مدل‌سازی پیشرو و وارون داده ژئوفیزیکی مقاومت‌ویژه الکتریکی سطح زمین لغزش با مش غیرساختاری، مطالعه موردی: آزادراه تهران - شمال

Abstract

بررسی‌های ژئوالکتریک یکی از روش‌های رایج تصویربرداری ژئوفیزیک زیرسطحی است که بینش قابل توجهی در مورد خواص الکتریکی اهداف مورد تجسس ارائه می‌دهد. در این پژوهش سعی شده است با بکارگیری مش غیرساختاری، نواحی با توپوگرافی خشن و شدید و همچنین ساختاری های الکتریکی با هندسه پیچیده را مورد بررسی قرار داد. یک روش رایج در بررسی‌های ژئوفیزیکی کم عمق، توموگرافی مقاومت ویژه الکتریکی (ERT) برای تعیین وضعیت لایه‌های زمین از نظر خواص الکتریکی و متعاقباً نمایش سطح زمین‌لغزش احتمالی است. از یک برنامه توسعه یافته به نام ResIPy استفاده شد تا توپوگرافی سطح را با استفاده از مش مثلثی مبتنی بر الگوریتم های اجزای محدود برای حل مسائل پیشرو و وارون‌ ژئوالکتریکی بازیابی نمود. در ابتدا، یک زمین‌لغزش مصنوعی شبیه‌سازی الکتریکی شد که استفاده از مش غیرساختاری تا حدودی منجر به شناسایی دقیق‌تر سازندهای زمین‌شناسی نسبت به مش ساختاری با المان مستطیلی گردید؛ همچنین زمان اجرای الگوریتم با مش جدید به حافظه کمتری نیاز داشت. سپس داده‌های میدانی از یک محدوده زمین لغزش مستعد در حدود 10کیلومتری شمال غرب استان تهران (محدوده کیلومتر دوم جاده تهران- شمال) با استفاده از 31 سونداژ الکتریکی بر روی چهار پروفیل ERT به فاصله 20 متر در امتداد سطح لغزشی بررسی شد. سطح مورد تجسس بسیار لغزش پذیر است زیرا مربوط به منطقه‌ای با مقاومت ویژه الکتریکی پایین و متشکل از مصالح ناهمگن (آبرفت و توف) بود. بر روی محدوده زمین لغزش، سه لایه با تباین مقاومت ویژه الکتریکی بارز قابل تفکیک است. لایه سطحی متشکل از مواد ناهمگن با گستره مقاومت ویژه الکتریکی 30 تا 100 اهم متر است و در بخش‌هایی تا 200 اهم‌متر مرتبط با نواحی خرد شده آبرفت - توف قابل رؤیت است. این لایه تا عمق 15 تا 20 متر در مقاطع دیده می‌شود. لایه‌ای با مقاومت کمتر از 40 اهم‌متر هم به عنوان لایه آبرفتی و کنگلومرایی قابل مشاهده است. در اعماق بیشتر لایه‌ای وجود دارد که شامل سنگ‌های مقاومت بالای توف البرز می‌باشد.

Keywords

• توموگرافی مقاومت ویژه الکتریکی
• مش غیرساختاری
• زمین لغزش