پژوهش‌های ژئوفیزیک کاربردی (Jun 2022)
برآورد احتمالاتی خطر زمین‌لرزه با شبیه‌سازی مونت‌کارلو در گستره کرمانشاه و پیرامون
Abstract
برای ارزیابی بیشینه شتاب جنبش‌زمین در حوزه زمان و نیز حوزه بسامد در گستره کرمانشاه، برآورد احتمالاتی با شبیه‌سازی مونت-کارلو و به‌کارگیری مدل 7 خوشه‌ای تعیین شده برای چشمه زمین‌لرزه با ترکیب خوشهبندی K-means وزن‌دار و بهینهسازی توده ذرات (PSO)، انجام شده است. تعداد بهینه خوشه‌ها با اعمال الگویتم PSO-WK-means بر توزیع مکانی زمین‌لرزه‌ها و توجه به شاخص‌های اعتبارسنجی به صورت خودکار تعیین شده است. فهرست زمین‌لرزه‌های مصنوعی با روش نمونه‌برداری تصادفی با جایگزینی، که در آن هر عضو بیش از یکبار شانس انتخاب شدن را دارد، تهیه شده است. مقادیر بیشینه شتاب جنبش‌زمین (PGA) و شتاب طیفی (SA) در دوره‌های 2/0 و 2 ثانیه و میرایی 5%، برای دوره بازگشت 50 و 475 سال (به ترتیب معادل 63% و 10% احتمال فزونی در 50 سال) برای گستره 46 تا 48 درجه طول شرقی و 34 تا 36 درجه عرض شمالی، که از زلزله‌خیز‌ترین بخش‌های زاگرس است، محاسبه شده است. برای دوره بازگشت 475 سال، بیشینه شتاب جنبش‌زمین معادل g31/0 برای ازگله، میان‌راهان، حمیل، نهاوند، مریوان و بیجار به‌دست آمده است. برآورد خطر زمین‌لرزه تخمین بیشینه مقدار جنبش زمین در ساختگاه یا منطقه موردنظر در پنجره زمانی مشخص است. نتایج برآورد خطر زمین-لرزه از مهم‌ترین و پایه‌ای‌ترین داده‌ها در مهندسی زلزله برای محاسبه سطح مشخصی از خسارت و آسیب‌پذیری در طراحی سازه‌ها است؛ اما، وجود عدم‌قطعیت‌ها در تعیین پارامترهای مشخصه زمین‌لرزه، رابطه‌های تضعیف، پیش‌بینی زمان زمین‌لرزه‌های آینده، بزرگی، مسافت چشمه تا ساختگاه و موارد دیگر، باعث پیچیدگی محاسبات و لزوم ارائه روش‌های جدید شده است (تنهواز و کمبل، 2003). با توجه به اینکه در برآورد خطر زمین‌لرزه به روش‌های مرسوم قطعیتی و احتمالاتی، وجود عدم-قطعیت در تعیین هندسه چشمه و پارامترهای لرزه‌خیزی اجتناب ناپذیر است، به تدریج شبیه‌سازی مونت‌کارلو به محاسبات تحلیل خطر زمین-لرزه راه پیدا کرد. . شپیرا (1983) و جانسون و کویاناگی ((1983 ساختار اولیه رویکرد شبیه‌سازی مونت‌کارلو را برای تحلیل خطر زمین-لرزه معرفی کردند و نشان دادند که چگونه می‌توان از شبیه‌سازی فهرست زمین‌لرزه‌ها، برای تجزیه و تحلیل خطر زمین‌لرزه استفاده کرد.
Keywords
