخهای حاصل با نگرش ویژه به روشهای مختلف پردازش مورد مقایسه و تجزیه و تحلیل قرار گرفت. در ادامه تحقیق و با استفاده از شتابنگاشت ورودی ثبت شده در گالری، تحلیلهای عددی بدنه و پی سد مسجد سلیمان در محدوده دو بعدی انجام شد. در این بخش، تکیه اصلی تحقیق بر روی به چالش کشیدن فرض خطادار پی بدون جرم در نرم-افزارهای مبتنی بر روش اجزای محدود و ارائه رهکار در مورد قرار گرفت. بر این اساس، پاسخهای بدست آمده از تحلیلهای عددی با استفاده از توزیع زمان-فرکانس با پاسخهای ثبت شده مورد مقایسه قرار گرفت و در خصوص میزان در نظرگیری جرم پی با استفاده از معیارهای مختلف بحث شد. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که صرفنظر نمودن از جرم پی الزاما منجر به بهترین پاسخ دینامیکی برای سد خاکی نمی گردد. با توجه به معیارهای مختلف در نظر گرفته شده در این تحقیق و با توجه به ضعیف بودن محرک ورودی ثبت شده و فرض رفتار خطی سد، به نظر می رسد پی با جرم کمتر از ۵۰ درصد نزدیکترین پاسخ به رفتار ثبت شده سد را به همراه داشته باشد.
در مجموع، نتایج تحقیق حاضر نشان می دهد که استفاده از روشهای نوین پردازش سیگنال ابزاری قدرتمند جهت تدقیق شناسایی مشخصات دینامیکی سدهای خاکی و نیز وسیله ای مناسب به منظور تدقیق مدلهای عددی (مخصوصا در بررسی یکی از مهمترین چالشهای مطرح در زمینه سدهای خاکی یعنی اثرات اندرکنش سد-پی) در زمان زلزله می باشد.
a12

تاریخچه زمانی شتابنگاشت زلزله محاسبه شده در داگ وی در حالت پی با ۲۵ درصد جرم (تصویر بالا)، چگالی طیفی انرژی (تصویر سمت چپ) و تبدیل حوزه زمان – فرکانس نگاشت مذکور(تصویر سمت راست)

a11

مقایسه منحنیهای بزرگنمایی نگاشتهای ثبت شده و محاسبه شده در ارتفاع سد مسجدسلیمان در حالات مختلف جرم پی با در نظر گرفتن حداکثر دامنه شتاب موجود در نگاشت