plus
reset
minus
plus
minus
تاریخ انتشارچهارشنبه ۸ ارديبهشت ۱۴۰۰ ساعت ۲۱:۴۷
کد مطلب : ۳۸۴۱

شروط مهم در مدل‌سازی عددی گسیختگی دینامیکی زمین‌لرزه

مهندس غلامرضا کریم‌زاده، اداره کل زمین‌سنجی و نقشه‌برداری زمینی
مدل‌سازی واقعی گسیختگی دینامیکی زمین‌لرزه مستلزم وجود اطلاعات تفصیلی هم در باره شرط اولیه یا همان میدان تنش اولیه در امتداد گسل و هم در خصوص شرط مرزی شامل هندسه گسل و پارامترهای سازندی گسل است و شبیه‌سازی واقعی گسیختگی دینامیکی زمین‌لرزه تنها با ورود مشاهدات مربوط به هر دو شرط گفته‌شده امکان‌پذیر است.
شروط مهم در مدل‌سازی عددی گسیختگی دینامیکی زمین‌لرزه
plusresetminus
شروط مهم در مدل‌سازی عددی گسیختگی دینامیکی زمین‌لرزه
 
در مدل‌سازی فرایند وقوع زمین‌لرزه، مقیاس‌های زمانی و مکانی از اهمیت بالائی برخوردار هستند. محققان، سه مرحله را برای چرخۀ زمین‌لرزه در نظر می‌گیرند: الف) مرحله ساکن و استاتیک که در آن تنش در حال شکل‌گیری است، ب) مرحله موسوم به هسته‌زائی‌، که تغییر شکل شبه استاتیک برای گسیختگی اصلی زمین‌لرزه در حال وقوع است، و ج) مرحله گسیختگی دینامیکی، که در آن زمین‌لرزه با تابش موج لرزه‌ای قوی رخ می‌دهد. در مرحلة نخست، رفتار‌ها در مقیاس بلند مدت مورد بحث قرار می‌گیرند، و در نتیجه ویژگی رئولوژیکی (برهم‌کنش نیروها و تغییر شکل زمانی) پوسته و فرایند بارگذاری تکتونیک (زمین‌ساختی) اهمیت می‌یابد. از این‌رو، برای نمایش رفتار کلی سیستم لازم است مدل‌سازی در مقیاس زمانی و مکانی بزرگ صورت پذیرد. در مرحلۀ هسته‌زائی زمین‌لرزه (یا فرایند شبه استاتیک)، مقیاس زمانی مدل‌سازی نسبت به مرحله ساکن و استاتیک کوتاه‌تر است. اما در مدل‌سازی گسیختگی دینامیکی، که موضوع این نوشتار است، لازم است رفتار‌ها در مقیاس کوتاه مدت به طور دقیق توصیف شوند‌، در نتیجه می‌توان از خصوصیات رئولوژیکی پوسته صرف‌نظر کرد.
نکتۀ مهم دیگر در مدل‌سازی عددی واقعی فرآیند گسیختگی دینامیکی زمین‌لرزه این است که شرط اولیه و شرایط مرزی در شبیه‌سازی وارد گردند. از این‌رو، توزیع تنش کل قبل از گسیختگی دینامیکی به عنوان شرط اولیه و وضعیت سازندی و هندسی گسل به عنوان شروط مرزی، بسیار ضروری و حائز اهمیت هستند.
اندازه‌گیری توزیع تنش کلی در امتداد گسل بسیار دشوار است، زیرا تنها اندازه‌گیری کرنش امکان‌پذیر است. تنش را فقط می‌توان از طریق توزیع کرنش تخمین زد. توزیع تنش اولیه از دو طریق اندازه‌گیری‌های محلی تنش و وارونه‌سازی تنسور تنشِ سازوکارهای کانونی زمین‌لرزه بدست می‌آید. برای به دست آوردن توزیع تنش کل در امتداد گسل‌، دو مرحله باید انجام ‌شود: ابتدا میدان تنش نسبی را با استفاده از سازوکارهای کانونی زمین‌لرزه‌ها و از طریق وارونه‌سازی تنسور تنش برآورد کرد. سپس با اندازه‌گیری‌های محلی در تهِ چاه گمانه تنش کل را تخمین زده و میدان تنش نسبی اندازه‌گیری‌شده در مرحله قبل را کالیبره نمود.
اما از مهم‌ترین پارامترهای سازندی گسل می‌توان به فاصله ضعیف‌شدگی با لغزش(slip-weakening distance) و قدرت گسل (fault strength) اشاره کرد. پارامترهای سازندی از طریق مشاهدۀ شکل امواج لرزه‌ای (یا لرزه‌نگاشت) حوزۀ نزدیک گسل قابل برآورد هستند.
هندسۀ دقیق گسل را نیز می‌توان از طریق تعیین محل دقیق لرزه‌ با استفاده از روش نقشه‌برداری به دست آورد. اگر چه گسل را می‌توان با یک سطح مسطح به عنوان تقریب مرتبۀ صفر، مدل‌سازی کرد ولی در نگاهی مفصل‌تر، سطح گسل مسطح نیست و فرورفتگی‌ها و برآمدگی‌ها، پیچ‌خوردگی‌ها و نیز انشعابات زیادی دارد. این هندسه‌های پیچیده می‌توانند روی فرایند شبیه‌سازی گسیختگی دینامیکی زمین‌لرزه تأثیر بگذارند. هندسه‌های متفاوت موجب ناهمگنی تنش بر روی گسل می‌شوند که این امر باعث انتشار انواع مختلفی از گسیختگی دینامیکی می‌گردد. بنابر این، شناخت هندسۀ دقیق گسل‌ها امکان مدل‌سازی گسیختگی دینامیکی زمین‌لرزه در شرایط قابل قبول‌تری را فراهم می‌سازد. به علاوه‌، پس از وقوع زمین‌لرزه حتی هنگامی که هیچ اثری روی سطح زمین ظاهر نشود‌، چنانچه محل پس‌لرزه‌ها با دقت کافی تعیین شوند، می‌توان هندسه دقیق گسل را بدست آورد. به عبارت دیگر، حتی اگر هیچ شکست گسلی وجود نداشته باشد‌، تعیین موقعیت دقیق زمین‌لرزه‌ها اطلاعاتی مهم را برای مدل‌سازی گسیختگی دینامیکی ارائه می‌نمایند.
با توجه به مباحث مطرح‌شده می‌توان نتیجه گرفت که مدل‌سازی واقعی گسیختگی دینامیکی زمین‌لرزه مستلزم وجود اطلاعات تفصیلی هم در باره شرط اولیه یا همان میدان تنش اولیه در امتداد گسل و هم در خصوص شرط مرزی شامل هندسه گسل و پارامترهای سازندی گسل است و شبیه‌سازی واقعی گسیختگی دینامیکی زمین‌لرزه تنها با ورود مشاهدات مربوط به هر دو شرط گفته‌شده امکان‌پذیر است.
 
منبع اصلی:
https://core.ac.uk/download/pdf/15887985.pdf
 
https://www.ncc.gov.ir/vdch.knxt23n6zftd2.html
ncc.gov.ir/vdch.knxt23n6zftd2.html
ارسال نظر
نام شما
آدرس ايميل شما
کد امنيتی