برازش و تعیین پارامترهای مدل فرم بسته برای جنبش شدید زمین تحت رکوردهای نیرومند زلزله در حوزه نزدیک گسل

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته کارشناسی ارشد مهندسی زلزله

2 استادیار - هیات علمی دانشگاه خوارزمی دانشکده فنی و مهندسی

3 استاد - هیات علمی دانشگاه خوارزمی

چکیده

جنبش­های نیرومند زمین در حوزه نزدیک گسل دارای مشخصات خاصی بوده و تاریخچه زمانی این فرایندها می­تواند دارای پالس­های بزرگ با پریود بلند سرعت و نیز موجک­های تغییر مکان ­پایه با هر دو ماهیت استاتیکی و دینامیکی باشد. رکوردهای نیرومند ناشی از لرزش­ها و ارتعاشات شدید زمین در حوزه نزدیک گسل­های فعال، دارای قابلیت بالای آزادسازی انرژی و ایجاد جنبش­های نیرومند ضربه­ای و نیز توانایی شگرف در آشکارسازی پالس­های بزرگ در تاریخچه زمانی هستند. بر این پایه، در جهت شناخت و مفهوم­‌سازی جامع­تر جنبش­های نیرومند زمین در حوزه نزدیک گسل، می­توان مدل­های برازشی فرم بسته را با توجه به مشخصات ساختارهای موج­گونه در تاریخچه زمانی، رابطه­سازی نمود. در این مطالعه با تفسیر و کاربرد دو عبارت ترکیبی مثلثاتی، به موضوع مدل‌سازی ساختارهای موجی شکل موجود در تاریخچه زمانی رکوردهای حوزه نزدیک پرداخته شده است. عبارات مذکور، دارای قابلیت برازش شکل و ساختار پالس­های سرعت و شتاب هستند. همچنین، روند شبیه­سازی­های فرم بسته به گونه­ای انجام شده که علاوه‌بر برازش پالس­های موجود در رکورد شتاب و تاریخچه زمانی سرعت زمین، ساختارهای حاصله نیز دارای شباهت هر چه بیشتر با رکورد واقعی باشد. در همین راستا، پس از مدل­سازی پالس­های مذکور، دامنه تغییرات انرژی جنبشی حمل شده توسط رکورد واقعی و نیز نگاشت مصنوعی، محاسبه و با هم مقایسه شده‌اند. نتایج این تحقیق، نشان­گر قابلیت­های خوب و مؤثر کاربردی برای مدل برازشی فرم بسته است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] میرعابدینی، م.، آق­آتابای، م، ”تغییرات فضایی پارامترهای فرکتالی در البرز مرکزی ایران“، علوم زمین خوارزمی، ج. 1، ش. 1، 1394.
[2] Singh, Jogeshwar P., "Earthquake ground motions: implications for designing structures and reconciling structural damage", Earthquake Spectra, 1985, Vol.1, no.2, pp.239-270.
[3] Rodriguez-Marek, Adrian, and Jonathan D. Bray, "Seismic site response for near-fault forward directivity ground motions", Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 2006, Vol.132, no.12, pp.1611-1620.
[4] Loh, Chin‐Hsiung, Zheng‐Kuan Lee, Tsu‐Chiu Wu, and Shu‐Yuan Peng, "Ground motion characteristics of the Chi Chi earthquake of 21 September 1999", Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 2000, Vol.29, no.6, pp.867-897.
[5] Somerville, P.G., "Development of an improved representation of near fault ground motions", In SMIP98 Seminar on Utilization of Strong-Motion Data, 1998, Vol.15, p.1998.
[6] Somerville, P.G., and Robert Graves, "Conditions that give rise to unusually large long period ground motions", The Structural Design of Tall Buildings, 1993, Vol.2, no.3, pp.211-232.
[7] Somerville, P.G., “Engineering characterization of near-fault ground motions”, New Zealand Society for Earthquake Engineering, NZSEE Conference, 2005.
[8] Alavi, Babak, and Helmut Krawinkler, “Effects of near-field ground motion on building structures”, Consortium of Universities for Research in Earthquake Engineering, 2001.
[9] Mavroeidis, George P., and Apostolos S. Papageorgiou, "A mathematical representation of near-fault ground motions", Bulletin of the Seismological Society of America, 2003, Vol.93, no.3, pp.1099-1131.
[10] Vaez, S.R. Hoseini, M.K. Sharbatdar, G. Ghodrati Amiri, H. Naderpour, and A. Kheyroddin, "Dominant pulse simulation of near fault ground motions", Earthquake Engineering and Engineering Vibration, 2013, Vol.12, no.2, pp.267-278.
[11] Mimoglou, Petros, Ioannis N. Psycharis, and Ioannis M. Taflampas, "Determination of the parameters of the directivity pulse embedded in near-fault ground motions and its effect on structural response", In Computational Methods in Earthquake Engineering, Springer, Cham, 2017, pp.27-48, DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-319-47798-5_2.  
[12] Dabaghi, Mayssa, and Armen Der Kiureghian, "Simulation of orthogonal horizontal components of near‐fault ground motion for specified earthquake source and site characteristics", Earthquake Engineering and Structural Dynamics, 2018, Vol.47, no.6, pp.1369-1393.
[13] Puglia, Rodolfo, Emiliano Russo, Lucia Luzi, Maria D’Amico, Chiara Felicetta, Francesca Pacor, and Giovanni Lanzano, "Strong-motion processing service: A tool to access and analyse earthquakes strong-motion waveforms", Bulletin of Earthquake Engineering, 2018, Vol.16, no.7, pp.2641-2651.
[14] Rupakhety, Rajesh, and Ragnar Sigbjörnsson, "Can simple pulses adequately represent near-fault ground motions?”, Journal of Earthquake Engineering, 2011, Vol.15, no.8, pp.1260-1272.
[15] Hemmat, Mehdi, Seyed Shaker Hashemi, and Mohammad Vaghefi, "Seismic evaluation of steel frames subjected to decaying sinusoidal records through IDA method", Journal of Seismology and Earthquake Engineering (JSEE), 2013, Vol.15, pp.207-222.
[16] Makris, Nicos, and Shih-Po Chang, "Response of damped oscillators to cycloidal pulses", Journal of Engineering Mechanics, 2000, Vol.126, no.2, pp.123-131.
[17] Menun, Charles, and Qiang Fu, "An analytical model for near-fault ground motions and the response of SDOF systems", In Proceedings of the 7th US National Conference on Earthquake Engineering, 2002, Vol.10.
[18] Standard No. 2800, Iranian Code of Practice for Seismic Resistant Design of Buildings, 4th Edition, Tehran, Iran, 2014.
[19] Wang, Zhenming, N. Seth Carpenter, Lifang Zhang, and Edward W. Woolery, "Assessing potential ground-motion hazards from induced earthquakes", Natural Hazards Review, 2017, Vol.18, no.4, DOI: 10.1061/(ASCE)NH.1527-6996.0000264. 
[20] Bradley, Brendon A., Didier Pettinga, Jack W. Baker, and Jeff Fraser, "Guidance on the utilization of earthquake-induced ground motion simulations in engineering practice", Earthquake Spectra, 2017, Vol.33, no.3, pp.809-835.
[21] Yaghmaei-Sabegh, Saman, "Frequency content parameters of the ground motions from the 2017 Mw 7.3 Ezgeleh earthquake in Iran", Natural Hazards, 2020, pp.1-17, DOI: https://doi.org/10.1007/s11069-020-03876-2
[22] Whitney, Reeves, "Quantifying near fault pulses using generalized Morse wavelets", Journal of Seismology, 2019, Vol.23, no.5, pp.1115-1140.