1. معرفی
زمین لغزش های ناشی از زلزله در مناطق کوهستانی یکی از شایع ترین خطرات زمین شناسی است. رانش زمین در مقیاس بزرگ نه تنها می تواند تلفات و خسارات جدی ایجاد کند، بلکه در برخی موارد باعث مسدود شدن رودخانه ها و تشکیل دریاچه های سد می شود که ایمنی مناطق پایین دست را تهدید می کند. به عنوان مثال، زمین لرزه ونچوان M7.9 در سال 2008 تا 828 دریاچه مانع ایجاد کرد [ 1 ] که شکست آنها عواقب رانش زمین را بدتر می کند. حتی رانش زمین در مقیاس کوچک ممکن است جاده ها را مسدود کند و بر فرآیندهای نجات سریع پس از زلزله تأثیر بگذارد. به عنوان مثال، یکی از بلایای مهم زمین لغزش ناشی از زلزله 2013 لوشان، انسداد ترافیک بود. از سال 2008 خانمزلزله 8.0 Wenchuan، چندین زمین لرزه قوی در امتداد حاشیه شرقی و جنوب شرقی فلات تبت رخ داده است، از جمله زلزله Ms 7.0 Lushan در سال 2013، زلزله Ms 6.5 لودیان در سال 2014 ، و زمین لرزه Ms 7.0 2017 ، 2017 Ms 7.0 Jiuzhaig , 2,2,3,2,3 . ، 6 ، 7 ، 8 ، 9 ، 10 ، 11]. این زمین لرزه ها بر روی گسل های فعال کمتر شناخته شده در فلات تبت شرقی و جنوب شرقی رخ داده اند که نشان دهنده وقوع احتمالی زمین لرزه های با بزرگی زیاد در آینده در این منطقه است. اگر بتوانیم محل و شدت زمین لغزش ها را به سرعت پس از یک زلزله بزرگ مشخص کنیم، بدون شک کمک بسیار مفیدی برای سازماندهی نجات پس از حادثه خواهد بود. برای این منظور، آنچه توزیع زمین لغزش زمین لرزه ای را کنترل می کند، موضوع مهمی است که باید به آن پرداخت.
در حال حاضر، در حالی که روش های آماری مختلفی برای پرداختن به رابطه بین عوامل کنترل کننده و توزیع زمین لغزش های ناشی از زلزله وجود دارد، تلاش های بسیاری بر روی پیگیری علل الگوی توزیع زمین لغزش متمرکز شده است. در مقایسه با روشهای مبتنی بر رویداد، مدلهای مبتنی بر فیزیکی به دلیل اصولی که دنبال میکنند، عینیتر و علمیتر هستند. در میان این مدل ها، مدل نیومارک یک مدل مبتنی بر فیزیک است که به طور گسترده و با موفقیت برای ارزیابی خطر زمین لغزش لرزه ای استفاده شده است [ 12 ، 13 ].]. با این حال، زمانی که از روش نیومارک استفاده میشود، مردم عموماً به نتایج پیشبینی نهایی علاقه دارند، به عنوان مثال، جابجایی دائمی، که شاخصی از وقوع زمین لغزش است، در حالی که از نتیجه میانی، به عنوان مثال، شتاب بحرانی، که شاخصی است که شیب را نشان میدهد، غفلت میکنند. پایداری تحت بارگذاری لرزه ای، یعنی حساسیت زمین لغزش لرزه ای [ 14]. متأسفانه معادلات مورد استفاده برای پیشبینی جابجایی دائمی عموماً با استفاده از دادههای مناطق خاص کالیبره میشوند و اعمال آنها در مناطق دیگر با شرایط زمینشناسی یا اقلیمی متفاوت، عدم قطعیت نتایج را افزایش میدهد. برخلاف جابجایی دائمی، یک نقشه حساسیت زمین لغزش لرزه ای می تواند اطلاعات مفیدی در مورد مکان هایی که احتمال خرابی شیب ها وجود دارد و اینکه چگونه شدت لرزش وقوع یا عدم وقوع زمین لغزش را کنترل می کند، ارائه دهد. این دانش برای ارزیابی خطرات زمین لغزش لرزه ای در مرحله مقدماتی اهمیت بیشتری دارد. علاوه بر این، پایهای برای تحقیقات بیشتر، مانند ارزیابی سریع زمین لغزشهای پس از زلزله و شناسایی مناطق بسیار آسیبدیده برای کمک به تصمیمگیرندگان در اولویتبندی تلاشهای امدادرسانی در بلایا را تشکیل میدهد.
این کار از زمین لغزش های ایجاد شده توسط زلزله Ms7.0 Jiuzhaigou، چین در سال 2017 برای اصلاح روش نیومارک و توسعه سیستمی برای ارزیابی سریع احتمال بالقوه برای یک منطقه معین استفاده کرد. به جای همبستگی عوامل زمین شناسی و توپوگرافی با الگوی توزیع زمین لغزش زمین لرزه [ 3 ، 15 ، 16 ]، توزیع زمین لغزش مشاهده شده را به مدل های حساسیت زمین لغزش لرزه ای موجود مرتبط کردیم. سپس، همراه با توزیع پیک شتاب زمین (PGA)، نقشه خطر زمین لغزش زمین لرزه ای بالقوه تهیه شد. علاوه بر این، محدودیت ها و عوامل تاثیر مدل مورد بحث قرار می گیرد.
2. رانش زمین توسط زلزله Ms7.0 Jiuzhaigou
در 8 آگوست 2017، یک زمین لرزه Ms 7.0 (33.20 درجه شمالی، 103.82 درجه شرقی) در شهرستان Jiuzhaigou رخ داد، جایی که سیستم گسلی به ساختار دم اسبی متشکل از گسل Huya (F2 در شکل 1 )، گسل Tazang (F3 در شکل) نفوذ می کند. 1 )، و گسل Minjiang (F1 در شکل 1 ) [ 17 ]. راهحلهای مکانیسم کانونی یک گسل امتداد لغز جانبی به شدت فرورفته در ساختار دم اسبی را نشان دادند، در حالی که هیچ پارگی آشکاری در سطح زمین با رویدادی که پیدا شد وجود نداشت [ 17 ]]. فقدان چنین شواهدی این سوال را مطرح می کند که کدام گسل در ناحیه گسلی کونلون باعث ایجاد زلزله جیوژایگو شده است. شاخه جنوبی گسل تازنگ یا امتداد گسل هویا به عنوان محتمل ترین گسل های مسبب در نظر گرفته شده اند [ 18 ]. از لحاظ تاریخی، منطقه Jiuzhaigou بیش از 50 رویداد با Ms ≥ 5 در قرن گذشته ایجاد کرده است، برخی با Ms ≥ 7 [ 19 ]، و گسلهای اینجا سطوح مختلف فعالیت دارند. گسل تازنگ در امتداد حاشیه شمال شرقی منظومه کونلون قرار دارد. این روند NW-SE دارد و دارای نرخ لغزش سمت چپ ~3.0 میلی متر در سال و فاصله عود ~2300 سال است [ 20 ]]. در سمت غربی ساختار دم اسبی، گسل مین جیانگ به سمت شمال حرکت می کند و با نرخ متوسط 0.37 تا 0.53 میلی متر در سال می لغزد [ 21 ]. گسل هویا در مرکز ساختار دم اسبی کونلون قرار دارد و از اواخر کواترنر فعال بوده است. رویدادهای تاریخی در بخش جنوبی گسل هویا شامل Ms7.2 و 6.7 در سال 1976 است [ 22 ].
پس از این رویداد، با استفاده از تصاویر پس لرزه ای Geoeye-1 با وضوح 0.5 متر (تصویربرداری در 14 آگوست 2017) و تصاویر پیش لرزه ای Google Earth (GE)، تیمی به سرپرستی دکتر شو چونگ 4834 زمین لغزش زمین لرزه را توسط این زمین لرزه تفسیر کردند. (ارتباط شخصی)، که جامع ترین موجودی گزارش شده تاکنون بود ( شکل 1 ). مناطق مسطح این زمین لغزش ها چند تا صد هزار متر مربع است که کوچکترین آنها 7.8 متر مربع و حداکثر 236338 متر مربع است که 9.64 کیلومتر مربع را پوشش می دهد [ 16] .]. بررسیهای میدانی پس از زلزله نشان میدهد که لرزش باعث شکست شیبها در امتداد سواحل شیبدار رودخانه در نزدیکی مرکز زمینلرزه و در امتداد بریدگیهای شیبدار جاده در پارک جیوژایگو شد. اندازه خرابی ها از چند متر مکعب ریزش سنگ تا بهمن های سنگی بزرگ که حدود یک میلیون متر مکعب تخمین زده می شود متغیر بود. بیشتر زمین لغزش ها در امتداد امتداد شمالی گسل هویا در جهت شمال غربی و به اندازه 10 کیلومتر از منطقه گسلی نقشه برداری شده توزیع شده اند ( شکل 1 ) که با ویژگی های زمین لغزش های ناشی از زلزله بر روی گسل های امتداد لغز مطابقت دارد. دو نمونه زلزله 2002 مگاوات 7.9 دنالی، آلاسکا، ایالات متحده آمریکا و 2010 Ms هستند.زمین لرزه 7.0 یوشو، چین، که در آن اکثر زمین لغزش ها در نزدیکی گسل قرار داشتند و در دو طرف گسل در ~10 کیلومتری متمرکز شدند [ 23 ، 24 ]. از فواصل تا گسل مسبب احتمالی، الگوی توزیع زمین لغزش های زمین لرزه ای نشان می دهد که گسل مسبب دارای لغز است، احتمالاً گسترش شمال غربی گسل هویا (خط نقطه سیاه در شکل 1 )، اگرچه این نیاز به تأیید بیشتری دارد.
3. روش ها و داده ها
با توجه به نیومارک [ 25 ]، پتانسیل زمین لغزش را می توان به سادگی به عنوان یک بلوک صلب در یک صفحه شیبدار با شتاب بحرانی شناخته شده (ac) که برای غلبه بر مقاومت برشی در پایه آن لازم است، مدلسازی کرد . جابجایی دائمی تجمعی بلوک نسبت به پایه بلوک مدلسازی میشود، زیرا تحت تأثیر شتاب زلزله است و برای پیشبینی رفتار شیب در طول یک رویداد لرزش استفاده میشود. هنگامی که یک زلزله رخ می دهد، اگر یک شیب حرکت زمین را تجربه کند که از شتاب بحرانی آن فراتر رود، ممکن است شیب در حین لرزش از بین برود. بنابراین، شتاب بحرانی را می توان برای توصیف پایداری یک شیب تحت لرزش لرزه ای، به عنوان مثال، حساسیت زمین لغزش لرزه ای استفاده کرد [ 12 ].]. اگر بتوان نقشه ای که توزیع شتاب های بحرانی شیب را در یک منطقه نشان می دهد تهیه کرد، در ترکیب با نقشه شتاب زمین لرزه ای واقعی، می توان به سرعت خطر زمین لغزش را پس از یک زلزله بزرگ پیش بینی کرد.
3.1. شتاب بحرانی شیب منطقه مورد مطالعه به عنوان یک نقشه اساسی
اول، ما فرض کردیم که پایداری لرزهای شیبها را میتوان بر حسب جابجایی دائمی تجمعی به جای حداقل ضریب ایمنی سنتی ( FS ) ارزیابی کرد. شتاب بحرانی، که تابعی ساده بین ضریب ایستایی ایمنی ( FS ) و هندسه شیب (معادله (1)) است، معیاری از ویژگیهای شیب ذاتی است که مستقل از هر سناریوی لرزش زمین است. این یک ارتباط بین تجزیه و تحلیل پایداری شیب استاتیک و دینامیکی است و حساسیت زمین لغزش لرزه ای را به تصویر می کشد [ 12 ، 26 ].
که در آن F S ضریب استاتیک ایمنی است و می تواند به صورت زیر بیان شود:
متغیرهای معادله (2) مربوط به ویژگی های مصالح شیب و هندسه شیب می باشد. وقتی Fs بزرگتر از 1 باشد، شیب پایدار است. در غیر این صورت شیب ناپایدار است. جدول 1 متغیرهای معادلات (1) و (2) و توضیحات آنها را نشان می دهد.
از معادله (2)، عوامل تأثیر اولیه Fs پایداری، خواص مواد، زاویه و اشباع شیب هستند. از میان آنها مورد سوم مربوط به فصول است که برای فصول غیر بارندگی نادیده گرفته می شود. از آنجایی که رویداد Jiuzhaigou در یک فصل بارانی رخ نداده است، بنابراین نسبت ضخامت دال اشباع شده در نظر گرفته نمی شود، یعنی m = 0 در معادله (2). در همین حال، بررسیهای میدانی نشان میدهد که لغزشهای زمینلغزشی توسط شوک Jiuzhaigou عمدتاً شکستهای شیب کمعمق هستند، بنابراین ضخامت دال شکست نرمال شیب t = 2.0m فرض میشود.
به طور کلی، Fs شیب ها قبل از زلزله باید مساوی یا بزرگتر از 1 باشد. اما به دلیل تأثیر پارامترهای ورودی در محاسبه Fs، به ویژه عدم قطعیت خواص سنگ، Fs ممکن است در محاسبه واقعی کمتر از 1 باشد. برخی از محققان از Fs = 1.1 برای معکوس کردن پارامترهای سنگ ممکن استفاده می کنند [ 27 ]. با این حال، چنین راهی در یک محاسبه منطقه ای غیر واقعی است. هدف از این مقاله تحلیل رابطه بین حساسیت زمین لغزش لرزه ای و توزیع زمین لغزش های لرزه ای بود که نیازی به تعیین اینکه آیا زمین لغزش رخ می دهد یا خیر. بنابراین، این کار هنوز از پارامترهای سنگ نماینده استفاده می کند [ 12] برای دامنه ها. حتی اگر Fs<1، منجر به c <0 شود، بر مقایسه بزرگی های نسبی شیب ها تأثیر نمی گذارد، یعنی پایداری شیب با c = 0.3، که کمتر از شیب با c = 0.2 است. .
واحدهای زمین شناسی از نقشه های زمین شناسی در مقیاس 1:200000 [ 28 ] برای تخمین خواص مواد برای منطقه مورد مطالعه، از جمله قرار گرفتن در معرض طبقات از دوره دونین تا کواترنر، در حالی که فاقد توالی ژوراسیک، کرتاسه تا سوم بودند، استفاده شد ( شکل 2 ). جدول 2لایه ها و سنگ شناسی منطقه مورد مطالعه را نشان می دهد. تقریباً تمام سنگهای بستری که در این منطقه ظاهر میشوند به دلیل حرکات زمین ساختی شدید هوازدگی و تغییر شکل یافتهاند. اگرچه پارامترهای دقیق مقاومت مواد نقش مهمی در تجزیه و تحلیل پایداری شیب ایفا می کنند، آزمایش پارامترها در چنین منطقه بزرگی عملی نیست و خارج از محدوده این مطالعه است. بنابراین، ما از مجموعه ای از مقادیر مقاومت برشی نماینده برای هر یک از واحدهای زمین شناسی استفاده کردیم. ابتدا سنگهای این منطقه مورد مطالعه به چهار نوع طبقهبندی شدند که شامل یک گروه سنگ سخت (نوع یک)، یک گروه سنگ نسبتا سخت (نوع II)، یک گروه سنگ نرم (نوع III) و یک گروه سنگ نرم دوم (نوع سوم) بود. نوع IV) ( شکل 2). سپس، پارامترهای مقاومت برشی سنگ بر اساس «استاندارد طبقهبندی مهندسی تودههای سنگ» [ 29 ] و برخی دیگر از منابع مرتبط [ 12 ، 27 ، 30 ، 31 ] به هر نوع اختصاص داده شد. جدول 3 مقادیر مقاومت مواد را برای انواع سنگ در منطقه مورد مطالعه نشان می دهد.
برای این مطالعه، زاویه شیب با استفاده از نقشه شیب به دست آمده از داده های ارتفاعی 30 متری ماموریت توپوگرافی رادار شاتل (SRTM) [ 32 ] برآورد شد ( شکل 3 ). برای ارزیابی پایداری شیب تحت تکانهای لرزهای منطقهای منطقه مورد مطالعه، چنین تفکیک دادهها میتواند نیاز تحلیل بر اساس روش شبکهبندی را برآورده کند. علاوه بر این، برای ارزیابی سریع پس از لرزه ای خطر زمین لغزش، داده های SRTM30 به راحتی به دست آمد.
3.2. کسب PGA توزیع رویداد لرزه ای
به طور کلی، شتاب لرزه ای برای زلزله آسان است. در اینجا، ما یک نقشه PGA با استفاده از دادههای 13 ایستگاه پایش لرزهای که در 150 کیلومتری مرکز زمین لرزه قرار داشتند، تولید کردیم و حرکات زمین زلزله 2017 Ms7.0 Jiuzhaigou را ثبت کردیم. نزدیکترین ایستگاه لرزه نگاری در 35 کیلومتری مرکز زمین لرزه و خارج از مناطق تحت تأثیر زمین لغزش های همزمان لرزه ای قرار داشت ( شکل 4 ، با عنوان JZB). ابزار سه جزئی EW، NS، و PGAهای عمودی را به ترتیب 129.5، 185.0 و 124.7cm/s/s ثبت کرد. ما نقشه ای ایجاد کردیم که توزیع PGA را با درون یابی داده های نقطه ای بین سنسورها نشان می دهد. برای جبران داده های ناکافی در مرکز زلزله، بر اساس محاسبات وب سایت USGS [ 33 ] PGA 260 gal تعیین کردیم.
3.3. تجزیه و تحلیل درجه توسعه زمین لغزش بالقوه لرزه ای
بر اساس توزیع شتاب بحرانی شیب و PGA، ما پتانسیل زمین لغزش زمین لرزه ای را با تجزیه و تحلیل تفاوت بین حساسیت زمین لغزش لرزه ای یک شیب خاص و اوج شتاب زمین در آن سایت پس از زلزله Ms7.0 Jiuzhaigou ارزیابی کردیم. منطقه مورد مطالعه با 1 کیلومتر × 1 کیلومتر شبکه بندی شد. برای هر سلول شبکه، حساسیت زمین لغزش لرزه ای آن به صورت زیر تعریف شد:
که در آن a i شتاب بحرانی شیب در نقطه i است که با رابطه (1) محاسبه می شود، و N تعداد نقاط محاسبه شبکه است که به وضوح DEM بستگی دارد. در این مورد، ما از SRTM30 برای محاسبه درجه شیب استفاده کردیم، بنابراین حدود 1000 نقطه در یک سلول 1 کیلومتر × 1 کیلومتر وجود داشت. مقادیر S بزرگتر به معنای حساسیت زمین لغزش لرزه ای کمتر است، به عنوان مثال، تنها یک نیروی خارجی بزرگتر می تواند باعث شکست شیب شود، در غیر این صورت شیب می تواند در طول لرزش لرزه ای پایدار بماند. در مقابل، مقادیر S کوچکتر نشان دهنده پایداری کم شیب است، جایی که زمین لغزش می تواند به راحتی رخ دهد.
ما از روش زیر برای توصیف درجه توسعه زمین لغزش های لرزه ای استفاده کردیم: برای هر سلول شبکه، نرخ بالقوه تولید زمین لغزش آن به صورت زیر تعریف می شود:
که در آن یک سلول مساحت سلول است و A سایت ناحیه ای است که PGA بیشتر از شتاب بحرانی است. Pls بزرگتر به معنای منطقه بزرگتر تحت تأثیر زمین لغزش و خطر بیشتر است.
4. نتایج
با استفاده از داده های توپوگرافی و نقشه های زمین شناسی، شتاب های بحرانی برای شیب ها در سراسر منطقه مورد مطالعه را با استفاده از روش نیومارک محاسبه و نقشه برداری کردیم ( شکل 5 ). در این تجزیه و تحلیل، شیب های کمتر از 10 درجه پایدار در نظر گرفته شد، و بنابراین از محاسبه حذف شدند [ 12 ].
در نتیجه، یک نقشه شتاب بحرانی بر اساس سلول ها برای نمایش توزیع حساسیت زمین لغزشی منطقه مورد مطالعه ایجاد شد ( شکل 5 ). در این نقشه، شتابهای بحرانی کوچکتر (حساسیت زمین لغزش لرزهای بالا که با سایههای قرمز نشان داده میشود) نشاندهنده شیبهایی است که احتمال شکست آنها تحت بار لرزهای بیشتر است، در حالی که رنگهای آبی نشاندهنده شیبهای نسبتاً پایدار هستند. ما یک همبستگی فضایی خوبی بین حساسیت زمین لغزش لرزه ای مدل شده و زمین لغزش های واقعی در محدوده زمین لغزش های زمین لرزه ای مشاهده کردیم (خط نقطه آبی در شکل 5 ).
ترکیب نقشه حساسیت زمین لغزش لرزه ای و توزیع PGA امکان پیش بینی خطر زمین لغزش زمین لرزه ای بالقوه پس از یک زلزله بزرگ را فراهم می کند ( شکل 6 ). نتیجه نه تنها با حساسیت زمین لغزش لرزه ای قبل از رویداد مرتبط است، بلکه تحت تأثیر PGA در طی لرزش لرزه ای قرار می گیرد. در این کار، 278 سلول شبکه در محدوده منطقه آسیب دیده زمین لغزش (در داخل خط نقطه آبی در شکل 6 ) وجود داشت. در میان آنها، 223 سلول وجود داشت که در آن زمین لغزش زمین لرزه رخ داد و با این کار مشخص شد که 80 درصد از منطقه آسیب دیده را تشکیل می دهد. مقایسه نشان می دهد که پیش بینی شده (Pls) و نرخ وقوع زمین لغزش واقعی به خوبی با شماره سلول بیان شده است ( شکل 7 ).
5. بحث
به عنوان یک نقشه اساسی، حساسیت زمین لغزش لرزه ای معمولا در تحقیقات زمین لغزش های ناشی از زلزله استفاده می شود. به عنوان مثال، در ارزیابی سریع زمین لغزشهای پس از لرزهای، با دادههای PGA در دسترس، امکان مقایسه شتاب بحرانی شیب و PGA را فراهم میکند و بنابراین منطقه با خطر زمین لغزش بالا را پیشبینی میکند. علاوه بر این، در ترکیب با نقشههای پهنهبندی پارامترهای لرزش لرزهای، میتواند به ارزیابی میانمدت و بلندمدت خطر زمینلغزش لرزهای تحت احتمالات بسیار زیاد کمک کند. براب (1984) تعریف زیر را ارائه کرد: “نقشه حساسیت به زمین لغزش مناطقی را نشان می دهد که احتمال دارد در آینده زمین لغزش داشته باشند و برخی از عوامل اصلی که در زمین لغزش نقش دارند، مانند شیب های تند و واحدهای زمین شناسی ضعیف، با توزیع گذشته زمین لغزش ها مرتبط است.” 34]. در حالی که این مقاله از تعریف حساسیت زمین لغزش لرزه ای توسط جیسبون و همکاران [ 12 ] پیروی می کند که احتمال زمین لغزش های ناشی از لرزش لرزه ای را برجسته می کند. یافتن اینکه برخی از عوامل زمین شناسی در تعریف سنتی حساسیت زمین لغزش، مانند زوایای شیب و واحدهای زمین شناسی، در واقع در پارامترهای مکانیکی سنگ روش نیومارک وجود دارند، دشوار نیست. علاوه بر این، شتاب بحرانی می تواند به عنوان یک شاخص برای به تصویر کشیدن معیاری از ویژگی های شیب ذاتی مستقل از هر سناریوی لرزش زمین عمل کند [ 12 ].
در این کار، ما از سلول شبکه به عنوان یک واحد اساسی برای تجزیه و تحلیل کنترل حساسیت زمین لغزش لرزه ای بر توزیع زمین لغزش های زمین لرزه ای استفاده کردیم. به جای استفاده از حداقل مقدار شتاب بحرانی (به عنوان مثال، ناپایدارترین) برای ارزیابی یک سلول شبکه، ما میانگین شتاب بحرانی را برای تمام نقاط یک سلول شبکه برای توصیف حساسیت زمین لغزش لرزه ای سلول محاسبه کردیم. در مقایسه با استفاده از حداقل مقدار شتاب بحرانی به عنوان شاخص، اگرچه شتاب بحرانی برخی نقاط ممکن است در چنین محاسبهای متوسط دستکم گرفته شود، ویژگی کلی سلول شبکه را میتوان بهتر به تصویر کشید. در حالی که از حداقل مقدار شتاب بحرانی به عنوان یک شاخص استفاده می شود، خطر ممکن است بیش از حد برآورد شود، که یک ارزیابی محافظه کارانه خواهد بود. علاوه بر این، این کار یک شاخص ارزیابی از نرخ منطقه توسعه زمین لغزش بالقوه را تعریف می کند، که ویژگی زمین لرزه Jiuzhaigou را نشان می دهد که زمین لغزش های زمین لرزه ای در مقیاس کوچک غالب هستند. به عنوان مثال، پراکندگی متراکم در شمال غربی و جنوب شرقی تا کانون با مکان های با حساسیت بالا پیش بینی شده توسط این کار مطابقت داشت. علاوه بر این، در عمل، نحوه بیان شبکه بندی می تواند نتایج را به طور مستقیم و واضح تر نمایش دهد.
برخی از مطالعات محدودیت های مدل نیومارک را مورد بحث قرار داده اند. به عنوان مثال، برای زمین لغزش های کم عمق نسبتاً خوب عمل می کند، اما برای زمین لغزش های عمیق نه. محدودیت عمده روش ها این است که دقت تجزیه و تحلیل منوط به دقت ورودی ها است [ 12 , 27 , 30 , 35]. در این مقاله، برای سهولت، لایهها را با سنگشناسی مشابه ادغام کردیم و پارامترهای مکانیکی یکسانی را به آنها اختصاص دادیم. چنین عملیاتی می تواند مستقیماً بر دقت شتاب بحرانی شیب تأثیر بگذارد. همانطور که مشخص است، پیدایش و الگوی توزیع زمین لغزشهای لرزهای تحت تأثیر عوامل متعددی است و به همین دلیل، ترکیبهای متنوعی از این عوامل باعث ایجاد انواع زمین لغزشها در محیطهای مختلف زمینشناسی و ژئومورفیک میشود. برای مدل بلوک صلب، پارامترهای مکانیکی سنگ در توصیف شیبها مهم هستند که میتوانند تأثیر مواد شیب را بر توزیع زمین لغزش بیان کنند. در این مطالعه، ما از یک مقاومت برشی نماینده برای هر نوع سنگ استفاده کردیم، حتی اگر هر نوع از چندین واحد زمینشناسی مختلف تشکیل شده بود ( شکل 2).). هنگامی که تغییرات مکانی مقاومت برشی واحدهای زمینشناسی در نظر گرفته نمیشود، دقت پیشبینی مدل عمدتاً توسط زوایای شیب کنترل میشود. به عنوان مثال، در لایه کواترنر منطقه مورد مطالعه در این اثر (سمت چپ پایین شکل 5 )، به دلیل اینکه این ناحیه دارای پارامترهای ماده یکسانی است، حساسیت زمین لغزش لرزه ای توسط زوایای شیب کنترل می شود و توزیع زمین لغزش با زوایای شیب سازگار است. علاوه بر این، پارامترهای مکانیکی سنگ نامناسب نیز منجر به پیشبینی نادرست میشود. در محدوده کوچکی از منطقه مورد مطالعه جنوب شرقی ( شکل 5شتابهای بحرانی محاسبهشده نسبتاً بزرگتر بودند، به این معنی که حساسیت زمین لغزش لرزهای کمتر بود، اما زمینلغزشهای زمین لرزهای زیادی در آنجا رخ داد. دلیل احتمالی این خطا را می توان به پارامترهای مکانیکی بزرگ تری نسبت داد که به سنگ این مکان تخصیص داده شده است که با وضعیت واقعی مطابقت ندارد و منجر به خطاهای پیش بینی می شود.
برای تجزیه و تحلیل بهتر رابطه بین پارامترهای مکانیکی سنگ و Fs، این کار زوایای شیب هر نوع سنگ را برای Fs = 1.0 محاسبه کرد. شکل 8 روابط بین پایداری شیب ( Fs ) و زاویه شیب را برای چهار نوع سنگ مورد استفاده در این مطالعه نشان می دهد. ظاهراً برای Fs = 1، تحت خواص سنگ تعریف شده ( جدول 3تیپ های مختلف سنگ با زوایای شیب متفاوتی مطابقت داشتند که به ترتیب 23 درجه، 30 درجه، 38 درجه، 45 درجه (IV تا I، یعنی نرم به سخت) بودند. به این معنی که در یک لایه، اگر زاویه شیب بیشتر از پایداری باشد، ناپایداری رخ می دهد. با این حال، در موارد واقعی، بسیاری از زوایای شیب بیش از زوایای پایداری در طبقات مختلف وجود دارد در حالی که ثابت میمانند. در این کار، با توجه به اینکه زمین لغزش ها عمدتاً شکست های شیب کم عمق مربوط به مواد هوازدگی هستند، با ارجاع به برخی مطالعات قبلی (مثلاً جیبسون و همکاران، 2000) مقدار c’ نسبتاً کوچکی را اختصاص دادیم و زوایای پایدار شیب را به دست آوردیم. شکل 8. بنابراین، چگونگی تخصیص پارامترهای مکانیکی سنگ معقول به شیبها نیاز به تحقیقات بیشتر دارد، که یک گام کلیدی برای روشهای مبتنی بر یک مدل فیزیکی برای بهبود دقت پیشبینی است.
دریفوس تأثیر تغییر پارامتر بر نتایج پیشبینی را به صورت کمی مورد بحث قرار داد و نشان داد که تأثیر پارامترهای مدل بر نتایج بیشتر از خود مدل جابجایی و پارامتر حرکت زمین است [ 30 ]. در مورد این کار، پایداری شیب تحت لرزش لرزهای، بهویژه زمانی که مقدار شتابهای بحرانی شیب مشابه است، میتواند تأثیر عمدهای بر نتایج ارزیابی داشته باشد (به معادله (4) مراجعه کنید). در فاصله 150 کیلومتری مرکز زمین لرزه جیوژایگو، 13 ایستگاه لرزه نگاری به صورت غیریکنواخت مستقر شده بودند که بیشتر آنها از مرکز زمین لرزه دور بودند. حتی اگر نزدیکترین ایستگاه 35 کیلومتر از هم فاصله داشته باشد، خارج از محدوده زمین لغزش بوده است ( شکل 4).). بنابراین، داده های این ایستگاه ها در واقع برای تجزیه و تحلیل کمی زمین لغزش مفید نیستند. ما فقط میتوانیم بر درونیابی ریاضی برای تولید توزیع PGA تکیه کنیم، که به سمت بیرون و اطراف مرکز زلزله بدون تفاوت جهت کاهش مییابد، حتی جهت تضعیف PGA را با توجه به گسل امتداد لغز در نظر نمیگیرد [ 36 ]. علاوه بر این، اثر تقویت زمین نیز در نظر گرفته نشد، که در برخی از مطالعات اثرات آشکاری داشت [ 37 ، 38 ]]. بنابراین، نتایج ارزیابی خطر ارائه شده در اینجا در مرحله مقدماتی است. به طور الهام بخش، مطالعات بیشتر و بیشتر امکان بهبود دقت پیش بینی زمین لغزش را در مقیاس منطقه ای افزایش می دهد، مانند روش عنصر طیفی یکپارچه (SEM) – مدل نیومارک که در جزیره هنگ کنگ و زلزله M6.5 لودیان 2014 در چین اعمال شد. [ 39 ]. علاوه بر این، برآورد تقویت توپوگرافی سه بعدی نقطه به نقطه، ناکافی بودن داده های لرزه ای را تشکیل می دهد و تجزیه و تحلیل را در یک مطالعه آینده اصلاح می کند.
به عنوان یک عامل محرک و اندازه گیری بزرگی حرکت زمین لرزه ای، PGA ارتباط نزدیکی با وقوع زمین لغزش دارد. جیبسون و هارپ PGA را بین 0.02-0.04 گرم به عنوان حد فاصله زمین لغزش برای زلزله 23 اوت 2011 Mineral، ویرجینیا (Mw 5.8) برآورد کردند [ 40 ]. در این حالت، آیا PGA واقعی در مرز خط حد توزیع زمین لغزش با شتاب بحرانی شیب روی مرز قابل نمایش است؟ اگرچه مطالعات بیشتری برای تایید این حدس و گمان مورد نیاز است، شتاب بحرانی احتمالاً استفاده از توزیع زمین لغزش را برای به دست آوردن توزیع PGA در کار آینده اجازه می دهد.
6. نتیجه گیری
شتاب بحرانی شیب حاصل از تحلیل مدل نیومارک میتواند به خوبی پایداری شیب را تحت تکانهای لرزهای به تصویر بکشد. این ویژگی که زمین لغزش های کوچک و متوسط در زلزله جیوژایگو غالب هستند، استفاده موفقیت آمیز از این مدل را برای انجام تحلیل حساسیت زمین لغزش لرزه ای امکان پذیر می کند. این کار چنین تحلیلی را با استفاده از یک شبکه 1 کیلومتر × 1 کیلومتر از منطقه مورد مطالعه انجام می دهد. نتایج نشان داد که توزیع زمین لغزش های ایجاد شده توسط زمین لرزه 2017 Jiuzhaigou Ms7.0 ارتباط نزدیکی با حساسیت زمین لغزش لرزه ای نشان داده شده توسط شتاب بحرانی شیب در منطقه آسیب دیده دارد. به طور کلی، توزیع مقادیر حساسیت زمین لغزش لرزه ای الگوی زمین لغزش های لرزه ای را کنترل می کند، یعنی مکان هایی که حساسیت زمین لغزش لرزه ای بالاتری دارند، شکست های شیب بیشتری دارند. این کار شاخصی از نرخ توسعه منطقه لغزش بالقوه را برای پیش بینی خطر زمین لغزش پس از لرزه تعریف می کند. در منطقه مورد مطالعه، زمین لغزش ها به طور متراکم در شمال غربی و جنوب شرقی کانون زمین لرزه پراکنده شده است که تا حد زیادی با پیش بینی با استفاده از این شاخص مطابقت دارد.
سادهسازی پارامترهای مواد شیب ورودی به مدل نیومارک میتواند بر دقت محاسبه حساسیت زمین لغزش لرزهای تأثیر بگذارد. اگرچه مقادیر نسبی پارامترهای مکانیکی سنگ را می توان در مراحل اولیه ارزیابی درجه توسعه زمین لغزش منطقه ای مورد استفاده قرار داد، روش های معقول تری برای تخصیص پارامترها زمانی که باید دقت بالاتری به دست آید مورد نیاز است. برای زلزله Jiuzhaigou Ms7.0، به دلیل دادههای ایستگاه لرزهای محدود، دقت توزیع PGA میتواند تأثیری بر محاسبه نرخ توسعه منطقه لغزش بالقوه داشته باشد.
بدون دیدگاه