دانلود پایان نامه ارشد رشته مهندسی زلزله با عنوان بررسی تحلیل خطر زلزله

پایان نامه برای دریافت درجه کارشناسی ارشد

عمران – مهندسی زلزله

عنوان:

تحلیل خطر برای شهر ایلام

با فرمت قابل ویرایش word

تعداد صفحات: 162  صفحه

تکه های از متن به عنوان نمونه :

چکیده

 استان ایلام دارای 448 هزار نفر جمعیت و با وسعتی معادل 19 هزار کیلومترمربع و دارای 425 کیلومتر مرز مشترک با کشور عراق و منابع ذخیره نفت و گاز و توسعه نقاط شهری آن در چند سال اخیر و وجود سدهای سیمره، سازبن، چناره و ایلام و ... از سوی دیگر و احتمال وقوع زمین لرزه در آن از اهمیت ویژه ای در ارزیابی احتمالی خطر زلزله برخوردار است.زلزله های ویرانگر و مخربی در گذشته دراین استان رخ داده که باعث تخریب و نابودی شهرهای ماسبذان (دره شهر کنونی) و سیروان ( شیروان) در دوره ساسانی گردیده است.

بعلت عدم انجام چنین تحقیقی در استان ایلام تاکنون، بر آن شدم که تحلیل خطر را برای شهر ایلام انجام دهم. مجموعه ای از داده های لرزه خیزی تاریخی و دستگاهی با پوشش زمانی از0859 م تا به امروز(سال 2007) بکار گرفته شده و منابع لرزه زا تا شعاع 200 کیلومتری از مرکز استان ایلام مدل شده است.برای برآورد پارامترهای لرزه خیزی با توجه به نبود کافی داده های مناسب لرزه خیزی و دقت کم اطلاعات موجود و نیز عدم قطعیت در بزرگا در زمانهای مختلف از روش(2000 )-Kijko استفاده شده است.

از روابط کاهندگی امبرسیز، سیپسون و بومر(1996 ) وقدرتی و رمضی استفاده گردیدو با استفاده از درخت منطقی ،PGA برای شهرایلام تعیین گردید. این کاربا استفاده از نرم افزار SEISRISKIII انجام شده و نتایج این ارزیابی بوسیله نقشه های با2% و 10% احتمال رویداد در 50سال نشان داده شده است .

کلید واژه ها : تحلیل خطرزلزله، شهر ایلام.

1-1 مقدمه :

استان ایلام در غرب کشور ایران و در سلسله جبال زاگرس قرار گرفته است. وجود دشتهای ایلام، شیروان چرداول، مهران، دهلران، آبدانان، دره شهر و ایوان از ویژگیهای آن می باشد.

از آنجائیکه در ساخت بیشتر سازه های بزرگ و کوچک استان ایلام به ضوابط و معیارهای مهندسی کمتر توجه شده است و رویداد زمین لرزه در آن عواقب بسیار نگران کننده ای در برخواهد داشت، منطقه مورد مطالعه از شهر ایلام به شعاع 200 کیلومتری آن یعنی تقریبا کل استان ایلام را شامل می شود که از شمال به استان کرمانشاه و از شرق به استان لرستان و از جنوب به استان خوزستان و از غرب به کشور عراق منتهی می شود.

برای بدست آوردن برآوردی از خسارت احتمالی زلزله ابتدا لازم است که تخمینی از زلزله های محتمل را در منطقه بدست آوریم که برای رسیدن به این هدف نیاز به تحلیل طیفی خطر زلزله در منطقه می باشد که در این مطالعه به آن پرداخته شده است.

تحلیل طیفی خطر زلزله در اصل روشی است که با اتکا به آن و با توجه به شرایط زمین شناسی و تکتونیکی منطقه و زلزله های ثبت شده گذشته می توان تخمینی از زلزله های آینده در نقاط مختلف پهنه تخمین زده و سپس برای پریود و هر سطح خطر نقشه پهنه بندی لرزه خیزی ( نقشه نقاط هم شتاب) را تهیه کرده و این موضوع را می توان به عنوان ابزار مناسبی جهت طیفهای خطر یکنواخت بشمار آورد.

تحلیل های خطر به تخمین کمی خطرات یک زلزله در یک محل خاص مربوط می شود. خطرات لرزه ای در شرایطی که یک زلزله مشخص مد نظر باشد، بصورت قطعی و در شرایطی که اندازه و زمان و مکان زلزله قطعی نباشد بصورت احتمالی بررسی می شود.

در اینجا به بررسی و توضیح این دو روش می پردازیم :

1-2- تحلیل قطعی خطر زلزله(Deterministic Seismic Hazard Analysis ) :

در سالهای اولیه مهندسی ژنوتکنیک لرزه ای، کاربرد تحلیل های قطعی خطر زلزله DSHA رایج بود. یک روش تحلیل قطعی خطر زلزله مربوط به تعیین سناریوی خاص لرزه ای بود که بر مبنای آن ارزیابی خطر حرکت زمین صورت می گیرد، منظور تخمین وقوع زلزله با اندازه های خاص و در محلی خاص می باشد. یک روش نمونه تحلیل قطعی خطر زلزله DSHA بصورت روشی با چهار مرحله ( 1990.Reitter ) بشرح زیر قابل بیان است :

1- شناسائی و مشخص نمودن تمامی منابع زلزله که در محل قادر به تولید حرکات مهم زمین هستند. منظور از مشخص نمودن تعریف هندسه هر منبع و قابلیت لرزه ای آن می باشد.

2- انتخاب پارامتر فاصله منبع تا محل هر زون منبع : در اغلب روشهای تحلیل قطعی DSHA نزدیکترین فاصله میان زون منبع و محل مورد مطالعه انتخاب می گردد، این فاصله ممکن است بر مبنای فاصله کانونی یا زیرکانونی بسته به اندازه گیری فاصله مربوط به روابط تخمینی که در مرحله بعد استفاده می شود، تعریف گردد.

3- انتخاب زلزله مرجع( منظور زلزله ای است که شدیدترین ارتعاشات را تولید خواهد کرد). این زلزله معمولا بر حسب تعدادی از پارامترهای حرکت زمین در محل بیان می گردد. انتخاب بر اساس میزان ارتعاش تولید شده توسط زلزله( مشخص شده در مرحله 1) در فاصله پیش بینی شده در مرحله 2 صورت می گیرد. زلزله مرجع بر حسب اندازه( که معمولا با بزرگای آن مشخص می شود) و فاصله اش از محل مورد مطالعه بیان میشود.

4- خطر زلزله در محل، معمولاً بر حسب حرکات ایجاد شده زمین در محل توسط زلزله هادی تعریف می شود. مشخصات آن معمولاً بوسیله یک یا چند پارامتر حرکت زمین که از روابط تجربی بدست می آید، بیان               می گردد.

روش DSHA به صورت شماتیک در شکل(1-1 )نشان داده شده است. با نمایش فشرده این روش در چهار مرحله ملاحظه می شود که روشی بسیار ساده خواهد بود.

روش DSHA هنگامی که برای ارزیابی سازه هایی بکار می رود که شکست آنها عواقب فاجعه آمیزی دارد( همچون نیروگاههای اتمی و سدهای بزرگ)،چارچوب روشنی برای بررسی وخیم ترین حالت ارتعاشات زمین ارائه می دهد. این روش اطلاعاتی در مورد احتمال وقوع زلزله مرجع، موقعیت وقوع آن، میزان لرزش مورد انتظار در خلال زمانی مشخص( از قبیل عمر مفید یک سازه یا تأسیسات خاص) و بالأخره اثر عدم قطعیت در مراحل مختلف مورد نیاز برای محاسبه منتجه حرکت زمین بدست نمی دهد.

1-3- تحلیل احتمالی خطر زلزله(Probablistic Seismic Hazard Analysis ) :

در خلال دهه های گذشته استفاده از مفاهیم احتمالات باعث شده است که عدم قطعیت در اندازه، موقعیت و سرعت تکرار زلزله ها و همچنین تغییرات مشخصات حرکت زمین با بزرگی و موقعیت زلزله به طور صریح در ارزیابی خطرات زلزله مورد توجه قرار گیرد.

تحلیل احتمالی خطرPSHA چارچوبی ارائه می دهد که در آن این عدم قطعیت ها می تواند شناسایی شده و به صورت کمی درآمده و در یک روند منظم به گونه ای ترکیب شوند، تا تصویر کاملتری از خطر زلزله ترسیم گردد.

درک مفاهیم و ساختار روش PSHA ، مستلزم آشنایی با بعضی واژگان و مفاهیم پایه تئوری احتمالات می باشد. روش تشریحPSHA از خیلی جهات مشابه روشی است که توسط(CorneLL 1968) بخوبی تبیین شده است.

روش PSHA همچنین به صورت یک روش4 مرحله ای(Reitter 1990 ) که هر مرحله تا حدودی مشابه مراحل روشِDSHA می باشد قابل بیان خواهد بود. این قسمت که در شکل (2-1 ) نشان داده شده است بشرح زیر می باشد :

1- قدم اول که همان شناسایی و مشخص نمودن منابع زلزله
می باشد و مشابه قدم اول در روش قبلی DSHA می باشد، با این تفاوت که در این روش احتمال توزیع موقعیت پتانسیل شکست در محدوده منبع زلزله نیز بایستی مشخص گردد.

در اغلب حالات احتمال یکنواخت توزیع زلزله به هر منبع تخصیص داده می شود، به این معنی که زلزله ها با احتمال یکسان در هر نقطه داخل زون منبع اتفاق خواهند افتاد. این گسترش سپس به منظور دستیابی به احتمال توزیع مربوطه در هر فاصله منبع تا محل با هندسه منبع زلزله ترکیب می شوند. از طرف دیگر در DSHAفرض می شود که احتمال وقوع زلزله در نقاط مختلف نزدیکترین منبع به محل مورد مطالعه1 و در سایر نقاط صفر می باشد.

2- قدم بعدی مشخص کردن لرزه خیزی یا توزیع موقتی تکرار زلزله می باشد. در این مرحله از یک رابطه تکرار که توسط آن سرعت متوسطی که ممکن است زلزله ای به اندازه خاص از آن تجاوز کند، استفاده خواهد شد تا لرزه خیزی هر زون منبع مشخص شود. رابطه تکرار ممکن است دربردارنده زلزله ای با حداکثر اندازه باشد، لیکن ملاحظات در خصوص آن زلزله را همانطور که در روش DSHAغالباً عمل می شود محدود نمی سازد.

3- با کمک روابط پیش بینی کننده، حرکت زمین که ممکن است در محل مورد مطالعه بوسیله زلزله هایی با هر اندازه ممکن و در هر نقطه ممکن در زون منبع اتفاق بیافتد، بایستی تعیین شود. عدم قطعیت ذاتی که در رابطه پیش بینی کننده وجود نیز در روش DSHA ملحوظ گردیده است.

4- بالأخره عدم قطعیت در محل و اندازه زلزله و تخمین پارامترهای حرکت زمین به منظور دستیابی به احتمالی که در خلال فاصله زمانی خاص، پارامتر حرکت زمین ممکن است از آن تجاوز کند، ترکیب خواهد شد.

اجرای کامل روش PSHA مستلزم توجه دقیق به مسایلی از قبیل تخمین پارامترهای حرکت زمین، تعیین مشخصات منبع زلزله و فیزیک احتمالات می باشد.

بهمراه تعداد رفرنس بالا

و......