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

دانلود پایان نامه ارشد

كیلومتر به راحتي ثبت مي شوند. به علاوه با توجه به اينکه بزرگا براساس دامنه چند سیکل اول موج اندازه گیری مي شود، برای زلزله های بسیار بزرگ كاربرد ندارد، زيرا در اين زلزله ها ممکن است انرژی در سیکلهای بیشتری نیز تجمع داشته باشد. بنابراين اين بزرگا برای زلزله های كوچک محلي و يا زلزله های خیلي بزرگ كاربرد ندارد)سينگ و همكاران، 1983 ، به نقل از ميرزائي، 1381 ).
بزرگای گشتاوری (M_w)
با توجه به محدوديت های مختلف در بزرگاهای لرزه ای فوق، نیاز به بزرگايي است كه برای كلیه بزرگاها، فاصله ها و مکان ها قابل استفاده باشد. به علاوه در بزرگاهای لرزه ای فوق مشکل اشباع شدن به وجود مي آيد. به اين معني كه هر بزرگا از يک مقدار مشخصي به بعد، ثابت مي ماند و نمي تواند زلزله های مخرب تر از زلزله حد اشباع را شناسايي نشان داده شده است. بنابراين نیاز به بزرگايي است كه مشکل اشباع نداشته باشد. اين بزرگا براساس مفهوم گشتاور لرزه ای تعريف شده و كلیه نقايص فوق را مرتفع مي سازد. بزرگای گشتاوری اساساً وابسته به جابجايي گسل، سطح گسیختگي و خواص مصالح ناحیه شکست مي باشد )هانكس و كاناموري، 1979 ).
يكنواخت سازي فهرست نامه زمين لرزه ها
در ايران فقط تعداد اندكي از زمين لرزه ها داراي بزرگي نزديك به حد اشباع Ms هستند. بنابراين، بزرگي امواج سطحي كه فقط بزرگي تعيين شده براي زمين لرزه هاي قديمي تر است، مقياس مناسبي براي برآورد خطر زمين لرزه در ايران است .چون بزرگي M_b براي تحقيقات لرزه خيزي و برآورد خطر زمين لرزه مناسب نيست؛ بنابراين، لازم است كه براي داشتن يك فهرست نامه يكنواخت، با يافتن رابطه بين اين دو نوع بزرگي در گستر ه مورد بررسي، براي همة زمين لرزه ها، بزرگي يكسان Ms را تعيين كرد.
رابطه بين M_b و Ms در گستره هاي لرزه زمين ساختي گوناگون دنيا معمولا خطي است و به صورت رابطه عمومي زير معرفي مي شود:

Ms=d mb+c (23-3)

در اين رابطه d و c پارامترهاي ثابت هستند. وايس و هابرمن ( 1982 )، دريافتند كه در رابطه خطي فوق، هنگامي كه انحراف معيار خطاهاي متغير مستقل، M_b و متغير وابسته Ms و يا نسبت اين خطاها بدست آيد، بهترين مقدار براي d حاصل خواهد شد. با به كارگيري اين روش، ميرزائي و همكاران (1997) رابطه ي بزرگي M_b و Ms براي ايالت هاي لرزه زمين ساختي در ايران را به دست داده اند. آنها براي ايالت لرزه زمين ساختي البرز و ايران مركزي و شرق و براي زاگرس جدول زیر را به دست آوردند.

جدول 10: رابطه تجربی بین m_b و Ms بدست آمده برای گستره های البرز، ایران مرکزی و زاگرس(میرزایی و همکاران 1997) {8}
Earthquake regions
mb-Ms
Magnitde range
Data (ISC AND USGS)
البرز
Ms=2 mb -5.28
4 mb 6
236
ايران مركزي
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 – ريشتر(آمار مناسب) :(Gutenberg – Richter b – line)
معادله خط برازشي گوتنبرگ- ريشتر به صورت زير مي باشد
LogN = a – bM (27-3)

كه در آن M بزرگاي زمينلرزه N تعداد زمين لرزه هاي مورد انتظار بزرگتر از زمين لرزه اي با بزرگاي M، a وb اعداد ثابت رابطه گوتنبرگ- ريشتر بالا مي باشند. كه رابطه بالا در مقياس لگاريتمي به صورت يك رابطه خطي از متغير مستقل M و متغير وابسته N و با خروج از محور a و شيب b تعريف مي شود. پارامتر اول سطح لرزه خيزي يا باروري لرزهاي گستره را نشان مي دهد. پارامتر دوم يا مقدار b به ويژگيهاي زمينساختي آن ناحيه مربوط است كه تغييرات آن ميتواند نشانگر ناهمگني ساختاري يا پخش مكاني 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. {11}

λ_m=〖10〗^(a-bm)=exp(α-βm) (28-3)

در رابطه فوق α=2.303a و β=2.303b 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)
براي انجام آناليز خطر نياز به برآورد پارامترهاي لرزهخيزي از جمله حداكثر زلزله قابل انتظار(Mmax)، نرخ وقوع ساليانه 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 (1992)، استفاده شده است. این روش برای نقاطی مانند ایران که دادههای زمینلرزه کم و دقت نامناسب دارند، بهترین و کاملترین روش است. {17}
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 1سال، 50 سال، 75 سال و 100سال محاسبه میشود. اين روش داراي قابليتهاي بسيار زيادي میباشد، بدين صورت كه امكان استفاده توام از زمينلرزههاي تاريخي و دستگاهي سده بيستم با انجام دسته بنديهاي مناسب با در نظر گرفتن عدم قطعيت در اعلام بزرگاي زمينلرزهها (خطاي بزرگا) و بزرگاي آستانه متفاوت براي هر دسته وجود دارد. بهطوركلي در اين روش سه دسته زمينلرزه در نظر گرفته شده است:
١- زمينلرزههای تاريخي با خطاي بزرگا.4/0 و 5/0واحد بزرگا
2- زمينلرزههاي دستگاهي از تاريخ ١٩٠٠ تا ١٩٦٣ ميلادي (سال نصب شبكه لرزه نگاري جهاني) با خطاي 3/0 واحد بزرگا و بزرگاي آستانه4 Mw =
٣- زمينلرزههاي دستگاهي از تاريخ ١٩٦٤ تاكنون با خطای 15/0 واحد بزرگا و بزرگاي آستانه ٤ 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 خيزي)
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=0.5((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: {17}

¯f(m|M_min,δ)=(C_f βA(M))/(C_f A_1-A_2 ) M_min ≤M≤ M_max-δ (31-3)

¯f(m|M_min,δ)=(A(m-δ)-A_2)/(2δ(C_f A_1-A_2)) M_min-δ ≤M≤ M_max+δ (32-3)

¯F(m|M_min,δ)=(C_f (A_1-Am))/C_(fA_1-A_2 ) M_min ≤M≤ M_max-δ (33-3)

¯F(m|M_min,δ)=(A_1-A(M_max-δ )-(A_2 (m-M_max+δ ))/(2δ ) -((A(m)-A(M_max-δ ))EXP(βδ) )/βδ )/(C_f A_1-A_2 )
M_min-δ ≤M≤ M_max+δ (34-3)

C_f=(EXP(βδ)-EXP(-βδ))/(2(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، 1992).
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 (1992) 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: {17}

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) (37-3)

¯F(m|M_min,σ)= (A_1-Am)/(A_1-A_2 ) D_σ (m|M_min,σ) (38-3)

C_σ (m|M_min,σ)=〖e^y〗^2/2[exp((M_MAX-m)/(√2 σ)+γ)]+erf((m-M_min)/(√2 σ)-γ) (39-3)

D_σ (m|M_min,σ)={ A_1 [erf((m-M_min)/(√2 σ))-1]+A_2 [erf((M_MAX-m)/(√2 σ))+1]

-2C_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/√2 از دوکران نامحدود می باشد.کاربرد تکنیک استاندارد بیشینه احتمال در این

پایان نامه
Previous Entries منبع پایان نامه ارشد درباره بزرگا، {11}، مقادير، f_R Next Entries منبع پایان نامه ارشد درباره بزرگي، M_max، زمينلرزه، رويداد