رهنمودهای مربوط به عملکرد خوب تجزیه و تحلیل موج سطح: محصولی از پروژه بین قاره ای

روش های موج سطح به دست آمده در دهه های گذشته نقش اصلی در بسیاری از پروژه های لرزه ای را نشان می دهد. به طور خاص ، آنها اغلب برای بازیابی یک مدل سرعت موج برشی 1D یا تخمین V استفاده می شوند_{S ، 30}در یک سایتپیچیدگی فرآیند تفسیر و تنوع رویکردهای ممکن برای تجزیه و تحلیل موج سطح ، تعیین یک استاندارد ثابت برای اطمینان از کیفیت و قابلیت اطمینان نتایج بسیار سخت است. دستورالعمل های حاضر با ارائه برخی از اصول اساسی و پیشنهادات خاص مربوط به رایج ترین شرایط ، اطلاعات عملی در مورد کسب و تجزیه و تحلیل داده های موج سطح را ارائه می دهد. آنها در درجه اول برای کاربران غیر متخصص که به آزمایش موج سطح نزدیک می شوند ، هدف قرار می گیرند ، اما می توانند برای متخصصان این زمینه به عنوان یک مرجع کلی مفید باشند. این دستورالعمل ها بر اساس تجربه به دست آمده در پروژه interpacific و تخصص شرکت کنندگان در کسب و تجزیه و تحلیل داده های موج سطح است.

روی نسخه خطی کار می کنید؟

بررسی اجمالی

معرفی

در دو دهه گذشته ، تجزیه و تحلیل موج سطح به یک تکنیک بسیار متداول برای بازیابی سرعت موج برشی تبدیل شده است (V_S) مشخصات. یک استفاده مشترک از V_Sپروفایل تخمین V است_{S ، 30}تعریف شده به عنوان میانگین سرعت موج برشی در زمان سفر در بالاترین 30 متر زیرزمین ، که در چندین کد ساختمان ، از جمله EC8 ، برای طبقه بندی سایت پاسخ لرزه ای استفاده می شود.

به طور کلی ، روش های موج سطح نیاز به پردازش و وارونگی داده های تجربی دارد که ممکن است کاملاً پیچیده باشد و نیاز به انجام با دقت انجام شود. مشکل وارونگی موج سطح در واقع بسیار غیرخطی است و تحت تأثیر راه حل غیر بی اهمیت قرار دارد. این عوامل می توانند ابهامات تفسیر را در مدل سرعت موج برشی ایجاد کنند. به همین دلایل ، نتایج تجزیه و تحلیل موج سطح فقط در صورت بدست آوردن توسط کاربران متخصص قابل اعتماد است. با این حال ، به دلیل هزینه و اثربخشی زمان روش های موج سطح و در دسترس بودن نرم افزار "جعبه سیاه" ، کاربران غیر متخصص به طور فزاینده ای روش های موج سطح را اتخاذ می کنند. این اغلب منجر به نتایج به شدت نادرست می شود که ممکن است باعث عدم اعتماد به نفس کلی در روشهای غیر تهاجمی در بخشی از جامعه مهندسی زلزله شود.

در این چارچوب ، پروژه interpacific (متقابل روش های پارامتر سایت و مشخصات مشخصات سرعت) از جمله اهداف دیگر ، در مقایسه متداول ترین تکنیک های تجزیه و تحلیل موج سطح به منظور ارزیابی عملکردهای مختلف و قابلیت اطمینان آنها انجام شد. این مقایسه ها به بهبود درک آن موضوعات نظری و عملی کمک کرده است که تفاوت های آن در اجرای می تواند بر نتایج تأثیر بگذارد.

دستورالعمل های حاضر با ارائه برخی از اصول اساسی و پیشنهادات خاص مربوط به رایج ترین شرایط ، اطلاعات عملی در مورد کسب و تجزیه و تحلیل داده های موج سطح را ارائه می دهد. آنها در درجه اول برای کاربران غیر متخصص که به آزمایش موج سطح نزدیک می شوند ، هدف قرار می گیرند ، اما می توانند برای متخصصان این زمینه به عنوان یک مرجع کلی مفید باشند. علاوه بر این ، آنها یک مرجع مشترک برای ایجاد گفتگوی لازم بین ارائه دهنده خدمات و کاربر نهایی نتایج ارائه می دهند. با این حال ، دستورالعمل ها نمی توانند جایگزینی برای تجربه در تجزیه و تحلیل موج سطح باشند.

این دستورالعمل ها بر اساس تجربه به دست آمده در پروژه interpacific و تخصص شرکت کنندگان در کسب و تجزیه و تحلیل داده های موج سطح است.

درمان کامل از پیشینه نظری و کاربردهای پیشرفته خارج از محدوده این دستورالعمل ها است. خواننده به کتابهای درسی (به عنوان مثال Okada 2003 ؛ Foti et al. 2014) و به ادبیات گسترده در مورد این موضوع گفته می شود (برای یک مرور کلی ، به برد و همکاران 2010 ؛ Socco و همکاران 2010 ؛ Foti et al. 2011 ؛ Schramm ؛و همکاران 2012 ؛ یونگ و همکاران 2013) برای دستیابی به دانش لازم در مورد روشهای موج سطح و برای جزئیات نظری.

این دستورالعمل ها با استناد به امواج ریلی ، که رایج ترین امواج سطح مورد بهره برداری هستند ، نوشته شده است. بسیاری از همین اصول در مورد تجزیه و تحلیل انواع دیگر امواج سطحی ، مانند امواج عشق و Scholte ، که با این وجود به روشهای خاص دستیابی به داده ها و الگوریتم های مدل سازی رو به جلو نیاز دارند ، اعمال می شود. خواص امواج سطحی که در مقاله و همچنین الگوریتم های مورد استفاده برای حل مشکل رو به جلو استفاده می شود ، مبتنی بر ایده آل کردن رسوبات خاک و ژئوم مواد به عنوان الاستیک خطی (کوچک) است که به این ترتیب از قانون کلاسیک هوک پیروی می کند. سایر خصوصیات عجیب و غریب امواج سطحی را می توان با فرض مدل های سازنده مختلف برای خاک ها استنباط کرد. مثالها شامل ویسکوالاستیک خطی است که در آن می توان از میرایی امواج سطحی برای برآورد نسبت میرایی (فاکتور کیفیت) خاکها یا مراطبال پورو (مدل بیوت) استفاده کرد که در آن امواج ریلی در اصل می توانند برای تخمین تخلخل استفاده شوند.

تجزیه و تحلیل موج سطح را می توان با طیف گسترده ای از روشها انجام داد. در صورت اجرای صحیح و به درستی کاربردی ، تقریباً هر یک از آنها می توانند نتایج معادل را از نظر قابلیت اطمینان ارائه دهند. این دستورالعمل ها بر روی روش استاندارد متمرکز شده و توصیه های اساسی را برای کاربران غیر متخصص ارائه می دهند. برای دستیابی به نتایج مشابه می توان از گزینه های مختلف دستیابی و/یا پردازش استفاده کرد. پوشش کامل همه گزینه های ممکن خارج از محدوده دستورالعمل ها است.

این دستورالعمل ها به شرح زیر سازماندهی شده است: پس از معرفی مختصر در مورد اصول اساسی روشهای موج سطح ، مراحل معمولی آزمون (دستیابی ، پردازش و وارونگی) مورد بحث قرار می گیرد و پیشنهاداتی برای اجرای آنها ارائه می شود. مجموعه ای از پیوستها (که به عنوان مواد اضافی در خط ارائه شده اند) موضوعات خاص را در بر می گیرند و برای به دست آوردن یک بینش عمیق تر از جنبه های خاص از روش های موج سطح ، منابع منتخب را ارائه می دهند.

اصول اساسی امواج سطحی

تعریف موج سطح

امواج سطحی در حضور یک مرز آزاد مانند سطح زمین ایجاد می شوند و به موازات این سطح پخش می شوند. انواع مختلفی از امواج سطحی وجود دارد و در حالت ایده آل با توجه به قطبش حرکت زمین در حین تکثیر طبقه بندی می شود: امواج ریلی شامل حرکت بیضوی در صفحه عمودی حاوی جهت انتشار موج هستند (شکل 1A). امواج عشق شامل حرکت عرضی است (شکل 1B). امواج شولت در رابط زمین/آب پخش می شوند و بنابراین باید برای تجزیه و تحلیل موج سطح زیر آب استفاده شود.