زلزله شناسي كاربردي (لرزه شناسي) Applied Seismology بسم الله الرحمن الرحيم زلزله شناسي كاربردي (لرزه شناسي) Applied Seismology

مراجع Mamdouh R. Gadallah and Ray L. Fisher, Applied Seismology, 2005. Reynolds, John M., An introduction to applied and environmental geophysics, 2001. Section 2, Pages 209-321 اي . اس . رابينسون – س . كورو؛ مباني اكتشافات ژئوفيزيك، ترجمه دكتر محمد رضا حيدريان شهري، 1384 فصل هاي 2 تا 6 – صفحات 311-37 ت. لي – ت.س. والاس؛ لرزه شناسي مدرن جهاني، ترجمه دكتر محمد رضا حيدريان شهري، 1381

سرفصل ها 1) مفاهيم اوليه 2) نقشه برداري انكساري لرزه اي 3) نقشه برداري انعكاسي لرزه اي

فصل اول مفاهيم اوليه

2) هندسه مسير موج در مناطق داراي لايه بندي 3)‌ اتلاف انرژي لرزه اي فصل اول - مفاهيم اوليه 1) امواج لرزه اي 2) هندسه مسير موج در مناطق داراي لايه بندي 3)‌ اتلاف انرژي لرزه اي 4) منابع انرژي لرزه اي 5) رديابي و ثبت امواج لرزه اي

امواج لرزه اي 1) انواع امواج لرزه اي 2) سرعت امواج لرزه اي 1) انواع امواج لرزه اي 2) سرعت امواج لرزه اي 3) خصوصيات مكانيكي مواد در نزديكي سطح زمين

موج : يك نوع وجود اغتشاش در محيط مي باشد كه باعث انتقال انرژي مي گردد. نور، صدا، وحركت سطح آب همگي انواعي از موج مي باشند. وجود اغتشاش در محيط مي تواند بصورت تناوبي از مقاومت ميدان الكترو مغناطيسي (نور)، تغييرات در دانسيته مواد (صدا)، تغييرات در ارتفاع آب (امواج اقيانوس) و يا تغييرات در شكل مواد تشكيل دهنده زمين (امواج لرزه اي) باشد.

امواج لرزه اي توسط فرايندهاي مختلفي ايجاد ميگردند: - زمين لرزه ها - آتشفشان ها - انفجارات - باد - هواپيماها - مردم و وسائل نقليه - و .....

به منظور اندازه گيري مستقيم طول موج، نياز به يك مجموعه دستگاه اندازه گيري دامنه موج داريم كه در مكان هاي مختلف قرار گرفته ولي در يك زمان مشابه ميبايستي ثبت آنها را مورد بررسي قرار داد. اگر حركت زمين را در يك مكان مشخص ولي در زمان هاي متوالي ثبت نماييم آنگاه مي توان زمان بين پيك هاي حركت را اندازه گيري كرد كه آن را پريود موج مي ناميم. واژه مهم ديگر فركانس است كه عكس پريود ميباشد. طول موج = سرعت . پريود

سيگنال هاي چند فركانسه شكل اسلايد قبل نشان دهنده يك موج تك فركانسه است. اغلب سيگنال هاي مورد علاقه ما متشكل از فركانسهاي متعددي است. در بسياري موارد تكانهاي لرزه اي قابل قياس با امواج نوري و صوتي ميباشند. طول موج اشعه ايكس 10 - 0/01 نانومتر نور بنفش 400 نانومتر نور قرمز 650 نانومتر امواج تلوزيوني و اف ام 12-2 متر امواج راديويي اي ام 30 متر

گوش انسان قابليت شنوايي اصوات با فركانس هاي 20 الي 20000 هرتز را دارد. ويا صدا هاي با طول موج بين 17 متر تا 1/7 سانتيمتر . ( سرعت صوت در هوا معادل 340 متر بر ثانيه). امواج لرزه اي نيز بسيار شبيه به امواج صوتي و نور از فركانس هاي متفاوتي تشكيل شده و ميتوان آنها را توسط دستگاه هاي لرزه نگار با حساسيت هاي متفاوت ثبت كرد. لرزه اي صوتي نوري پريود كوتاه تربل (زير) آبي پريود بلند باس(بم) قرمز

D فاصله از زمینلرزه می باشد از آنجائيكه تغيير شكل زمين در اندازه ها و مقياس هاي متفاوتي صورت مي پذيرد لذا محدوده حركات زمين كه مورد علاقه زلزله شناسان مي باشد نيز بسيار وسيع است. در شكل روبرو محدوده دامنه هاي معمول در مطالعات زمينلرزه شناسي بصورت تابعي از فركانس با اندازه برخي از مواد مقايسه شده است. (فواصل زياد بر روي سطح زمين عموما بصورت درجه بيان ميشوند. هر درجه معادل 111/19 كيلومتر مي باشد)

انواع امواج لرزه اي دو نوع امواج لرزه اي اصلي وجود دارند: 1) امواج حجمي ، كه از داخل محيط عبور مي كند 2) امواج سطحي، كه از حد فاصل محيط هاي با خواص الاستيكي متفاوت عبور ميكنند ( بطور خاص؛ سطح زمين). انواعي ديگر از امواج بنام امواج هدايت شده وجود دارند كه در موارد خاص وقتي يك لايه كم سرعت در بين دو لايه با سرعت بالا محصور شده باشد مورد بحث قرار ميگيرند. بعنوان مثال؛ امواج كانالي يا رگه اي كه در طول رگه هاي ذغالي منتشر ميگردند و يا امواج لوله اي كه در طول چاه هاي اكتشافي حركت مي نمايند.

امواج حجمي Body waves امواج حجمي به دو دسته اصلي تقسيم مي شوند كه هر دو آنها ميتوانند از محيطهاي با خواص الاستيكي عبور نمايند. ؛ كه در زلزله شناسي اكتشافي بسيار حائز اهميت هستند.Pامواج اين امواج تحت عناوين امواج طولي، اوليه ويا فشارشي نيز خوانده ميشوند. ذرات تشكيل دهنده ماده توسط تغيير شكلهاي انبساطي و تراكمي در جهت انتشار موج نوسان مي كنند (دقيقا مثل امواج صوتي). ؛ كه تحت عناوين امواج عرضي، ثانويه و يا برشي نيز خواندهSامواج ميشوند. ذرات در جهت عمود بر انتشار موج توسط تغيير شكل برش خالص حركت مي نمايند. به اين امواج زماني كه تنها در يك صفحه منتشر گردند، امواج قطبي- صفحه اي گفته مي شود كه در لرزه شناسي بسيار كاربرد دارند.

امواج سطحي Surface waves به امواجي كه به لايه هاي عمقي زمين نفوذ نمي كنند، امواج سطحي گفته ميشود و به دو نوع امواج ريلي و لاو تقسيم ميشوند. امواج ریلی (Rayleigh)، در سطح زمين حركت كرده و دامنه موج آنها بصورت نمائي با افزايش عمق كاهش ميابد. حركت ذرات در صفحه قائم بر سطح بصورت بيضي برگشتي مي باشداز آنجائيكه اين امواج از نوع برشي هستند لذا تنها از جامدات عبور مي كنند. امواج لاو( Love )، تنها زماني ايجاد ميگردند كه يك لايه با سرعت پایین موج S بر روي لايه اي با سرعت بيشتر قرار گيرد. حركت ذرات عمود بر جهت انتشار موج اما بموازات سطح بوده و لذا يك نوع موج برشي قطبي مي باشند. امواج ريلي در لرزه نگاشت ها خود را بصورت امواجي با دامنه بزرگ و فركانس پائين نشان مي دهند كه بنام Ground roll خوانده مي شوند. از آنجائيكه اين امواج مي توانند امواج انعكاسي را تحت پوشش خود قرار دهند لذا در لرزه شناسي بعنوان نويز شناخته شده و سعي در كاهش دادن و يا فيلتر كردن آنها مي نمائيم.

نمایش انتشار موج P بصورت دو بعدی

نمایش انتشار موج S بصورت دو بعدی

برخي از دلايل انجام يك پروژه اكتشافي برخي از دلايل انجام يك پروژه اكتشافي 1) تعيين ساختمان هاي زمين شناسي 2) تشخيص نوع و وضعيت گسل ها 3) مشخص نمودن وضعيت چينه شناسي 4) تبديل مقاطع زماني به نقشه هاي عمقي و زماني 5) تعيين ويژگي هاي مخازن زيرزميني و ارزيابي تغييرات آنها 6) حفاري 7) مدل سازي زيرزميني