منبع پایان نامه ارشد درباره بزرگا، بزرگی، mb، Ms

نکته مهم : برای دانلود متن کامل فایل پایان نامه ها به سایت sabzfile.com مراجعه […]

نکته مهم : برای دانلود متن کامل فایل پایان نامه ها به سایت sabzfile.com مراجعه نمایید
<![CDATA[ کیلومتر به راحتی ثبت می شوند. به علاوه با توجه به اینکه بزرگا براساس دامنه چند سیکل اول موج اندازه گیری می شود، برای زلزله های بسیار بزرگ کاربرد ندارد، زیرا در این زلزله ها ممکن است انرژی در سیکلهای بیشتری نیز تجمع داشته باشد. بنابراین این بزرگا برای زلزله های کوچک محلی و یا زلزله های خیلی بزرگ کاربرد ندارد)سینگ و همکاران، ۱۹۸۳ ، به نقل از میرزائی، ۱۳۸۱ ).
بزرگای گشتاوری (M_w)
با توجه به محدودیت های مختلف در بزرگاهای لرزه ای فوق، نیاز به بزرگایی است که برای کلیه بزرگاها، فاصله ها و مکان ها قابل استفاده باشد. به علاوه در بزرگاهای لرزه ای فوق مشکل اشباع شدن به وجود می آید. به این معنی که هر بزرگا از یک مقدار مشخصی به بعد، ثابت می ماند و نمی تواند زلزله های مخرب تر از زلزله حد اشباع را شناسایی نشان داده شده است. بنابراین نیاز به بزرگایی است که مشکل اشباع نداشته باشد. این بزرگا براساس مفهوم گشتاور لرزه ای تعریف شده و کلیه نقایص فوق را مرتفع می سازد. بزرگای گشتاوری اساساً وابسته به جابجایی گسل، سطح گسیختگی و خواص مصالح ناحیه شکست می باشد )هانکس و کاناموری، ۱۹۷۹ ).
یکنواخت سازی فهرست نامه زمین لرزه ها
در ایران فقط تعداد اندکی از زمین لرزه ها دارای بزرگی نزدیک به حد اشباع Ms هستند. بنابراین، بزرگی امواج سطحی که فقط بزرگی تعیین شده برای زمین لرزه های قدیمی تر است، مقیاس مناسبی برای برآورد خطر زمین لرزه در ایران است .چون بزرگی M_b برای تحقیقات لرزه خیزی و برآورد خطر زمین لرزه مناسب نیست؛ بنابراین، لازم است که برای داشتن یک فهرست نامه یکنواخت، با یافتن رابطه بین این دو نوع بزرگی در گستر ه مورد بررسی، برای همه زمین لرزه ها، بزرگی یکسان Ms را تعیین کرد.
رابطه بین M_b و Ms در گستره های لرزه زمین ساختی گوناگون دنیا معمولا خطی است و به صورت رابطه عمومی زیر معرفی می شود:
Ms=d mb+c (23-3)
در این رابطه d و c پارامترهای ثابت هستند. وایس و هابرمن ( ۱۹۸۲ )، دریافتند که در رابطه خطی فوق، هنگامی که انحراف معیار خطاهای متغیر مستقل، M_b و متغیر وابسته Ms و یا نسبت این خطاها بدست آید، بهترین مقدار برای d حاصل خواهد شد. با به کارگیری این روش، میرزائی و همکاران (۱۹۹۷) رابطه ی بزرگی M_b و Ms برای ایالت های لرزه زمین ساختی در ایران را به دست داده اند. آنها برای ایالت لرزه زمین ساختی البرز و ایران مرکزی و شرق و برای زاگرس جدول زیر را به دست آوردند.

جدول ۱۰: رابطه تجربی بین m_b و Ms بدست آمده برای گستره های البرز، ایران مرکزی و زاگرس(میرزایی و همکاران ۱۹۹۷) {۸}
Earthquake regions
mb-Ms
Magnitde range
Data (ISC AND USGS)
البرز
Ms=2 mb -5.28
4 mb 6
236
ایران مرکزی
Ms=2 mb -5.28
4.1 mb 6.2
201
زاگرس
Ms=1.97 mb -4.32
4 mb 6.2
484

ضریب لرزه خیزی
پارامترهای لرزهخیزی روابطی هستند که بزرگای زلزله را با فراوانی زلزلههای رخ داده مرتبط میسازند.
خط برازش گوتنبرگ – ریشتر(آمار مناسب) :(Gutenberg – Richter b – line)
معادله خط برازشی گوتنبرگ- ریشتر به صورت زیر می باشد
LogN = a – bM (27-3)
که در آن M بزرگای زمینلرزه N تعداد زمین لرزه های مورد انتظار بزرگتر از زمین لرزه ای با بزرگای M، a وb اعداد ثابت رابطه گوتنبرگ- ریشتر بالا می باشند. که رابطه بالا در مقیاس لگاریتمی به صورت یک رابطه خطی از متغیر مستقل M و متغیر وابسته N و با خروج از محور a و شیب b تعریف می شود. پارامتر اول سطح لرزه خیزی یا باروری لرزهای گستره را نشان می دهد. پارامتر دوم یا مقدار b به ویژگیهای زمینساختی آن ناحیه مربوط است که تغییرات آن میتواند نشانگر ناهمگنی ساختاری یا پخش مکانی تنش در منطقه باشد (Nanjo & Nagahama, 2004 ).
روش تخمین بزرگترین احتمال (MLE) (آمار کم)( روش kijko sellevol,1992 )
پارامترهای a و b معمولا بر اساس پردازش بر روی داده های مبنای لرزه خیزی هر چشمه لرزه زای مورد نظر محاسبه می شوند. معمولا داده های لرزه خیزی به طور نسبی ناقص هستند. برای استفاده از داده های تاریخی و سده بیستم (دستگاهی) لازم است تا داده های بزرگا ( با مقیاسهای مختلف ) و شدت (با نیاز همسان سازی بر اساس یک مقیاس) نیز در کاتالوگ وجود داشته و به محاسبات وارد شوند. معمولا کاتالوگ لرزه خیزی حاوی داده های رویداد های وابسته (نظیر پس لرزه ها و پیش لرزه ها) می باشند. این رویداد های وابسته می توانند به خودی خود مخرب باشند، چرا که در تحلیل احتمالی، ارزیابی خطر حاصل از آزادسازیهای (رویدادهای) مستقل و مجزای انرژی مدنظر می باشد. بنابر این رویداد های وابسته باید از کاتالوگ لرزه خیزی حذف و آثار آنها در تحلیل های مجزایی بررسی گردد. روشهای مختلفی برای تصحیح این اشکال پیشنهاد شده است(kijko & sellevol,1992, stepp,1972).
کیجکو رابطه گوتنبرگ- ریشتر را به صورت زیر بیان کرده است. {۱۱}
λ_m=〖۱۰〗^(a-bm)=exp(α-βm) (28-3)
در رابطه فوق α=۲٫۳۰۳a و β=۲٫۳۰۳b می باشد.
یا
β =b/(Log e ) و α=(a-logb)/log⁡e (29-3)
یا
α=aLn10 β=bLn10 (30-3)
روش Kijko (آمار کم)
برای انجام آنالیز خطر نیاز به برآورد پارامترهای لرزهخیزی از جمله حداکثر زلزله قابل انتظار(Mmax)، نرخ وقوع سالیانه بزرگا (λ) و مقدار b رابطه گوتنبرگ-ریشتر میباشد.
تاکنون روشهای متعددی جهت محاسبه این ضرایب ارائه شده است که تقریبا همگی بر مبنای رابطه مقدماتی و پایه گوتنبرگ- ریشتر استوار میباشد. نظر به اهمیت بسیار زیاد این پارامترها در تعیین میزان خطر زمین لرزه در این مطالعه از روش کیکو (۱۹۹۲)، استفاده شده است. این روش برای نقاطی مانند ایران که دادههای زمینلرزه کم و دقت نامناسب دارند، بهترین و کاملترین روش است. {۱۷}
نتایج حاصل از این روش که با نرم افزاری به همین اسم تحلیل انجام می دهد، شامل پارامترهای لرزه خیزیλ وβ، دوره بازگشت و احتمال رویداد و عدم رویداد زمینلرزهها بر حسب بزرگا میباشد. به این ترتیب دوره بازگشت هرکدام از زمین لرزهها با بزرگیهای مختلف، بدست میآیند و احتمال وقوع چنین زمینلرزههایی در دورههای زمانی ۱سال، ۵۰ سال، ۷۵ سال و ۱۰۰سال محاسبه میشود. این روش دارای قابلیتهای بسیار زیادی میباشد، بدین صورت که امکان استفاده توام از زمینلرزههای تاریخی و دستگاهی سده بیستم با انجام دسته بندیهای مناسب با در نظر گرفتن عدم قطعیت در اعلام بزرگای زمینلرزهها (خطای بزرگا) و بزرگای آستانه متفاوت برای هر دسته وجود دارد. بهطورکلی در این روش سه دسته زمینلرزه در نظر گرفته شده است:
١- زمینلرزههای تاریخی با خطای بزرگا.۴/۰ و ۵/۰واحد بزرگا
۲- زمینلرزههای دستگاهی از تاریخ ١٩٠٠ تا ١٩۶٣ میلادی (سال نصب شبکه لرزه نگاری جهانی) با خطای ۳/۰ واحد بزرگا و بزرگای آستانه۴ Mw =
٣- زمینلرزههای دستگاهی از تاریخ ١٩۶۴ تاکنون با خطای ۱۵/۰ واحد بزرگا و بزرگای آستانه ۴ Mw =
از خصوصیات این روش می توان موارد زیر را نام برد:
استفاده از توزیع نمایی دو کراندار گوتنبرگ – ریشتر برای زمینلرزه های ثبت شدده دستگاهی
استفاده از توزیع بزرگترین مقادیر برای لیستها یی که فقط شامل رویدادهای بزرگ هستند (زمینلرزه های تاریخی)
استفاده همزمان از لیست زمینلرزه ای تاریخی و دستگاهی جهت برآورد پارامترهای لرزه خیزی
احتساب عدم ثبت زمینلرزه ها در یک بازه زمانی خاص
احتساب خطای بزرگای زمینلرزه ها با توزیع نرمال
تخمین β به روش کیجکو:( آهنگ لرزه خیزی)
مدل مرز پایدار
عدم قطعیت بزرگی زمینلرزه توسط دو مقدار (m ) ̅ و ▁m تعیین می شود که (m ) ̅ حد بالای بزرگی و ▁m حد پایین بزرگی است. با معرفی بزرگی ظاهری بصورت ) (m ) ̅ + ▁m m=0.5(، حدود پایین و بالای بزرگی چنین بدست می آیند: m-δ (m ) ̅= و (m ) ̅=m+δ بطوریکه δ اندازه عدم قطعیت بزرگی است و از رابطه δ=۰٫۵((m ) ̅- ▁m) است (شکل).
اگر عدم قطعیت بزرگی زمینلرزه توسط حدود پایین و بالای برگی تعیین شود، تابع چگالی احتمال بزرگی ظاهری، کانولوش توزیع بزرگی است که بطور یکنواخت در بازه (δ- ، δ) توزیع شده و δ اشاره به بازه عدم قطعیت بزرگی دارد. اگر بزرگی کران M_min طوری انتخاب شود که همه زمینلرزه ها با بزرگی حقیقی در M_min-δ، M_min)) وبا بزرگی ظاهری که کوچکتر از M_min نباشد ثبت شده باشند، در اینصورت توابع چگالی احتمال و توزیع تجمعی نرمال شده و بزرگی ظاهری در مدل مرز پایدار به فرم زیر در می آیند: {۱۷}
¯f(m|M_min,δ)=(C_f βA(M))/(C_f A_1-A_2 ) M_min ≤M≤ M_max-δ (۳۱-۳)
¯f(m|M_min,δ)=(A(m-δ)-A_2)/(2δ(C_f A_1-A_2)) M_min-δ ≤M≤ M_max+δ (۳۲-۳)
¯F(m|M_min,δ)=(C_f (A_1-Am))/C_(fA_1-A_2 ) M_min ≤M≤ M_max-δ (۳۳-۳)
¯F(m|M_min,δ)=(A_1-A(M_max-δ )-(A_2 (m-M_max+δ ))/(۲δ ) -((A(m)-A(M_max-δ ))EXP(βδ) )/βδ )/(C_f A_1-A_2 )
M_min-δ ≤M≤ M_max+δ (۳۴-۳)
C_f=(EXP(βδ)-EXP(-βδ))/(۲(βδ)) A_1=EXP(-βM_min) A_2=EXP(-βM_MAX) A=EXP(-βm) (35-3)
کاربرد روش بیشینه احتمال در این مرحله به برآورد صحیح پارامتر β منجر می شود(کیجکو و سلفول، ۱۹۹۲).
مدل مرز ملایم
این مدل بر اساس مفهوم بزرگی ظاهری است. تفاوت بزرگی ظاهری و بزرگی مشاهده ای یک زمینلرزه، در مقدار خطای تصادفی ε است. فرض بر این است که بزرگی از توزیع گوسی با میانگین صفر و انحراف استاندارد σ
پیروی می کند و در نتیجه σ نشان دهنده عدم قطعیت بزرگی است.
انتخاب مدل وابسته به نظر شخص و شناخت از روشای گرد آوری داده ها و تهیه کاتالوگ است. بر اساس روش کیجکو سلفول (۱۹۹۲) رویداد زمینلرزه تابعی پواسونی است، به این مفهوم که احتمال اینکه زمینلرزه ای n بار در بازه زمانی T روی دهد چنین بیان می شود: {۱۷}
P(n)=(e^(-λT) 〖λT〗^n)/n! (36-3)
و λ نرخ رویداد زمینلرزه با بزرگی های بزرگتر یا مساوی با M_o است،
بر اساس مدل مرز ملایم، با فرض توزیع خطای توزیع نرمال با انحراف استاندارد σ برای بزرگی، می توان تابع چگالی احتمال و تابع توزیع تجمعی بزرگی ظاهری را به ترتیب بصورت زیر معرفی نمود :
¯f(m|M_min,σ)= (βA(M))/(A_1-A_2 ) C_σ (m|M_min,σ) (۳۷-۳)
¯F(m|M_min,σ)= (A_1-Am)/(A_1-A_2 ) D_σ (m|M_min,σ) (۳۸-۳)
C_σ (m|M_min,σ)=〖e^y〗^۲/۲[exp((M_MAX-m)/(√۲ σ)+γ)]+erf((m-M_min)/(√۲ σ)-γ) (۳۹-۳)
D_σ (m|M_min,σ)={ A_1 [erf((m-M_min)/(√۲ σ))-۱]+A_2 [erf((M_MAX-m)/(√۲ σ))+۱]
-۲C_σ (m|M_min,ς)A(m)}/2(A_1-Am) (40-3)
A_1=exp(-BM_min) , A_2=exp(-BM_max)
erf تابع خطا است، و γ=βδ/√۲ از دوکران نامحدود می باشد.کاربرد تکنیک استاندارد بیشینه احتمال در این]]>