Please enter banners and links.
پدرم راه تمام زندگیستپدرم دلخوشی همیشگیست
تقدیم به مادر مهربانم:
آن فرشته ای که از خواسته هایش گذشت،
سختی ها را به جان خرید و خود را سپر بلای مشکلات و ناملایمات کرد
تا من به جایگاهی که اکنون در آن ایستاده ام برسم
تقدیم به خواهران مهربانم:
که وجودشان شادی بخش و آفتاب مهر آنها مایه آرامش من است.
سپاسگزاری:
سپاس خدای را که هر چه دارم از اوست
به امید آنکه توفیق یابم جز خدمت به خلق او نکوشم.
وظیفه خود می‌دانم سپاسگزار تمام آن‌هایی باشم که در این دوره ارزشمند، بودنشان و امیدشان راه گشای من بود .
از استاد گرامی جناب آقای دکتر غلامرضا قدرتی امیری و به ویژه جناب آقای دکتر سید علی رضویان امرئی به دلیل یاریها و راهنماییهای بی چشمداشت ایشان که بسیاری از سختیها را برایم آسان نمودند، چرا که بدون راهنماییهای ایشان تامین این پایان نامه بسیار مشکل مینمود. بسیار سپاسگزارم…
از استاد عزیز جناب آقای دکتر مرتضی رئیسی دهکردی و همینطور استاد خوبم جناب آقای دکتر مهران کوهی کمالی نهایت تشکر را دارم .
-7112033972500فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکیده……………………………………………………………………………………………………………………………………………… 1
فصل اول: کلیات و مفاهیم 1-1. مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………………… 3
1-2. مفهوم خطر و خطر پذیری ( ریسک ) …………………………………………………………………………………………………. 4
1-3. مفهوم زلزله ها …………………………………………………………………………………………………………………………… 4
1-4. امواج زلزله ………………………………………………………………………………………………………………………………… 5
1-5. انواع امواج زلزله…………………………………………………………………………………………………………………………… 5
1-5-1. امواج درونی یا پیکری (حجمی) …………………………………………………………………………………………………….. 5
1-5-1-1. امواج فشاری یا طولی ( P ) ……………………………………………………………………………………………………… 5
1-5-1-2. امواج برشی ( S ) ………………………………………………………………………………………………………………….. 6
1-5-2. امواج درونی یا پیکری…………………………………………………………………………………………………………………. 6
1-5-2-1. موج لاو ( love )…………………………………………………………………………………………………………………… 7
1-5-2-2. موج رایلی ( LR )…………………………………………………………………………………………………………………… 7
1-6.مناطق زلزله خیز کره زمین………………………………………………………………………………………………………………. 8
1-6-1. کمربند چین خورده آلپ – هیمالیا………………………………………………………………………………………………….. 8
1-6-2. کمربند اطراف اقیانوس آرام ………………………………………………………………………………………………………….. 8
1-6-3. کمربند میانی اقیانوس اطلس………………………………………………………………………………………………………… 9
1-7. گسل و تعاریف مربوط به آن……………………………………………………………………………………………………………… 9
1-7-1.تعریف گسل ……………………………………………………………………………………………………………………………. 9
1-7-2. مشخصات گسل……………………………………………………………………………………………………………………….. 9
1-7-2-1. راستای گسل……………………………………………………………………………………………………………………….. 10
1-7-2-2. شیب گسل …………………………………………………………………………………………………………………………. 10
1-7-3. انواع گسل ……………………………………………………………………………………………………………………………… 10
1-7-3-1. گسل های امتداد لغز ……………………………………………………………………………………………………………… 11
1-7-3-2. گسل های شیب لغز ………………………………………………………………………………………………………………. 11
1-8. بزرگی زلزله …………………………………………………………………………………………………………………..…………… 12
1-9. رابطه بزرگا و طول گسل…………………………………………………………………………………………………………………. 13
1-10. طرح مقاوم در برابر زمین لرزه…………………………………………………………………………………………………………. 16
1-11. زلزله های سطوح مختلف طراحی متداول…………………………………………………………………………………………….. 17
1-11-1. زلزله مبنای طرح و بزرگترین زلزله احتمالی……………………………………………………………………………………. 17
1-11-2.سطوح خطر زلزله ( Seismic Hazard ) ……………………………………………………………………………………….. 17
1-11-3. روش محاسبه دوره بازگشت با احتساب درصد احتمال وقوع……………………………………………………………………. 18
1-12- سطوح عملکردPerformance) ……………………………………………………………………………………………………( 19
1-13. موقعیت جغرافیایی منطقه …………………………………………………………………………………………………………….. 21
1-14. مطالعات قبلی……………………………………………………………………………………………………………………………. 24
1-15. روند اجرای مطالعات …………………………………………………………………………………………………………………… 24
فصل دوم: لرزه زمین ساخت و لرزه خیزی گستره طرح و برآورد پارامترهای لرزه خیزی گستره بیرجند 2-1. مقدمه………………………………………………………………………………………………………………………………………. 28
2-2. لرزه زمین ساخت ایران…………………………………………………………………………………………………………………… 29
2-2-1. موقعیت زمین شناسی منطقه در کمربند آلپی………………………………………………………………………………….. 29
2-2-2. جایگاه پهنه شرق ایران و موقعیت منطقه در تقسیم بندی زمین شناسی ایران…………………………………………………. 31
2-3. تکامل تکتونیکی و الگوهای دگر شکلی ارائه شده در شرق ایران…………………………………………………………………… 35
2-4. ویژگی های زمین شناسی و ساختاری ایالت ساختاری سیستان…………………………………………………………………… 41
2-4-1. ویژگی های سنگ شناسی و چینه شناسی…………………………………………………………………………………………. 41
2-4-2. روندهای ساختاری ایالت سیستان………………………………………………………………………………………………….. 42
2-4-2-1. روند چین ها………………………………………………………………………………………………………………………. 42
2-4-2-2. روند شکستگی ها…………………………………………………………………………………………………………………… 42
2-4-3. روندهای گسلش ایالت سیستان…………………………………………………………………………………………………….. 45
2-5. تقسیم بندی کلی گسل ها ……………………………………………………………………………………………………………… 49
2-5-1. گسل زمین لرزه ای…………………………………………………………………………………………………………………… 49
2-5-2. گسل لرزه زا ………………………………………………………………………………………………………………………….. 50
2-5-3. گسل کواترنر …………………………………………………………………………………………………………………………… 50
2-6- تابع بیشینه بزرگای زمین لرزه و طول گسیختگی گسل ………………………………………………….………………………… 50
2-7. رابطه بزرگای MS و mb …………………………………………………………………………………………………………… 51
2-8. رابطه بزرگای MS و ML ……………………………………………………………………………………………………………. 52
2-9. برآورد بیشینه بزرگای منتسب به گسل های موجود در گستره طرح …………………………………….………………………… 52
2-10. گسل های بنیادی گستره طرح……………………………………………………………………………………………………….. 53
2-11. شناسایی گسل های فعال و لرزه زا……………………………………………………………………………………………………. 56
2-12.تکتونیک فعال شرق ایران……………………………………………………………………………………………………………….. 56
2-13.گسل های مهم منطقه…………………………………………………………………………………………………………………… 58
2-13-1.گسله الهیار(Allahyar fault)…………………………..………………….……………………………………………………….. 58
2-13-2.گسله برک(Barak fault)…………………..…………………………………………………………………………………. 59
2-13-3.گسله چاه آمینا(Chah Amina fault)……………………………………………….…………………………………………… 59
-13-4.گسله چاه زرین(Chah Zarrin fault)………………….………………………………………………………………………….. 59
2-13-5.گسله خطیبی(Khatibi fault)……………………..………………………………………………………………………………… 60
2-13-6.گسله سنوک(Sanouk fault)……………………………………………………………………………………………………… 61
2-13-7.گسله سورک(Surk fault)…………………………………………………………………………………………………………. 61
2-13-8.گسله سورند(Surand fault)……………………..………………………………………………………………………………… 61
2-13-9.گسله شوشود(Shushd fault)…………….………………………………………………………………………………………. 62
2-13-10.گسله کوه بازو(Kuh-e Bazu fault)…………….…………………………………………………………………………… 62
2-13-11.گسله کوه چشمه ضربی(Kuh-e Ch Zarbi fault)…………….……………………………………………………………… 63
2-13-12.گسله کوه زر(Kuh-e Zar fault)…………………………….………………………………………………………………….. 64
2-13-13.گسله کوه مادرمیشان(Kuh-e Madar Mishan fault)…………………..………………………………………………. 64
2-13-14.گسله کوهارود(Kuharud fault)…………………..…………………………………………………………………………….. 64
2-13-15.گسله گزی داری(Gazidrai fault)………………….…………………………………………………………………………… 65
2-13-16.گسله گزیک(Gazik fault)……………….………………………………………………………………………………………. 65
2-13-17.گسله گو منج(Gomenj fault)………….………………………………………………………………………………………. 66
2-13-18.گسله حدسی مختاران(Mokhtaran inferred fault)…………………………………………………………………….. 67
2-13-19.گسله مراک(Marak fault)……………………………………………………………………………………………………… 67
2-13-20.گسله مرغ تیغ(Morghtigh fault)…………….…………………………………………………………………………….. 67
2-13-21.گسله موریسک(Murisk fault)……………..…………………………………………………………………………………. 68
2-13-22.گسل نوقاب(Noghab fault)…………….……………………………………………………………………………………. 68
2-13-23.گسله یزدان(Yazdan fault)……………………………………………………………………………………………………. 69
2-13-24.گسل گُل(goll)…………………………………………………………………………………………………………………….. 69
2-13-25.گسل آساگی(Asagi fault)………………………………………………………………………………………………………. 70
2-13-26.گسل آهنگران(Ahangaran fault)…………………………………………………………………………………………… 71
2-13-27.گسله استین(Estin fault)………………………………………………………………………………………………………. 71
2-13-28.گسله اسماعیل آباد(Esmaeil Abad fault)………………………………………………………………………………….. 72
2-13-29.گسله افریز(Afriz faukt)………………………………………………………………………………………………………… 72
2-13-30.سامانه گسلی بندان(Bandan fault sys–)………………………………………………………………………………. 73
2-13-31.گسله بیرجند(Birjand fault)………………………………………………………………………………………………….. 74
2-13-32.گسله پل سیاه(Pol-e Siah fault)……………………………………………………………..……………………………… 74
2-13-33.گسله جبار(Jabbar fault)……………..……………………………………………………………………………………….. 75
2-13-34.گسله حدسی زیدان(Zeydan inferred fault)……………………………………………………………………………… 75
2-13-35.گسله سنبل(Sonbol fault)…………….………………………………………………………………………………………. 76
2-13-36.گسله حدسی سهل آباد(Sahl Abad inferred fault)…………………………………………………………………….. 77
2-13-37.گسله شاهرخت(Shahrakht fault)……………………………..……………………………………………………………… 77
2-13-38.گسله باغستان(Baghestan fault)………………….………………………………………………………………………… 77
2-13-39.گسله کوچ(Kouch fault)……………….………………………………………………………………………………………. 78
2-13-40.گسله حدسی چاه کریم آباد(Chah-e Karim Abad inferred fault)…………………………………………………. 78
2-13-41.ابراهیم آباد(Ebrahim Abad fault)…………………………………………………………………………………………… 79
2-13-42.گسله گیو(Giv fault)…………………………………………………………………………………………………………….. 79
2-13-43.گسل آبگرم(Ab-e Garm fault)……………………………………………………………………………………………….. 80
2-13-44.گسله آبیز(Abiz fault)……………………………………………………………………………………………………………. 80
2-13-45.گسل جنگل ……………………………………………………………………………………………..………(jangal fault) 82
2-13-46.گسله خواف …………………………………………………………………………………………..………….(khaf fault) 82
2-13-47.گسله دشت بیاض (Dasht-e Bayaz fault)…………….…………………………………………………………………… 83
2-13-48.گسله دوغ آباد( Dough Abad fault)………………………………………………………………………………………… 84
2-13-49.گسله فردوس (Ferdows fault)…………….…………………………………………………………………………………. 85
2-13-50.گسله کاشمر (Kashmar fault)………………………………….……………………………………………………………… 86
2-13-51.گسله محمدآباد(Mohammad Abad fault) …………….……………………………………………………………….. 87
2-13-53.گسله نوزاد ( Nowzad fault)………………………………………………………………………………………………….. 87
2-13-54.گسل دوست آباد(Doost abad fault) ……………………………………………………………………………………….. 88
2-14.معرفی زمین لرزه های قبل از سده بیستم و گسلش مسبب آنها در گستره خراسان جنوبی……………………………………… 89
2-14-1. زمین لرزه 141ه.ش(736 م)……………………………………………………………………………………………………….. 90
2-14-2. زمین لرزه 458ه.ق(1066م)قهستان……………….………………………………………………………………………………. 90
…………………………………………………………………………………… 2-14-3-زمین لرزه 20 دی 871 ه. ش نوزاد(1493م) 91
2-14-4. زمین لرزه26 بهمن927 ه.ش بیرجند(1549م)…………………………………………………………………………………. 92
2-15. معرفی زمین لرزه های سده بیستم و گسلش مسبب آنها در گستره خراسان جنوبی……………………………………………. 92
2-15-1. زمین لرزه درخش(22 مارس 1903 م)…………………………………………………………………………………………… 93
2-15-2. زمین لرزه سربیشه(1936 م)………………………………………………………………………………………………………. 93
-15-3. زمین لرزه 26 بهمن 1319ه.ش محمد آباد(1941م)………………..……………………………………………………………… 93
22-15-4.زمین لرزه26 فروردین1324 ه.ش گیو(دهم فوریه1946م)……………..……………………………………………………… 95
2-15-5. زمین لرزه 1 مهر 1326 ه.ش دوست آباد(1947م)…………….………………………………………………………………. 95
2-15-6. زمین لرزه 1341 ه. ش موسویه(اول آوریل1962 م)……………….………………………………………………………….. 96
2-15-7. زمین لرزه دهم شهریور 1347 ه.ش (1 سپتامیر 1968م)فردوس…………………………………………………………….. 97
2-15-8. زمین لرزه نهم شهریور 1347 دشت بیاض (31 آگوست 1968)…………….………………………………………………… 98
2-15-9.زمین لرزه 25 شهریور 1357 ه.ش طبس(16 سپیتامبر1978)………………………………………………………………… 102
2-15-10. زمین لرزه 6 آذر ماه 1358 کولی- بنیادباد(27 نوامبر 1979)………………………………………………………………. 104
2-15-11. زمین لرزه 24 نوامبر 1987 باقران………………………………………………………………………………………………. 104
2-15-12. زمین لرزه های 20 ژوئن 1997 و 10آوریل 1998 پورنگ……………………………………………………………………. 104
2-15-13- زمین لرزه چهارم اسفندماه1372(23فوریه1994)سفیدابه………………………………………………………………….. 105
2-15-14. زمین لرزه 10 می1997 اردکول(20 اردیبهشت 1376)…………….……………………………………………………….. 107
2-16. برآورد پارامترهای لرزه خیزی در گستره مورد مطالعه…………………………………………………………………………….. 109
2-16-1- حذف پیش لرزه ها و پس لرزه ها از فهرست زمین لرزه ها …………..……….……………………………………………… 109
2-16-1-1. حذف پیش لرزه ها و پس لرزه ها به روش دستی………….……………………………………………………………….. 109
2-16-1-2. حذف پیش لرزه ها و پس لرزه ها به روش پنجره های زمانی و مکانی…………………………………………………….. 110
2-17. تعیین فرمول لرزه خیزی گستره بیرجند……………………………………………………………………………………………… 110
2-17-1. مقایسه فراوانی- بزرگی زمین لرزه ها……………………………………………………………………………………………… 113
2-17-2. مقایسه فراوانی – زمان زمین لرزه ها………………………………………………………………………………………………. 114
2-18.مقایسه بین توان لرزه خیزی شمال،مرکز و جنوب استان خراسان جنوبی…………………………………………………………. 115
2-18-1.تخمین درصد احتمال وقوقع بوسیله تعیین دوره بازگشت زلزله ها……………………………………………………………… 116
2-19. برآورد دوره بازگشت زمین لرزه به روش گوتنبرگ- ریشتر………….………………………………………………………………. 116
2-20. رابطه میان بزرگی و شدت زمین لرزه ها……………………………………………………………………………………………… 117
2-20-1. کاهش شدت زمین لرزه……………………………………………………………………………………………………………. 118
2-21. برآورد دوره ی بازگشت زمین لرزه به روش برازش مقادیر نهایی …………..…………………………………………………….. 119
2-21-1. تابع تجمعی احتمالی نوع I ……………………………………………………………………………………………………….. 120
2-21-2. تابع تجمعی احتمالی نوع III ……………………………………………………………………………………………………. 122
2-21-3. تابع تجمعی احتمالی نوع S ………………………………………………………………………………………………………. 124
2-21-4. برآورد پارامترهای لرزه خیزی بر اساس روش کیکو و سلوول……….………………………………………………………… 126
2-22 . برآورد دوره بازگشت زمین لرزه براساس روش تخمین بیشینه محتمل(روش کیکو)………………………………………….. 129
2-23 . برآورد دوره بازگشت زمین لرزه های منطقه ………………………………………………………………………………………. 130
2-23-1. برآورد دوره بازگشت زمینلرزه به روش کیکو…………………………………………………………………………………….. 132
فصل سوم: روابط کاهندگی و پارامترهای جنبش نیرومند زمین 3-1. مقدمه …………………………………………………………………………………………………………………………………….. 134
3-2.برآورد پارامترهای جنبشی نیرومند زمین ………………………………………………………………………………………………. 134
3-3. پارامترهای موثر در کاهندگی……………………………………………………………………………………………………………. 136
3-4. گسترش هندسی و جذب ………………………………………………………………………………………………………………… 136
3-5. انواع روابط کاهندگی……………..………………………………………………………………………………………………………… 137
3-5-1. روابط کاهندگی تجربی ……………..…………………………………………………………………………………………………. 137
3-6. انتخاب رابطه کاهندگی ………………………………………………………………………………………………………………….. 139
3-6-1. رابطه کاهندگی Ghodrati et al (2007) ……………………………………………………………………………………… 141
3-6-2. رابطه کاهندگی Campbell (1997) ………..………………………………………………………………………………….. 143
3-7. روابط کاهندگی بیشینه شتاب زمین………….………………………………………………………………………………………… 144
3-8. روابط کاهندگی بیشینه سرعت زمین ……….…………………………………………………………………………………………. 144
3-9. روابط کاهندگی بیشینه جابجایی زمین ………………………………………………………………………………………………… 144
3-10. ملاحظات نهایی ………….…………………………………………………………………………………………………………….. 145
فصل چهارم: تحلیل خطر زلزله به روش قطعی برای شهر بیرجند 4-1. مقدمه ……………………………………………………………………………………………………………………………………… 147
4-2. روش قطعی در ارزیابی خطر زمین لرزه در شهر بیرجند ………….…………………………………………………………………. 149
4-3. هندسه چشمه های زمین لرزه ای ……………………………………………………………………………………………………… 149
4-3-1. مدل های چشمه های لرزه ای و پیشنهاداتی برای مدلسازی ………………………………………………………………….. 150
4-4. برآورد توان لرزه زایی گسل های بنیادی در گستره بیرجند …………………………………………………………………………. 152
4-5. تعیین منا سب ترین رابطه کاهندگی برای برآوردبیشینه پارامترهای حرکتی زمین……………………………………………….. 157
4-5-1. برآورد بیشینه مقادیر شتاب افقی قابل انتظار جنبشی زمین ……………………………………………………………………… 157
4-5-2. روابط کاهندگی……………………………………………………………………………………………………………………….. 157
4-5-2-1. رابطه کاهندگی قدرتی و همکاران …….…………………………………………….…………. Ghodrati et al (2007) 157
4-5-2-2. رابطه کاهندگی امبرسیز و سیمپسون Ambrasys& Simpson(1996) ………………………………………..……… 158
4-5-2-3. رابطه کاهندگیSarma&srbulov (1998) …………………………………………………………………………………. 158
4-5-2-4. رابطه کاهندگی زارع :Zare ( 1999 ) ………………………………………………………………………………………… 159
4-6. برآورد خطرزمین لرزه…………………………………………………………………………………………………………………….. 161
فصل پنجم: تحلیل احتمال اندیشانه خطر زلزله برای شهر بیرجند 5-1. مقدمه………….…………………………………………………………………………………………………………………………. 163
5-2. نوع خاک ساختگاه ……………………………………………………………………………………………………………………… 164
5-3. عدم قطعیت پارامترهای زمین لرزه…………………………………………………………………………………………………….. 165
5-3-1. عدم قطعیت بزرگای زمین لرزه ها ……………………….………………………………………………………………………….. 166
5-3-2. عدم قطعیت مرکز سطحی زمین لرزه ها……………………………………………………………………………………………. 167
5-3-3. عدم قطعیت عمق کا نونی زمین لرزه ها ……………………………………………………………………………………………. 167
5-4. مراحل تحلیل احتمال اندیشانه خطر زلزله……………………………………………………………………………………………… 168
5-5. تهیه منحنی خطر زلزله…………………………………………………………………………………………………………………… 170
5-6. مطالعه موردی تحلیل احتمالی خطر زلزله در منطقه بیرجند ……………………………..…………………………………………… 172
5-6-1. نقشه های خطر زلزله ای……………..……………………………………………………………………………………………….. 173
5-7. نقشه های خطر لرزه ای…………………………………………………………………………………………………………………… 173
5-8. زلزله های طراحی گستره ساختگاه…………….…………………………………………………………………………………………. 178
فصل ششم: تعیین شتاب طیفی و طیف خطر یکسان برای شهر بیرجند 6-1. مقدمه……………..………………………………………………………………………………………………………………………… 180
6-2. طیفهای طرح بر اساس زلزله مبنای طرح و بزرگترین زلزله احتمالی ……………………………………………………………….. 180
6-2-1. طیف طراحی زمین لرزه ای…………………………………………………………………………………………………………… 181
6-2-2. طیف طراح استاندارد…………………………………………………………………………………………………………………… 181
6-2-3. طیف طرح ویژه ساختگاه …………………………………………………………………………………………………………….. 181
6-2-4. نقشه های شتاب طیفی ………………………………………………………………………………………………………………. 182
6-2-4-1. رابطه کاهندگی طیفی Ghodrati et al ( 2010 ) ………………………………………………………………………… 182
6-2-4-3. رابطه کاهندگی طیفی Campbell (1997) …………….……………………………………………………………………. 183
6- 3.طیف خطر یکسان ( Uniform Hazard Spectrom )…………………………………………………………………………… 195
فصل هفتم: نتیجه گیری و ارائه ی پیشنهاد 7-1. مقدمه……………………………………………………………………………………………………………………………………… 198
7-2. نتیجه گیری……….…………….………………………………………………………………………………………………………… 199
7-3. ارائه پیشنهاد برای تحقیقات آتی…………….…………………………………………………………………………………………. 200
منابع و مآخذ………………………………………………………………………………………………………………………………… 201
پیوست فهرست جداول
عنوان -762001143000صفحه
جدول 1-1. روابط بین طول گسیختگی سطحی و بزرگای زمین لرزه در رابطه ولزکوپر اسمیت………………………………………………………. 14
جدول 1-2. فلسفه طراحی ساختمان ها در برابر زلزله……………………………………………………………………………………………………… 20
جدول 2-1. پهنه های اصلی رسوبی- ساختاری ایران که توسط آقانباتی(1379)……………………………………………………………………… 39
جدول 2- 2.ارتباط بین بزرگای ML , MS …………………….…….……………………………………………………………………………………. 52
جدول 2-3. مقادیر فراوانی- بزرگی زمین لرزه ها در محدوده خراسان جنوبی در سده بیستم در بیرجند……….………………………………….. 111
جدول2-4. برآورد دوره بازگشت زمین لرزه ها برای گستره بیرجند با استفاده از روش گوتنبرگ- ریشتر….……………………………………….. 117
جدول 2-5. نتایج برنامه (2000) Kijko ( مقادیر ضرایب لرزه خیزی)…………………………………………………………………………………. 128
جدول 2-6. خروجی برنامهKijko(2000) (احتمال رخداد زلزله های با بزرگای مختلف نسبت به دوره های بازگشت مختلف و …)…………….. 129
جدول 3-1. ضرایب رابطه کاهندگی Ghodrati et al (2007) ……………………………………………………………………………….………. 143
جدول 3-2. ضرایب رابطه کاهندگی Campbell (1997) ………………………………………………………………………………………………. 144
جدول 4-1. روابط بین طول گسیختگی سطحی و بزرگای زمین لرزه در رابطه ولزوکوپر اسمیت………….…………………………………………… 154
جدول 4-2. مقادیر بیشینه بزرگای محتمل با روابط مختلف ناشی از جنبش گسل های منطقه…….…………………………………………………. 157
جدول 4-3. برآورد مقادیر بیشینه شتاب افقی زمین با روابط مختلف ناشی از جنبش گسل های گستره مطالعه……………………………………. 160
جدول4-4. نتیجه نهایی تحلیل قطعی خطر زلزله برای شهر بیرجند …………………………………………………………………………………….. 162
جدول 5-1. تحلیل احتمالاتی خطر پذیری سازه ها در شهر بیرجند ……………………………………………………………………………………. 179
جدول6-1. ضرایب رابطه کاهندگی طیفی Ghodrati et al (2010) …….…….…………………………………………………….……………….. 184
فهرست نمودارها
عنوان -76200127000صفحه
نمودار2-1. رابط گوتنبرگ- ریشتر برای شهر بیرجند برحسب امواج سطحی……………………………………………………………………………. 112
نمودار2-2. هیستوگرام فراوانی- بزرگی زمین لرزه ها برای گستره بیرجند………..……………………………………………………………………… 114
نمودار2-3. هیستوگرام فراوانی- زمان زمین لرزه های برای گستره بیرجند………………………………………………………………………………. 115
نمودار2-4. برازش خطی بین احتمال وقوع زلزله و بزرگای موج سطحی برای تعیین ضرایب ثابت X و U در تابع تجمعی نوعI ………………….. 121
نمودار 2-5. برآورد دوره بازگشت زمین لرزه ها به روش تابع تجمعی نوعI در گستره شهر بیرجند ……..……………………………………………. 121
نمودار 2-6.برازش خطی بین احتمال وقوع زلزله و بزرگای موج سطحی برای تعیین ضرایب ثابت B و C در تابع تجمعی نوعIII ………………… 123
نمودار 2-7. برآورد دوره بازگشت زمین لرزه ها به روش تابع تجمعی نوع III در گستره شهر بیرجند ……….………………………………………. 123
نمودار 2-8. برازش خطی بین احتمال وقوع زلزله و بزرگای موج سطحی برای تعیین ضرایب ثابت B و C در تابع تجمعی نوع S ………………. 125
نمودار 2-9. برآورد دوره بازگشت زمین لرزه ها به روش تابع تجمعی نوع S در گستره شهر بیرجند ……….……………………………………….. 125
نمودار 2-10. احتمال رویداد برحسب بزرگای سطحی در گستره 150 کیلومتری شهر بیرجند ……….…………………………………………….. 130
نمودار2-11. برآورد دوره بازگشت زمین لرزه های منطقه ( بزرگای سطحی) با استفاده از روش کیکو…………….…………………………………. 132
نمودار6-1. (g)Sa طیف با خطر یکسان خاک نوع III در 10% احتمال رویداد در 50 سال مربوط به شهر بیرجند…….…………………………… 196
نمودار6-2. (g)Sa طیف با خطر یکسان خاک نوع III در 2% احتمال رویداد در 50 سال مربوط به شهر بیرجند………………………….………..
196
فهرست شکل ها
عنوان -762001143000صفحه
شکل 1-1. امواج درونی زلزله شامل امواج تراکمی (P) و امواج برشی (S) …….……………………………………………………………………….. 6
شکل 1-2. موج لاو و نحوه انتشار ذرات ماده در این موج…………………………………………………………………………………………………. 7
شکل 1-3. امواج سطحی زلزله و تقسیم بندی آن به موج لاو و رایلی……………………………………………………………………………………. 8
شکل 1-4. نمایش خط راستا و شیب و نیز جهت شیب………..…………………………………………………………………………………………. 10
شکل 1-5. گسل امتداد لغز راستگرد ………………………………………………………………………………………………………………………. 11
شکل 1-6. فرا دیواده در گسل معکوس ……………………………………………………………………………………………………………………. 12
شکل 1-7. کلیه حالات متصور برای انواع گسل ………..…………………………………………………………………………………………………. 12
شکل 1-8. موقعیت جغرافیایی شهر بیرجند ………..……………………………………………………………………………………………………… 22
شکل 1-9. نقشه موقعیت جغرافیایی منطقه و شهر بیرجند ……………………………………………………………………………………………… 22
شکل 2-1. جایگاه تکتونیکی ایران در بین پلیت های عربی، اوراسیا، هند و ترکیه …………………………………………………………………….. 29
شکل 2-2. موقعیت صفحه ایران نسبت به صفحات همجوار در کمربند آلپی (تیرول و همکاران،1983)…………..………………………………… 30
شکل2-3.تقسیم بندی حوضه های رسوبی و ساختمانی ایران، افتخارنژاد(1359)………..……………………………………………………………. 32
شکل صفحه2-4. تقسیم بندی واحدهای اساسی زمین ساختی-رسوبی ایران،بربریان و کینگ(1981)………………………………………………. 33
شکل2-5.مناطق مختلف ساختاری فلات ایران، نوگل سادات(1989)………….……….………………………………………………………………… 34
شکل 2-6. واحدهای ساختاری ایران از نظر اشتوکلین(1968)………………………………………………………………………………… 36
شکل2-7. تکامل ساختاری فرضی زمین درز خاور ایران (تیرول و همکاران، 1983)………..…….……….…………………………………………… 38
شکل2-8. پهنه های رسوبی- ساختاری عمده ایران(آقانباتی،1379)………….…………………………………………………………………………. 40
شکل2-9. زمین شناسی زمین درز زون سیستان(تیرول و همکاران،1983)……………………………………………………………………………. 41
شکل2-10. روند عناصر ساختاری در زون سیستان را نشان می دهد(فروند،1970)…………………………………………………………………… 44
شکل2-11.سلول تئوریک پراندتل برای تشریح گسلش در لوت و شرق ایران(دیوید کومینگز1976 ………………………………………………..( 46
شکل2-12.انطباق گسل های مرکز و شرق ایران با تئوری خط لغزش(تپونیر،1976)…………….…………………………………………………….. 47
شکل2-13. نحوه تاثیر گسل ها با روند شمالی-جنوبی و شرقی- غربی در شرق ایران (والکر و خطیب،2006)………….…………….……………… 48
شکل 2-14.تاثیر توزیع برش راست گرد شمالی-جنوبی روی سیستم گسلی ایران مرکزی(دهشیر و انار)……………………………………………. 49
شکل 2-15. نقشه گسل های مورد استفاده در گستره طرح …………………………………………………………………………………………….. 54
شکل 2-16. نقشه گسل های مورد استفاده در گستره طرح ……………………………………………………………………………………………… 55
شکل2-17. فعالیت لرزه ای ایران……………………………………………………………………………………………………………………………. 57
شکل2-18. تصویر ماهواره ای لندست از رشته کوه مومن آباد………….……………………………………………………………………………….. 91
شکل 2-19. تصویر لندست از سیستم گسله محمد آباد در جنوب غرب دشت بیاض………..………………………………………………………… 94
شکل2-20. تصویر لندست از چین خوردگی فردوس………………………………………………………………………………………………………. 98
شکل2-21.موزائیک لندست از منطقه دشت بیاض………………………………………………………………………………………………………… 100
شکل2-22-a .تصویر استر قسمت غربی شکست 31 آگوست1968/ b) تصویر لندست بخش شرقی گسل دشت بیاض………………………….. 101
شکل(2-23) چگونگی برش راست گرد شمالی جنوبی………………………………………………………………………………………………………. 102
شکل 2-24- تصویر لندست از منطقه طبس………………………………………………………………………………………………………………… 103
شکل2-25. نقشه توپوگرافی منطقه بیرجند همراه گسل های فعال منطقه……………………………………………………………………………… 105
شکل2-26-a .نقشه گسل های منطقه و مکانیزم زمین لرزه های 1963-1900(7/5< Ms )/ b)……………..……………………………………. 106
شکل 2-27. سطح شکست در سیستم گسل آبیز در رویداد زمین لرزه ای1376………….………..………………………………………………….. 108
شکل 4-1. چهار مرحله از روش تحلیل تعینی خطر زلزله……………….…………………………………………………………………………………. 148
شکل 4-2. مدل های چشمه های لرزه ای در یک ایالت لرزه زمین ساخت………………………………………………………………………………. 151
شکل 5-1. درخت منطقی برای بدست آوردن PGA ………….………….……………………………………..……………………………………….. 164
شکل5-2. چهار مرحله از تحلیل احتمالاتی خطر زلزله…………….………………………………………………………………………………………. 169
شکل 5-3. نقاط انتخاب شده جهت تعیین طیف خطر یکنواخت و PGA ……………………………………………………………………………… 175
شکل 5-4. نقشه شتاب بر سنگ بستر (PGA) با 2% احتمال رویداد در 50 سال برای شهر بیرجند…………………………………………………. 176
شکل 5-5. نقشه شتاب بر سنگ بستر (PGA) با 10% احتمال رویداد در 50 سال برای شهر بیرجند……………………………………………….. 177
شکل 6-1. درخت منطقی شتاب طیفی Sa(g) ….……………………………………………………………………………………………………….. 184
شکل 6-2. نقشه شتاب طیفی Sa(g) در 1/0 ثانیه 10% احتمال رویداد در 50 سال برای مولفه افقی خاک نوع III شهر بیرجند…….…………. 185
شکل 6-3. نقشه شتاب طیفی Sa(g) در 3/0 ثانیه 10% احتمال رویداد در 50 سال برای مولفه افقی خاک نوع III شهر بیرجند.………………. 186
شکل 6-4. نقشه شتاب طیفی Sa(g) در 5/0 ثانیه 10% احتمال رویداد در 50 سال برای مولفه افقی خاک نوع III شهر بیرجند……………….. 187
شکل 6-5. نقشه شتاب طیفی Sa(g) در 0/1 ثانیه 10% احتمال رویداد در 50 سال برای مولفه افقی خاک نوع III شهر بیرجند……………….. 188
شکل 6-6. نقشه شتاب طیفی Sa(g) در 0/2 ثانیه 10% احتمال رویداد در 50 سال برای مولفه افقی خاک نوع III شهر بیرجند……………….. 189
شکل 6-8. نقشه شتاب طیفی Sa(g) در 1/0 ثانیه 2% احتمال رویداد در 50 سال برای مولفه افقی خاک نوع III شهر بیرجند……..………….. 190
شکل 6-9. نقشه شتاب طیفی Sa(g) در 3/0ثانیه 2% احتمال رویداد در 50 سال برای مولفه افقی خاک نوع III شهر بیرجند………..……….. 191
شکل 6-10. نقشه شتاب طیفی Sa(g) در 5/0ثانیه 2% احتمال رویداد در 50 سال برای مولفه افقی خاک نوع III شهر بیرجند……………….. 192
شکل 6-11. نقشه شتاب طیفی Sa(g) در 0/1ثانیه 2% احتمال رویداد در 50 سال برای مولفه افقی خاک نوع III شهر بیرجند……………….. 193
شکل 6-12. نقشه شتاب طیفی Sa(g) در 0/2ثانیه 2% احتمال رویداد در 50 سال برای مولفه افقی خاک نوع III شهر بیرجند………………..
194
نقشه گسل های فعال ایران ( پژوهشکده مهندسی زلزله)…………………………………………………………………………………………………… 209
نقشه گسل های تهران پادیر…………………………………………………………………………………………………………………………………… 210
چکیده
شهر بیرجند به عنوان مرکز استان خراسان جنوبی، در زون ساختاری سیستان واقع شده است که به علت نزدیکی به گسلهای لرزه زا و بنیادی (گسلهای نه خاوری و باختری در جنوب، گسل اردکول در شمال شرق، گسل نوزاد در شرق و گسل دشت بیاض در شمال) که با زمین لرزه های بزرگ و مخرب در سده اخیر همراه بوده اند از حساسیت خاصی برخوردار است .بررسی زمین لرزه های رویداده در گستره طرح ، نشان دهنده سطح بالای لرزه خیزی می باشد و در دوره های تاریخی و پس از سال 1900 تاکنون زمین لرزه هایی با بزرگای پیرامون 6 و حتی بیشتر امری عادی جلوه می کند . لذا مطالعه حاضر تحت عنوان تحلیل خطر زلزله و تهیه طیف خطر یکنواخت برای شهر بیرجند انجام شده ، که در آن بیشینۀ شتاب روی سنگ بستر ( PGA ) و همچنین طیف خطر یکنواخت با دو سطح خطر برای شهر بیرجند تهیه گردیده است . مجموعه ای از منابع لرزه زا و داده های لرزه خیزی تاریخی و دستگاهی با پوشش زمانی از قرن هشتم میلادی تا به امروز تا شعاع 200کیلومتری بکار گرفته شده است . برای برآورد پارامترهای لرزه خیزی از روش گوتنبرگ – ریشتر و همچنین روش برازش مقادیر نهایی استفاده شده است ولی با توجه به کمبود داده های مناسب لرزه خیزی و دقت کم اطلاعات موجود و نیز عدم قطعیت در بزرگا در زمان های مختلف ، از روش Kijko [2000] استفاده شده است . جهت تعیین بیشینۀ شتاب روی سنگ بستر( PGA )از پنج رابطه کاهندگی Akkar & Bommer (2010) , Ambraseys et al (1996) , Campbell & Bozorgnia (2000) , Ghodrati et al (2007) , Campbell & Bozorgnia (2008) استفاده شده است. این پنج رابطه با استفاده از روش درخت منطقی و با وزن های به ترتیب 20/0و30/0و15/0و20/0و15/0 و با استفاده از λ و β بدست آمده از روش کیکو با همدیگر ترکیب و نتیجه نهایی حاصل شد .
همچنین روابط کاهندگی طیفی ,Campbell & Bozorgnia (1997),Akkar & Bommer (2007) Berge-Thierry(2004),Ghodrati et al (2010) بدلیل طیفی بودن و تناسب بیشتر با شرایط منطقه با استفاده از روش درخت منطقی و با وزن های به ترتیب20/0و30/0و35/0و15/0جهت تعیین طیف های شتاب استفاده شده است . تحلیل احتمالاتی خطر زلزله بیرجند با استفاده از برنامه SEISRISK IIIانجام شده است . نتایج این تحلیل توسط نقشه های شتاب طیفی با 2% و 10% احتمال رویداد در 50 سال برای شهر بیرجند ، ارائه شده است . همچنین در پایان طیف خطر یکنواخت و نیز طیف با شکل ثابت با 2% و 10% احتمال رویداد در 50 سال برای شهر بیرجند ارائه شده است .
واژه های کلیدی :
طیف خطر یکسان ، تحلیل خطر لرزه ای ، بیشینه شتاب حرکت افقی زمین ( PGA) ، طیف با شکل ثابت ، روابط کاهندگی ، شهر بیرجند.
فصل اول
کلیات و مفاهیم پایه
مقدمه
با وجود تکاپوی وسیعی که به وسیله دانشمندان در سراسر جهان به جهت تعیین خطرات زلزله انجام شده است امکان پیش بینی دقیق زمان ، مکان و بزرگای زلزله های آینده و تکان های حاصل از آن در سطح زمین میسر نگشته است و رسیدن به نتیجه ای دقیق در آینده نزدیک نیز پیش بینی نمی شود . مهمترین علت این موضوع وجود پیچیدگی های فراوان در مکانیزم زلزله و شرایط حاکم به وجود آورندۀ آن و نیز عبور موج ها از لایه های مختلف زمین با خصوصیات کاملا متفاوت می باشد .
البته بیان مفهوم فوق به این معنی نیست که پیش بینی خطرات زلزله در حد قابل قبول و ایمن سازی سازه ها در مقابل آن ممکن نیست . تجربه و یافته های علمی به خوبی نشان داده است که بر اساس اطلاعات قابل دسترس و با استفاده از روش های آماری و احتمالی می توان ایمنی سازه ها را در مقابل زلزله ها تا حد مطلوب برآورد نمود .
در امکان یابی ، تحلیل ، ساخت و نگهداری سازه ها در برابر زلزله ، دو عامل اساسی ایمنی ساختگاه مورد بررسی قرار می گیرد . ایمنی ساختگاه بستگی به مخاطرات ژئوتکنیکی و زمین شناسی قابل رخداد در ساختگاه دارد ، از قبیل زمین لغزش ، روانگرایی و تشدید حرکات زمین به علت اثر شرایط ساختگاهی ، رویداد زمین لرزه های گذشته نشانگر این مطلب هستند که تاثیر شرایط ساختگاهی نقش بسیار اساسی و مهم در میزان و نوع تخریب سازه ها به عهده دارد .
اثرات نامطلوب زمین لرزه ها که سبب خرابی سازه ها و تاسیسات می گردد مربوط به دو پدیده زیر است :
تکان های زمین در اثر عبور امواج لرزه ای
جابجایی برشی ناشی از جنبش برشی گسل ها
عبور امواج لرزه ای سبب ایجاد ارتعاش شده که می تواند بصورت مستقیم سبب تخریب سازه ها شود ، ویا در اثر پدیده هایی مثل فرو نشست ، روانگرایی و لغزش پی ، سازه تخریب گردد . شدت تکان های لرزه ای بستگی به بزرگای زمین لرزه ، فاصله کانونی ، خصوصیات میرایی ساختگاه ، نوع و ضخامت نهشته های رسوبی و شرایط توپوگرافی دارد .
هدف از برآورد خطر زلزله ، ارزیابی منطقی پارامترهای جنبش زمین ( بیشینه شتاب ، بیشینه سرعت ، بیشینه جابجایی و غیره ) در ساختگاه مورد نظر ، بر اثر رویداد زمین لرزه در چشمه های لرزه ای بالقوه در مدت زمان معینی ، که معمولا عمر مفید سازه است ، می باشد .
در واقع تحلیل خطر زلزله ، محاسبه احتمال رویداد تراز های معین لرزش زمین در واحد زمان ، به سبب وقوع زمین لرزه می باشد . این تحلیل اغلب توسط یک منحنی خطر زلزله ، که نشانگر احتمال تجاوز سالانه در قبال دامنه نوسان تکان زمین می باشد ، خلاصه می گردد . در واقع تحلیل خطر زلزله مبنای ورود به فرآیند تصمیم گیری جهت کاهش خسارات زمین لرزه می باشد .
هدف نهایی درتحلیل خطر و مهندسی زلزله تعیین میزان شدت لرزه است که منجر به کمی سازی اثر زلزله برسازه ها می شود که این فرآیند در طیف پاسخ نمود می یابد .
مفهوم خطر و خطر پذیری ( ریسک ) :
خطر زمین لرزه ای ( Seismic Hazard ) توسط بسیاری از مهندسین و طراحان مترادف با خطر پذیری زمین لرزه ای ( Seismic Risk ) بیان می شود . این جابجایی ، خطر زیادی را به همراه دارد ، زیرا به هنگام تحلیل ، این دو کمیت معانی مختلفی دارند . )ترکاشوند ا. 1388(
منظور از خطر زمین لرزه ای ، وقوع محتمل یک جنبش شدید توسط یک رویداد لرزه ای درآینده می باشد . در حالیکه خطر پذیری زمین لرزه ای ، پیامدهای محتمل آن جنبش شدید است . پیامد هایی مانند زیان های جانی ، مالی ، اقتصادی ، که بر اساس نیاز های طرح برای آنها تابع زیان و خسارت تعریف شود . بنابراین خطر پذیری را می توان با استفاده از خطر زمین لرزه ای و در نظر گرفتن تابع آسیب پذیری ( vulnerability function ) در هر منطقه لرزه خیز بدست آورد . )ترکاشوند ا. 1388(
آسیب پذیری یک سازه یا مجموعه ای از سازه های مشابه ،گویای درجه خسارت و یا زیان وارده بر حسب جنبش شدید زمین می باشد . ( جنبش هایی که ترجیحا توسط برخی از پارامترهای فیزیکی مانند شتاب و شدت بیان می شود ) . زمان وقوع خطر محتمل و خطر پذیری محتمل ، در آینده مشخص نیست و بنابراین تعجبی ندارد که اصل های احتمالاتی پایه تحلیل خطر زمین لرزه ای و خطر پذیری باشد . )ترکاشوند ا. 1388(
مفهوم زلزله ها :
زلزله اساساً ارتعاشات پوسته زمین است که از رها شدن ناگهانی انرژی انباشته شده در پوسته زمین ایجاد می گردد و در صورت شدت زیاد در مراکز انسانی موجب خسارتها و زیان های فراوان می شود بطوری که هر ساله شمار زیادی از مردم نقاط مختلف دنیا را درگیر آثار نامطلوب خود می سازد . عبور امواج لرزه ای سبب ایجاد ارتعاش شده که می تواند بصورت مستقیم سبب تخریب سازه ها شود و یا دراثر پدیده هایی مثل فرو نشست ، روانگرایی و لغزش پی ، سازه تخریب گردد . شدت تکان های لرزه ای بستگی به بزرگای زمین لرزه ، فاصله کانونی ، خصوصیات میرایی ساختگاه ، نوع و ضخامت نهشته های رسوبی و شرایط توپوگرافی دارد . (روبین کی.مک گایر، 2004)
امواج زلزله :
درهرمحیط پیوسته تاثیرانرژی و اغتشاشات محیط سبب بوجود آمدن امواج می شود که از منبع انرژی ( مثلا شکست گسل ) با سرعت معینی منتشر و سبب ارتعاش ذرات محیط می شوند که سرعت انتشار به خواص محیط و سرعت ارتعاش به مقدار انرژی بستگی دارد. (زارع، 1379)
انواع امواج زلزله :
امواج زمین لرزه با توجه به حرکتشان در داخل یا سطح زمین به دو دسته تقسیم می شوند : (زارع، 1379)
: امواج درونی یا پیکری (حجمی) :
آن دسته ای از امواج که در درون زمین حرکت کرده و در تمامی جهات منتشر می شوند و با سرعتی بیش از موج های سطحی حرکت می نمایند وخود به دو گروه امواج برشی و فشاری ( P و S ) تقسیم می شوند . (زارع، 1379)
1-5-1-1 : امواج فشاری یا طولی ( P ) :
این امواج باعث کشش ها و انقباض های متوالی در امتداد حرکت موج می شود . سرعت انتشار این امواج زیادتر از امواج دیگر است و اولین موجی هستند که به ایستگاه لرزه نگار می رسد . امواج تراکمی از همه محیط هایی که توان تحمل فشار را دارند از جمله گازها ، جامدات و مایعات عبور می کنند . ذراتی که تحت تاثیر موج P قرار می گیرند در جهت انتشار موج به جلو یا عقب نوسان می کنند . در صورتی که بخشی از یک فنر را جمع کرده و بطور ناگهانی رها کنیم ، فشردگی تمام طول فنر را طی خواهد کرد تا به انتهای آن برسد . در این مثال فنر در راستای حرکت موج به ارتعاش درآمده است که بسیار شبیه به نحوه انتشار امواج P است . دلیل نامگذاری این امواج به نام امواج اولیه سرعت بالای این امواج می باشد ، چرا که اولین موجی که از زلزله احساس می شود امواج P می باشد . این امواج با وجود سرعت بالای انتقال ، چون بسیار سریعتر از سایر امواج دیگر میرا می شوند . ( یعنی انرژی خود را از دست می دهند ) باعث ایجاد خرابی زیادی در زلزله نمی شوند . (زارع، 1379)
1-5-2-1 : امواج برشی ( S ) :
این امواج باعث می شود که سنگ خم شود و شکل خود را از دست بدهد . این امواج فقط از جامدات می گذرد . تقریبا اثرتخریبی تمام زلزله ها بر اثر امواج برشی است و به این معنی که وقتی لحظه شکستن سنگ فرا برسد سنگ شکاف بر می دارد و نقاط مجاور شکاف بطور جانبی نسبت بهم حرکت می نمایند . در این زمان است که دو نوع موج P و S ایجاد می شوند . موج برشی تنها در محیط هایی که می توانند در برابر تغییر شکل جانبی مقاومت کنند ، مانند محیط های جامد ، منتشر می گردد . این موج در مایعات و گازها نمی توانند منتقل شوند . در صورتی که یک طناب را به دیواری متصل کرده و سر دیگر آن را در دست گرفته و بصورت قائم حرکت دهیم ، در طناب موجی که ایجاد می شود شبیه موج S می باشد . در این امواج ارتعاش ذرات محیط عمود بر جهت حرکت موج می باشد . (زارع، 1379)
شکل ( 1-1 ) : امواج درونی زلزله شامل امواج تراکمی ( P ) و امواج برشی ( S ) (زارع، 1379)
: امواج درونی یا پیکری :
سرعت امواج سطحی از امواج عرضی کمتر است و شدت آن نسبت به عمق و نسبت به فاصله از مرکز به سرعت کاهش می یابد . این امواج در تحت شرایط خاص و در فصل مشترک دو محیط گازی و جامد ، در اثر ارتعاشات ناشی از زلزله به وجود می آید . بیشترین انرژی ناشی از تکان های کم عمق را دارا بوده و عامل اصلی خرابی های ناشی از زمین لرزه بخصوص در مناطق مسکونی می باشند . این گروه از امواج پس از تداخل موج های داخلی در امتداد حد فاصل ها ، شروع به ارتعاش کرده و عمق نفوذ محدودی دارند ، از این رو همواره در نزدیکی سطح های ناپیوستگی متمرکز می شوند . بدین جهت در محیط های همگن موج های سطحی نخواهیم داشت .این امواج که به نام های موج های محدود شده ویا موج های هدایت شده نیز معروفند خود به گروه های مختلفی چون موج لاو و موج رایلی تفکیک می گردند . (زارع، 1379)
1-5-2-1 : موج لاو ( love ) :
حرکت زمین توسط موج لاو ، تقریبا شبیه موج S است با این تفاوت ذرات ماده به موازات سطح زمین و در جهت عمود بر انتشار موج حرکت کرده و ذرات در صفحه قائم حرکت ندارند . انتشار این امواج مانند تکان هایی است که بر اثر حرکت طناب به سمت چپ یا راست ایجاد می شود . موج های لاو قدری سریعتر از امواج رایلی حرکت کرده و زودتر بر روی لرزه نگاشت ظاهر می شوند . (زارع، 1379)
شکل ( 1-2 ) : موج لاوو نحوه انتشار ذرات ماده در این موج (زارع، 1379)
1-5-2-2 : موج رایلی ( LR ) :
این امواج به نحو خاصی حرکت می کنند . بدین ترتیب که حرکت ذرات در امتداد مدارهای دایره ای (یا بیضوی) صورت می گیرد . درست مانند حرکت امواج در سطح اقیانوس البته جهت حرکت دایره ها بر خلاف حرکت امواج اقیانوس است به عبارتی حرکات ذرات سنگ ، مدار بیضوی پسگرد را در صفحه قائمی به طرف منشا زمین لرزه طی می کنند . حرکت این دو موج بسیار پیچیده و قدرت تخریبی این امواج و موج S بسیار زیادتر از موج P است این امواج توسط ویژگی هایی چون سرعت ، دامنه ، طول موج ، دوره تناوب و فرکانس از یکدیگر تمیز داده می شوند . (زارع، 1379)
بعد ازموج P موج S و سپس موج های L و R می رسند . سرعت امواج P در حدود 73/1 برابر امواج S است .
شکل ( 1- 3 ) : امواج سطحی زلزله و تقسیم بندی آن به موج لاو و رایلی (زارع، 1379)
مناطق زلزله خیز کره زمین :
مهمترین مناطق زلزله خیز دنیا در سه منطقه پراکنده اند :
: کمربند چین خورده آلپ – هیمالیا :
این نوار از کوه های آلپ در اروپا تا اندونزی ادامه دارد و از کشورهای ترکیه ، ایران ، افغانستان ، پاکستان ، شمال هند ، برمه و اندونزی عبور می کند .) آقانباتی ع. 1385(
: کمربند اطراف اقیانوس آرام :
این نوار از سواحل غربی امریکا شروع شده و از ژاپن ، جزایر تایوان و فیلیپین می گذرد سپس به سمت جنوب تا زلاندنو ادامه پیدا می کند عمق کانون زلزله در این منطقه به حدود 60 کیلومتر می رسد و امواج تسونامی در این منطقه ایجاد می شود . این نوار که به حلقه آتش نیز موسوم است تقریبا 80 % زلزله های جهان را شامل می شود .) آقانباتی ع. 1385(
: کمربند میانی اقیانوس اطلس :
این نوار از وسط بستر اقیانوس اطلس گذشته و در راستای شمال به جنوب واقع شده است . زلزله هایش نسبتا ملایم بوده و آرامش مردم را چندان بهم نمی زند . به استثنای گودال های اقیانوسی کانون زمین لرزه ها در عمق 50 کیلومتری پوسته زمین است . در گودال های اقیانوسی کانون زلزله ها تا عمق 300 تا 700 کیلومتر نیز مشاهده می شود .) آقانباتی ع. 1385(
گسل و تعاریف مربوط به آن :
: تعریف گسل :
گسل ها شکستگی هایی در پوسته زمین هستند که در طول آنها تغییر شکل های قابل توجهی ایجاد شده است . گاهی اوقات گسل های کوچک در ترانشه های جاده ، جایی که لایه های رسوبی چند متر جابجا شده اند ، قابل تشخیص هستند . گسل هایی در این مقیاس واندازه معمولا به صورت تک گسیختگی جدا اتفاق می افتد . در مقابل گسل های بزرگ ، شامل چندین صفحه گسل درگیر می باشند. این منطقه های گسلی ، می توانند چندین کیلومتر پهنا داشته باشند و معمولا از روی عکس های هوایی راحت تر قابل تشخیص هستند تا سطح زمین . در واقع حضور گسل در یک منطقه نشان می دهد که در گذشته ، در طول آن جابجایی رخ داده است . این جابجایی ها می توانسته یا به صورت جابجایی آرام باشد که هیچ گونه لرزشی در زمین ایجاد نمی کند ویا اینکه بصورت ناگهانی اتفاق بیفتد که جابجایی های ناگهانی در طول گسل ها عامل ایجاد اغلب زلزله ها می باشد . (زارع، 1388).بیشتر گسل ها غیر فعال هستند و باقیمانده ای از تغییر شکل های گذشته می باشند . در امتدادگسل های فعال ، حین جابجایی دو قطعه پوسته ای در کنار هم ، سنگ ها شکسته و فشرده می شوند . در سطح صفحات گسلی ، سنگها بشدت صیقلی و شیاردار می شوند . این سطوح صیقلی و شیارداربه زمین شناسان در شناخت جهت آخرین جابجایی ایجاد شده در طول گسل کمک می کند . زمین شناسان بر اساس جهت حرکت گسل ها ، آنها را به انواع مختلفی تقسیم بندی می کنند که در قسمت انواع گسل ها به این تقسیم بندی می پردازیم .
: مشخصات گسل :
برای تعریف گسل ها ، از مشخصات هندسی آنها ، یعنی موقعیت قرار گیری آنها در یک فضای سه بعدی ، استفاده می شود که عمده ترین این مشخصات هندسی راستا و شیب می باشند . شناخت این پارامترها در سطح ، زمین شناسان را قادر می سازد تا ساختار سنگها و گسل ها در زیر زمین و قسمت های دور از دیدشان ، پیش بینی نمایند . (زارع، 1388)
1-7-2-1 : راستای گسل :
جهت و راستای خط تلاقی صفحه گسل با افق تحت عنوان راستا شناخته می شود . راستا معمولا به صورت زاویه ای با شمال مشخص می گردد . برای مثال عبارت N20E نشان می دهد که راستای گسل 20 درجه به سمت شرق نسبت به جهت شمال متمایل است . (زارع، 1388)
1-7-2-2 : شیب گسل :
عبارتست از شیب سطح یک توده سنگی یا صفحه گسل ، نسبت به صفحه افق . شیب شامل زاویه انحراف و نیز جهت آن می باشد . جهت متصور شدن شیب یک گسل ، بخاطر سپاری این نکته است که آب همیشه در صفحه موازی با شیب گسل به سمت پایین جاری خواهد شد .
برای نمایش گسل ها بر روی نقشه های زمین شناسی ، بدین ترتیب عمل می شود که با یک خط راستای گسل را نشان می دهند و با یک خط کوتاهتر و عمود بر خط قبلی ، جهت شیب را مشخص کرده و درجه شیب را در کنار آن می نویسند . (زارع، 1388)
شکل ( 1- 4 ) : نمایش خط راستا و شیب و نیز جهت شیب (رومانویز، 1977)
1-7-3 : انواع گسل :
تقسیم بندی گسل ها معمولا بر اساس هندسه و جهت جابجایی نسبی ایجاد شده در آنها صورت می پذیرد . گسل های راستا لغز و گسل های شیب لغز دو تقسیم بندی کلی گسل ها می باشند که در زیر تعاریف مربوط به آنها آورده می شود . (زارع، 1388)
: گسل های امتداد لغز :
گسل هایی که امتداد اصلی لغزش در امتداد راستای گسل باشد ، گسل امتداد لغز نامیده می شوند. بر اساس جهت حرکت در امتداد راستای گسل ، گسل های چپ گرد و یا راست گرد را می توان تشخیص داد . نحوه تشخیص بدین ترتیب است که اگر در یک سمت از گسل بایستیم و حرکت سمت دیگر را نظاره نماییم ، اگر حرکت آن از سمت چپ به راست باشد ، گسل راست گرد و در حالت برعکس چپ گرد خواهد بود . بعنوان مثال شکل بعد یک گسل امتداد لغز راست گرد را نشان می دهد . (زارع، 1388)
شکل ( 1- 5 ) : گسل امتداد لغز راستگرد (رومانویز، 1977)
: گسل های شیب لغز :
گسل هایی که امتداد اصلی لغزش موازی جهت شیب گسل باشد ، گسل های شیب لغز نامیده می شوند . گسل های شیب لغز نرمال و معکوس بر اساس جهت حرکت دو قطعه نسبت به هم تعریف می شوند . در صورتی که نیروی وارده فشاری بوده و دو قطعه را به هم نزدیک کند ، گسل شیب لغز معکوس و در صورت دور شدن دو قطعه گسل از هم گسل شیبل لغز نرمال نامیده می شود . براساس قرارگیری دو قطعه نسبت به سطح گسل ، فرا دیواره و فرو دیواره نامیده می شود . قطعه روی سطح گسل فرادیواره و قطعه زیر سطح گسل فرو دیواره نامیده می شود . در زبان انگلیسی به فرا دیواره Hanging wall و به فرو دیواره Foot wall اطلاق می شود . (زارع، 1388)
شکل ( 1- 6 ) : فرا دیواره و فرو دیواره در گسل معکوس (رومانویز، 1977)
در عمل لغزش گسل ، ترکیبی از شیب لغز و راستا لغز می باشد که گسل مایل نامیده می شود . در شکل ( 1-7 ) تمام حالتهای ممکن به نمایش گذاشته شده است .
شکل ( 1-7 ) : کلیه حالات متصور برای انواع گسل (رومانویز، 1977)
بزرگی زلزله :
اندازه زلزله بستگی زیادی به انرژی آزاد شده دارد . از سوی دیگر دامنه ارتعاش حاصل از زلزله در فاصله معین از مرکز زلزله ارتباط مستقیمی با انرژی آزاد شده دارد . (مهدی زارع، 1388)
بزرگی ML ( local magnitude ) فقط برای زلزله های محلی کم تناوب ( باپریودکوچک ) مورد استفاده قرار می گیرد درحالی که برای ثبت زلزله های دور دست به لرزه نگارهای پر تناوب ( با پریود بالا مثلا 20 ثانیه ) نیاز است تا بزرگی از روی امواج سطحی بدست آید . این بزرگی MS نامیده می شود .
Aدامنه جابجایی بیشینه زمین درمحل لرزه نگار و T تناوب مربوط به این جابجایی و Δ زاویه بین مرکز زلزله و ایستگاه لرزه نگاری نسبت به مرکز کره زمین است . (زارع م. 1388)
رابطه بزرگا و طول گسل :
چون منشاء اکثر زلزله ها ، پدیده زمین ساختی می باشد و همان طور که دیده شد عامل اصلی در پدیده فوق ، وجود گسل بوده لذا کسب اطلاعات در این رابطه حیاتی است . در مرحله مطالعاتی تعیین لرزه خیزی یک منطقه که سازه مورد نظر قراراست در آنجا بنا شود ، ابتدا با توجه به اهمیت سازه ، منطقه ای با وسعت معین جهت بررسی پتانسیل گسل های موجود انتخاب می شود . معمولا شعاع منطقه انتخاب شده عدد ثابتی نبوده و بستگی به نظر کارشناسان طرح و لرزه خیزی گذشته دارد . برای مثال برای سدها منطقه ای به شعاع 200 کیلومتری و در مورد نیروگاه های هسته ای منطقه ای به شعاع 500 کیلومتر معمول می باشد . اقدام اساسی در مرحله نخست ، شناسایی گسل های فعال می باشد . فعال بودن یا نبودن یک گسل احتیاج به بررسی دقیق محل و آثار قبلی و همینطور تخمین زمان وقوع زلزله های گذشته دارد و هرچه اهمیت سازه مورد نظر بیشتر و حساس تر باشد ، نحوه ارزیابی فوق دقیق تر خواهد بود . در این ارتباط سازمان ها و مراکز علمی نظرات کاملا متفاوتی را مد نظرقرار می دهند . از موارد دیگر تشخیص فعالیت یک گسل ، قطع لایه های تشکیلاتی دوران چهارم زمین شناسی می باشد که با حفرگمانه ها در محل مورد نظر قابل بررسی است .البته موارد متعدد دیگری نیز وجود دارد که در حیطه تخصص کارشناسان ذیربط می باشد . بطور کلی نحوه و سرعت آزاد سازی انرژی ذخیره شده ویا لغزش و جابجایی در هر فعالیت ، میزان و ابعاد گسیختگی (طول وعرض) و همینطور شدت و بزرگی زمین لرزه ،تعداد و فواصل زمانی بین وقوع زلزله ها از عوامل ژئوفیزیکی در تعیین فعالیت گسل ها به شمار می روند . (زارع م. 1388)
البته باید توجه که چون شکل و ساختار زمین در نواحی مختلف یکسان نبوده و وضعیت گسل ها نیز در مناطق مختلف کاملا متفاوت می باشد ، لذا نمی توان از روابط تجربی حاصل در مورد یک گسل و یک منطقه در نواحی وگسل های دیگر استفاده کرد مگر با پذیرش تقریب قابل توجه که این امر بستگی به اهمیت سازه و دقت مورد انتظار دارد . به همین دلیل ارائه روابط عمومی و کلی پیرامون مشخصات زلزله ها امری بسیار پیچیده و دشوار خواهد بود . با توجه به جمع شدن انرژی کرنشی در گسل ها و مکانیزم وقوع اکثر زلزله های تکتونیکی ، طول گسل از مشخصه های اصلی یک زلزله به شمار می رود و نتایج اکثر محققان بر این امر استوار می باشد که رابطه ای بین طول گسل و بزرگی زلزله ارائه دهند . البته بطور حتم تمام طول گسل درامر ذخیره سازی انرژی مورد نظر نقش نخواهد داشت . یعنی هرچه طول گسل زیادتر شود به نظر می رسد میزان گسیختگی گسل نسبت کمتری با طول کل آن دارد در زیر به برخی از این روابط اشاره شده است :
1 – ولزوکوپر اسمیت (1994) :
در میان روابط تجربی ارائه شده ، ولزوکوپر اسمیت (1994) ، بر اساس اطلاعات مربوط به 244 زمین لرزه در سراسر جهان ، از جمله 12 زمین لرزه ایران ، روابط تجربی زیر را ارائه داده اند ، که نسبت به روابط دیگر قابل اعتمادتر هستند . روابط بین طول گسیختگی سطحی و بزرگای زمین لرزه برای انواع مختلف گسل ها به صورت زیر ارائه شده است :
جدول ( 1- 1 ) : روابط بین طول گسیختگی سطحی و بزرگای زمین لرزه در رابطه ولزوکوپر اسمیت
محدوده طول (km) محدوده بزرگی رابطه نوع گسل
1.3 – 432 5.6 – 8.1 M = 5.16 + 1.12 Log L راستا لغز
3.3 – 85 5.4 – 7.4 M = 5 + 1.22 Log L معکوس
2.5 – 41 5.2 – 7.3 M = 4.86 + 1.32 Log L نرمال
1.3 – 432 5.2 – 8.1 M = 5.08 + 1.16 Log L تمامی انواع
M : بزرگای گشتاور یا بزرگای موج سطحی L : طول گسیختگی گسل بر حسب کیلومتر
2 – مهاجر اشجعی و نوروزی (1978) :
رابطه زیر نیز به منظور تخمین بیشینه زمین لرزه مورد انتظار ، توسط مهاجر اشجعی و نوروزی (1978) برای ایران ارائه شده است :
MS = Log LR + 5.4 MS = 1.62 Log L + 2.062
3 – اسلمونز (1978) :
MS = 1.11 Log LR + 5.15
4 – امبرسیز (1984) :
MS = 1.429 Log LR + 4.629
5 – بونیا (1984) :
MS = 1.237 Log LR + 5.17
6 – نوروزی (1985) :
نوروزی پس از مطالعه روی 10 زمین لرزه بزرگ در ایران و بررسی گسیختگیهای گسل های فعالی چون گسل زاگرس ، گسل شمال البرز ، گسل تبریز ، گسل شمال تبریز ، گسل زفره در اصفهان ، گسل ده شیر در جنوب شرقی اصفهان ، گسل شهر بابک در کرمان و گسل های درونه دشت بیاض در منطقه مکران رابطه تجربی زیر را ارائه کرده است :
MS = 1.244 Log LR + 1.259
که در این رابطه MS بزرگای سطحی زمین لرزه و L طول گسیختگی بر حسب متر می باشد .
7 – زارع (1993) :
MS = 0.91 Ln LR + 3.66
در روابط فوق LR ، طول گسیختگی گسل می باشد ، که در روابط1تا 5 و 7 ، LR بر حسب کیلومتر ودر رابطه 6 ، LRبرحسب متر اعمال می گردد .
طول گسیختگی گسل ، بخشی از گسل است که در لرزه زایی آنها موثر می باشد . بنا به نظر نوروزی (1985) ، طول گسیختگی گسل ، معادل 50 % طول کل گسل (LF ) می باشد . (LR = 0.5 LF ) اما زارع ( 1993 ) ، LRرا معادل 37 % طول گسل در نظر می گیرد .
8 – اسلمونز (1982) :
MS = 1.062 Log L + 2.062
در مطالعات حاضر با توجه به کمبئد تعداد زمین لرزه هایی که هر دو مقدار MS وmb گزارش شده باشد از روابط 1،2 ،4،6 و 8 استفاده شده است . سپس با میانگین گیری برای هر گسل ، بزرگای مربوطه نسبت داده شد .
L در روبط 1 ، 2 و4 برحسب کیلومتر و در روبط 6 و8 برحسب متر است .
در رابطه اخیر L طول گسیخته شده گسل به کیلومتر و M بزرگای سطحی است و در تحقیق حاضر ازاین روش استفاده شده است .
طرح مقاوم در برابر زمین لرزه :
با توجه به پایه های تجربی یاد شده در بالا ، شناخت پارامترهای لرزه شناسی و مهندسی زلزله در هر محل ، از دیدگاه طراحی و پایداری اهمیت یافته و در نتیجه بررسی ها باید به شرح زیر صورت گیرد :
1 . شناخت سرچشمه های لرزه زا ( خطی ، نقطه ای ، سطحی ) دور و نزدیک به محل سازه
2 . شناخت زمین و نوع پی سنگ در محل سازه
3 . برآورد بیشینه شتاب ، سرعت و جابجایی زمین ومدت نوسان های شدید و موثر
4 . برآورد خطر یا احتمالات رویداد مرزی از شتاب حرکتی افقی زمین در درازای عمر مفید سازه
5 . بررسی بینابین واکنش زمین و سازه با فرض درصدهایی از میرایی
در شرایطی که پی سنگ ( زمین پی ) به نسبت سست باشد ، برآورد پارامترهای لرزشی زمین باید بااحتیاط و با اصلاحاتی نسبت به رابطه های تجربی و نظری موجود بکار گرفته شود . در شرایطی که زمین پی دارای خاک به نسبت فشرده و سفت بوده و شتاب مورد انتظار پائین است ، در این حالت زمین بصورت الاستیک عمل کرده وممکن است موجب تقویت میزان شتاب حرکت سنگ کف به بالا شود . در حالتی که مقاومت زمین پی کم ویا شتاب حرکت سنگ کف به نسبت زیاد باشد ، زمین سست دچار ترک خوردگی و جابجایی داخلی شده و شتاب را به بالا منتقل نمی کند ، در عوض گسیختگی های زیادی در روی خاک بوجود می آید . )ترکاشوند ا. 1388 (
زلزله های سطوح مختلف طراحی متداول :
زلزله های سطوح مختلف طراحی متداول در محاسبات ریسک عبارتند از :
1-11-1 : زلزله مبنای طرح و بزرگترین زلزله احتمالی :
معمولا دو میزان شتاب حرکت زمین یا به عبارت دیگر دو میزان شدت درمورد یک سازه مدنظر است :
میزان مبنای طرح یا میزان پایین که برای این میزان وقوع زلزله طی عمر مفید سازه ، محتمل فرض می شود در حالیکه سازه باید درمقابل این میزان شتاب یا شدت مقاوم رفتار نماید . احتمال برای وقوع چنین زلزله ای 64% قرار داده می شود .
بزرگترین زلزله احتمالی یا میزان بالا که برای این میزان وقوع و اعمال شدت یا شتاب مربوطه طی عمر مفیدسازه بعید به نظر می رسد ولی پاسخ سازه به هنگام وقوع و اعمال آن باید به نحوی باشد که از فرو ریختن سازه اجتناب شود .
در روش آنالیز آماری داده ها باید به این نکته توجه نمود که تاریخ زلزله خیزی منطقه و همچنین توان گسل های منطقه و زمین شناسی گستره طرح چگونه بوده و می باشد . این آگاهی اساس تعیین قطعی ضرایب زلزله مبنای طرح و بزرگترین زلزله احتمالی است . )ترکاشوند ا. 1388 (
1-11-2 : سطوح خطر زلزله ( Seismic Hazard ) :
الف ) سطح خطر 1 ( استاندارد 2800 ) :
یعنی زلزله ای با خطر ( یااحتمال وقوع ) 10% در 50 سال ( DBE ) با دوره بازگشت 475 ساله ، سطح خطر 1 در استاندارد 2800 ایران « زلزله طرح» نامیده می شود .
ب ) سطح خطر 2 (آیین نامه بهسازی ) :
یعنی زلزله ای با خطر ( یااحتمال وقوع ) 2% در 50 سال ( MPE ) با دوره بازگشت 2475 ساله ، سطح خطر 2 بعنوان « زلزله محتمل» نامیده می شود .
ج ) زلزله نرمال :
زلزله ای است که سازه دراثر رویداد آن نباید هیچگونه آسیبی ببیند و معمولا ریسک آن را 64% درنظر می گیرند .
1-11-3 : روش محاسبه دوره بازگشت با احتساب درصد احتمال وقوع :
39166801714500028295602146300023120352578100097472525781000
422910372110احتمال تجاوز یاخرابی
00احتمال تجاوز یاخرابی
3234690424180عمر مفید سازه
یا زمان وقوع
00عمر مفید سازه
یا زمان وقوع
4382135424180دوره بازگشت زلزله بزرگتر
یا مساوی M از آمار گذشته
00دوره بازگشت زلزله بزرگتر
یا مساوی M از آمار گذشته
1328420397510حداقل یک زلزله بزرگتر یا مساوی M
(تجاوز از زلزله طراحی )
00حداقل یک زلزله بزرگتر یا مساوی M
(تجاوز از زلزله طراحی )
1-11-3-1 : دوره بازگشت زلزله در طول 50 سال عمر مفید سازه :
احتمال وقوع در طول 50 سال عمر مفید سازه :
1-11-3-2 : دوره بازگشت زلزله در طول 50 سال عمر مفید سازه :
احتمال وقوع در طول 50 سال عمر مفید سازه :
سطوح عملکرد (Performance) :
خسارت کمتر و عملکرد بالاتر
57207156731000
خدمت رسانی بی وقفه : Operational ( O )
( بدون وقفه در بهره برداری ازساختمان و تنها ایجاد خرابی های جزئی )
قابلیت استفاده بی وقفه : Immediate Occupancy ( IO )
(ایجاد خرابی های جزئی اما با حفظ قابلیت بهره برداری )
ایمنی جانی : Life Safety ( LS )
( خسارت های جانی وجود نداشته اما اعضای سازه ای آسیب می بینند )
آستانه فروریزش : Collapse Prevention ( CP )
( خرابی گسترده ساختمان ولی بدون فروریختن کلی،خسارت جانی ممکن است وجود داشته باشد )
خسارت زیادتر و عملکرد پایین تر
فرضیه استاندارد 2800 برای محاسبه نیرو(خطر) زلزله سطح خطرزلزله 1 ( 10% در 50 سال ) و همچنین سطح عملکرد سازه ها سه دسته ی IO برای سازه های با اهمیت زیاد ، LS برای سازه های با اهمیت متوسط و CP برای سازه های با اهمیت کم می باشد . )ترکاشوند ا. 1388 (
جدول ( 1 – 2 ) – فلسفه طراحی ساختمان ها دربرابر زلزله
بزرگی زلزله (ریشتر) شدت زلزله تعداد وقوع در عمر مفید سازه عملکرد مورد انتظار نحوه طراحی
M<5
Minor
چند بار برای ابنیه خطری ندارد به اندازه کافی سختی ( Stiffness) فراهم کنیم تا جلوی خسارات معماری
(Architectural damage)
گرفته شود .
5<M<6
Moderate
یک یا
بیشتر برای ساختمان های شهری چندان خطری ندارد ولی برای روستاها می تواند مخرب باشد . به اندازه کافی مقاومت ( Strongth)
فراهم کنیم تا جلوی خسارات سازه ای
(Structural damage)گرفته شود .
6<M<7
Strong نادر و
غیر معمول می تواند به ساختمان های شهری آسیب
وارد کند . به اندازه کافی مقاومت ( Strongth) و شکل پذیری (Ductility) فراهم کنیم تا مانع از انهدام سازه ای جلوی خسارات سازه ای (Structural collapse) شود تا جان انسان ها نجات یابد .
M>7
Catastrophic ساختمان های شهری منهدم و ابنیه مهندسی ساز خسارت می بینند .
1-13-موقعیت جغرافیایی منطقه :
شهرستان بیرجند واقع در استان خراسان جنوبی به لحاظ موقعیت جغرافیایی در (طول جغرافیایی : º 59.23و عرض جغرافیایی : º 32.90)واقع شده است.) سازمان زمین‌شناسی کشور(
شهر بیرجند طبق سرشماری 1375(276813)نفر جمعیت داشته و در جنوب استان خراسان به صورت قوسی بین افغانستان و استان کرمان واقع است . بیرجند با وسعت 277 ، 34 کیلومتر مربع ، ششمین شهرستان وسیع کشور است . این شهرستان از شمال به شهرستانهای قائنات و فردوس ، از مغرب به شهرستان طبس ، از جنوب به شهرستان نهبندان و شهرستانهای کرمان و راور (در استان کرمان ) و از مشرق به خاک افغانستان محدود و مشتمل است بر چهار بخشِ مرکزی ، خوسف ، دُرمیان و سربیشه ؛ چهار شهر بیرجند، خوسف ، اسدیه (اسدآباد) و سربیشه ، و نوزده دهستان (وزارت کشور. معاونت سیاسی و اجتماعی ، ص 18ـ19، 22؛ احمدیان ، 1377 ش).رشته کوههای موازی باقران و مؤمن آباد (میناباد) با جهت شمال غربی ـ جنوب شرقی و رشته کوه آهنگران مهمترین ارتفاعات شهرستان است. در شهرستان بیرجند رود دایمی وجود ندارد و فقط در سالهای پرباران در برخی دره ها مانند دُرمیان ، گشَک ، فخرود و بعضی دره های باقران ، نهرهای دایمی جریان دارد. برای استفاده از این آبِ اندک ، در بیابانها بندهای موقت خاکی فراوان و در کوهسارها بندهای دایمی مانند بندهای دره و عمرشاه ساخته اند ( رجوع کنید به احمدیان ، ص 46، 47). در این شهرستان ، دشتهای متعددی (به وسعتی بالغ بر 52 هزار هکتار) گسترده است. مناسبترین خاک منطقه در دره ها و دشتهای میانکوهی مانند دشت بیرجند و سربیشه و سرچاه انباری است (رجوع کنید به سازمان برنامه و بودجة استان خراسان ، ص 332). در این شهرستان گسلهای متعددی در جهت شمال غربی ـ جنوب شرقی امتداد دارد که بسیاری از آنها فعال است ، از جمله گسل چاهک که یازده کیلومتری شمال غربی شهر بیرجند ممتد است و شهر را از نظر زلزله تهدید می کند (احمدیان ، ص24)شهرستان بیرجند از نواحی خشک ایران است ؛ به سبب موقعیت جغرافیایی آن ، نیمة غربی و جنوبی آن خشک ، و نیمة شمال شرقی آن نیمه خشک یا نیمه بیابانی است . از دیگر ویژگیهای اقلیمی آن ، بادهای منظم در تمام طول سال است ؛ بادهای سرد و پرفشار سیبری در زمستان و بادهای شمالی و شمال شرقی ـ که بخشی از بادهای موسمی و 120 روزة سیستان اند ـ در تابستان . ( رجوع کنید به احمدیان ، ص 46، 47).
شکل ( 1-8 ) : موقعیت جغرافیایی استان خراسان جنوبی
شکل( 1-9 ) : نقشه موقعیت جغرافیایی منطقه و شهر بیرجند