تاثير رفتار غيرخطي خاك بر بزرگ‌نمايي امواج زلزله شهرستان اروميه

The Effect of Soil Nonlinearity on Ground Motion Amplification in Urmia City

پژوهش‌گران با مشاهدات عيني زلزله‌هاي گذشته، تجربيات و مدل‌سازي‌هاي انجام‌شده نشان مي‌دهند كه شدت و محتواي فركانسي امواج زلزله كه روي سطح زمين به ثبت مي‌رسند تحت تاثير رفتار غيرخطي خاك ساخت‌گاه قرار دارد. اطلاع از شدت و چگونگي اين تاثيرات براي ارزيابي عمل‌كرد لرزه‌اي سازه‌ها و شريان‌هاي حياتي ضروري است. از اين رو در اين مقاله براي ارزيابي رفتار غيرخطي خاك اروميه آناليزهاي ديناميكي غيرخطي در حوزه زمان بر روي مدل هاي يك‌بعدي از لايه خاك زيرسطحي اروميه انجام گرفته است. در اين آناليزها از شتاب نگاشت‌هاي مصنوعي توليدشده با استفاده از نتايج تحليل خطر لرزه اي، به‌عنوان حركت ورودي براي آناليز استفاده شده است. سپس با مقايسه شتاب‌هاي طيفي در پريودهاي مختلف سطح زمين با مقادير متناظر روي سنگ بستر لرزه‌اي طيف بزرگ‌نمايي شتاب طيفي در پريودهاي مختلف ارايه شده است. نتايج نشان مي دهد مناطق مركزي و شرقي شهر كه ضخامت آبرفت در آن مناطق زياد است، بيش‌ترين مقدار بزرگ‌نمايي را داشته اند. به‌علاوه مقدار ضريب بزرگ‌نمايي خاك بر اثر رخداد زلزله‌هايي با دوره بازگشت بزرگ‌تر، به‌علت شديدتر شدن رفتار غيرخطي خاك، كم‌تر است و اين بزرگ‌نمايي‌ها در پريودهاي بيش‌تري رخ مي دهند.

Direct observation and experience of past earthquakes together with modeling carried out by researchers, has shown that ground motion acceleration and frequency is affected by the nonlinear behavior of site soil. In the process of assessing the seismic response of structures and lifelines, it is essential to understand the nonlinear behavior of the soil and how it can affect the results. In this paper, the nonlinear behavior of Urmiaʹs subsurface soil is studied by performing one dimensional nonlinear site response analysis in time domain. Artificial acceleration time histories that were synthesized based on the result of seismic hazard analysis, conducted over three return periods, are used as input motion. Spectral acceleration at the ground surface is compared with those calculated for seismic bedrock, and spectral acceleration amplification curves are obtained. These curves show that, the amplification is greater in the central and eastern regions of the city than those for other regions of the city because of a deeper soil profile. The results show that the maximum amplification for higher return period is smaller because of greater soil nonlinear behavior.