به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت

جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه « shear wave velocity » در نشریات گروه « زمین شناسی »

تکرار جستجوی کلیدواژه «shear wave velocity» در نشریات گروه «علوم پایه»
  • عابدین هاشم زاده کلواری، ایمان زحمت کش*
    سرعت موج برشی یکی از پارامترهای مهم برای تعیین خواص مکانیکی و پتروفیزیکی در مخازن هیدروکربوری است. اندازه گیری موج برشی به کمک روش های آزمایشگاهی و بهره گیری از ابزار صوتی دوقطبی امکان پذیر است، با این حال، با توجه به هزینه بالای عملیات مغزه گیری و اخذ لاگ صوتی دوقطبی، داده های واقعی موج برشی تنها برای تعداد محدودی از چاه های یک میدان در دسترس می باشند. برای غلبه بر این محدودیت ها، روش های مختلف هوش مصنوعی به منظور تخمین پارامتر مذکور از طریق لاگ های معمول چاه به کار برده می شوند. در این مطالعه به تخمین سرعت موج برشی با استفاده از روش های یادگیری جمعی (ensemble learning) در مخزن آسماری میدان منصوری پرداخته شد. در این مطالعه، سرعت موج برشی با استفاده از روش های یادگیری جمعی مثل رای گیری (Voting)، برانبارش (Stacking) ، بسته بندی (Bagging) و تقویت (Boosting) در مخزن آسماری برآورد شد و نتایج با مدل های مرسوم مثل، رگرسیون خطی (LR)، رگرسیون بردار پشتیبان (SVR)، الگوریتم نزدیک ترین همسایه (KNN)، درخت تصمیم (DT)، شبکه عصبی (ANN) و روش های هیبریدی مثل ترکیب شبکه عصبی با الگوریتم ژنتیک (ANN-GA)، ازدحام ذرات (ANN-PSO) و سیستم های فازی (ANFIS) مقایسه شد. به منظور ارزیابی و اعتبارسنجی مدل ها از ضریب همبستگی و ریشه میانگین مربعات خطا استفاده شد. مقایسه مدل های مرسوم و روش های هیبریدی با روش های یادگیری جمعی نشان داد که الگوریتم های جمعی عملکرد بهتری در تخمین موج برشی دارند. از بین روش های یادگیری جمعی نیز مدل کت بوست (Catboost) با میزان R2 برابر 0.983 و RMSE برابر با 0.058 بهترین عملکرد را نشان داد و قادر به تعیین موج برشی با دقت بالاست.
    کلید واژگان: یادگیری جمعی, مخزن آسماری, میدان نفتی منصوری, سرعت موج برشی, یادگیری ماشینی}
    Abedin Hashemzade Kalvari, Iman Zahmatkesh *
    Shear wave velocity is one of the important parameters for determining mechanical and petrophysical properties in hydrocarbon reservoirs. Shear waves are usually obtained from dipole sonic imager (DSI) tools or core analysis in the laboratory. However, these methods as common sources for shear wave estimation are time-consuming and costly and thus can only provide information on shear wave in a few drilled wells. To overcome these limitations, different artificial intelligence methods are used to estimate the mentioned parameter through the conventional well logs. In this study, the shear wave velocity was estimated using ensemble learning methods in Asmari Reservoir in the Mansouri oilfield. In this study, shear wave velocity was estimated using ensemble learning methods such as voting, stacking, bagging, and boosting in the Asmari reservoir, and the results were compared with conventional models such as Linear regression (LR), support vector regression (SVR), nearest neighbor algorithm (KNN), decision tree (DT), neural network (ANN) and hybrid methods such as combining neural network with genetic algorithm (ANN-GA) ), particle swarm (ANN-PSO) and fuzzy systems (ANFIS). In order to evaluate and validate the models, correlation coefficient (R2) and root mean square error (RMSE) were used. A comparison of conventional models and hybrid methods with ensemble learning methods showed that ensemble algorithms perform better in shear wave estimation. Considering the testing phase, among the ensemble learning methods, the Catboost model has provided the lowest error (RMSE=0.058) and highest correlation coefficient (R=0.983) can determine shear wave with high accuracy.
    Keywords: Ensemble Learning, Asmari Reservoir, Mansouri Oil Field, Shear Wave Velocity, Machine Learning}
  • Fatemeh Shahgholipour, Narges Afsari *, Vali Ghaseminejad
    Estimation of ground response during earthquake is gaining much attention in recent years. One of the most important parameters needed to achieve this goal is the shear wave velocity and its related parameters in the surface layers obtained by seismic geophysical tests in place or by laboratory measurements on intact soil samples. Field measurement of such parameter is accurate, but expensive as well as time consuming. Therefore, the need to estimate shear wave velocity using other soil parameters is justified. For example, the numbers of blows (N) from standard penetration test (SPT) are readily available for many sites where geotechnical investigations are carried out. This paper presents a development of reliable correlation between Vs measured by using other soil parameters such as density and shear modulus of soil and N measured using SPT at various sites in Chalus and Nowshahr regions in Mazandaran Province. For this purpose, the results of standard penetration tests conducted in 31 different sites in Chalus and Nowshahr areas were used. Correlation relations were obtained separately for all soils, cohesive and non-cohesive soils. The relationships obtained are within the range of those obtained worldwide for other sites and are comparable to them. Moreover, present correlations, having regression coefficients (R2) almost 0.92, indicated good prediction capability. The proposed relations obtained are useful for assessment of seismic microzoning of the region.
    Keywords: Site Effect, Shear wave velocity, Standard penetration test, Iran}
  • امیر آزادمهر، سید محمود کاظمی، محسن صفاریان*

    خصوصیات دینامیکی و استاتیکی سنگ ها برای طراحی سازه های ژیوتکنیکی و مدل سازی پی های سنگی اهمیت زیادی دارد. هدف اصلی این مقاله ارایه روابط منطقه ای و جهانی بین مدول الاستیسیته استاتیک و دینامیک با رویکرد تجربی و تخمین سرعت موج برشی سنگ آهک به روش های آماری و شبکه عصبی مصنوعی می باشد. بدین منظور ابتدا آزمایش های پتروگرافی و فیزیکی و مکانیکی بر روی 70 مغزه از سنگ آهک ساختگاه سد کارون 4 انجام شد. سپس بانک داده ای از روابط ارایه شده در پژوهش های پیشین از نقاط مختلف جهان تهیه شد و روابط جهانی و منطقه ای برای سنگ آهک های ایران ارایه شد. نتایج آنالیز آماری نشان داد که نسبت مدول الاستیسیته دینامیک به استاتیک برای سنگ آهک های مورد مطالعه 5/2 می باشد. همچنین نسبت پواسون دینامیک به استاتیک برای این سنگ ها 41/1 می باشد. مقدار متوسط مدول دینامیک بدست آمده از روابط پژوهشگران مختلف برابر با90/19 گیگاپاسکال است که از مقدار متوسط مدول دینامیک پژوهش حاضر (20/31 گیگاپاسکال) کمتر است. با توجه به دقیق ترین برازش رابطه جهانی (R2=0.98, RMSE=7.9, and MAPE=1.67) و منطقه ای (R2=0.96, RMSE=5.24, and MAPE=0.91) با دقت خیلی بالا بین مدول الاستیسیته دینامیک و استاتیک ارایه شد. نتایج شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیون چند متغیره نشان داد که تخمین سرعت موج برشی بر اساس سرعت موجP ، جذب آب و چگالی با دقت بالایی امکان پذیر می باشد. نتایج نشان داد که دقت شبکه عصبی (R2=0.98 , RMSE=0.27) بیشتر از روش رگرسیون چند متغیره خطی (R2=0.86 , RMSE=0.39) می باشد. همچنین شبکه عصبی در پیش بینی این متغیر محافظه کارانه عمل می کند.

    کلید واژگان: مدول الاستیسیته دینامیک و استاتیک, سرعت موج برشی, سنگ آهک, شبکه عصبی مصنوعی, رگرسیون چند متغیره}
    Amir Azadmehr, Sayed Mahhmood Kazemi, Mohsen Saffarian*

    Dynamic and static properties of the rocks are very important for designing geotechnical structures and modeling rock foundations. The main purpose of this paper is to present the regional and global relationships between the static and dynamic elasticity modulus with an experimental approach and to estimate the shear wave velocity of limestone by statistical methods and artificial neural network (ANN). For this purpose, petrographic, physical and mechanical experiments were first conducted on 80 limestone cores from the Karun 4 dam site. A database was then created using the literature data and compared with the results of this study. The results of statistical analysis show that the ratio of dynamic to static modulus of elasticity for the studied samples is 2.5. Also, the ratio of dynamic to static Poisson for these rocks was 1.41. The average value of the dynamic modulus obtained from the literature was equal to 19.90 GPa, which is less than the average value of the dynamic modulus of the present study (31.20 GPa). Due to the most accurate fit, the global relationship (R2 = 0.98, RMSE = 7.9, MAPE = 1.67) and the regional relationship (R2 = 0.96, RMSE = 5.24 MAPE = 0.91) were presented with very high accuracy between the dynamic and static modulus of elasticity. The results of artificial neural network and multivariate regression showed that estimation of shear wave velocity (Vs) based on P-wave velocity, water absorption and density is possible with high accuracy. The results showed that the ANN accuracy (R2 = 0.98, RMSE = 0.27) was higher than the multivariate linear regression (R2 = 0.86, RMSE = 0.39). The neural network also acts conservatively in predicting this variable.

    Keywords: modulus of elasticity, shear wave velocity, limestone, artificial neural network, multivariate regression}
  • احسن لیثی، حسین خیرالهی، نوید شادمنامن*

    تخمین سرعت امواج فشارشی و برشی در صنعت نفت از اهمیت بیشتری برخوردار است. برخلاف سرعت موج تراکمی، سرعت موج برشی در تمامی چاه های یک میدان به دلیل تحمیل هزینه های بیشتر اندازه گیری نمی شود. بنابراین در صنعت نفت و گاز استفاده از روشی که با هزینه کمتر و دقت بیشتر سرعت موج برشی را تخمین بزند، اجتناب ناپذیر است. در این مطالعه، ابتدا برای تخمین سرعت موج برشی در یک چاه، همبستگی سایر نگاره های موجود در آن چاه (یعنی نگاره های صوتی، چگالی، تخلخل نوترون، مقاومت، پرتو گاما، حجم دولومیت، حجم کوارتز و اشباع آب) با سرعت موج برشی مورد بررسی قرار گرفت و مشخص شد که نگاره های سرعت موج تراکمی، چگالی، حجم دولومیت و حجم کوارتز همبستگی بیشتری با سرعت موج برشی دارند و این نگاره ها به عنوان ورودی برای تخمین سرعت موج برشی با استفاده از روش های مختلف انتخاب شدند. سپس از میان روش های مختلف، روشی که بهترین تطابق را با داده های واقعی موج برشی داشته باشد، به عنوان روش بهینه انتخاب شده و از این روش برای تخمین سرعت موج برشی در سایر چاه ها که فاقد نگاره موج برشی هستند استفاده می گردد. در این مقاله از روش رگرسیون چندگانه و الگوریتم های یادگیری ماشین (رگرسیون بردار پشتیبان، شبکه عصبی فازی تطبیقی و شبکه عصبی عمیق) برای تخمین سرعت موج برشی استفاده شد. نتایج ما نشان می دهند که روش شبکه عصبی عمیق با داشتن 97 درصد همبستگی بین داده های سرعت موج برشی واقعی و تخمینی نسبت به سایر روش ها جواب بهتری ارایه داده است. بنابراین برای تخمین سرعت موج برشی در سایر چاه ها که فاقد نگاره موج برشی هستند از روش پیشنهادشده در این مطالعه (شبکه عصبی عمیق) استفاده شد. برای صحت سنجی نتایج حاصل از شبکه عصبی عمیق در چاه های فاقد سرعت موج برشی، از مدل تجربی کاستاگنا استفاده شد که نتایج نشان دهنده تطابق خوبی میان این دو مدل است.

    کلید واژگان: سرعت موج برشی, رگرسیون چندگانه, رگرسیون بردار پشتیبان, شبکه عصبی فازی تطبیقی, شبکه عصبی عمیق}
    Ahsan Leisi, Hossein Kheirollahi, Navid Shad Manaman *

    Estimation of compressional and shear wave velocities is very important in the oil and gas industry. Unlike compressional wave velocity, shear wave velocity is not measured in all wells of a field due to its higher costs. Therefore, using an alternative method that estimates the shear wave velocity at a lower cost and with acceptable accuracy is inevitable. In this study, to estimate the response variable in a well, the correlation of several logs in that well (i.e., acoustic logs, density, neutron porosity, resistivity, gamma ray, dolomite volume, quartz volume, and water saturation) with target log investigated. It was found that the compressional wave velocity, density, dolomite volume, and quartz volume logs are more correlated with shear wave velocity. Therefore, these logs were selected as input features for estimating shear wave velocity using different approaches. In the next step, among the various methods, The estimated values obtained from a method that has the best match with the actual shear wave velocity is introduced as the optimal model. Afterward, it is performed to estimate the shear wave velocity in other wells that do not have a shear wave velocity log. In this paper, multiple regression methods and machine learning algorithms (support vector regression, adaptive Neuro-fuzzy inference system, and deep artificial neural network) were applied to predict the shear wave velocity. In this study, data from seven wells were used. Due to the fact that only in well #7 shear wave velocity has been measured, and in six other wells this feature has not been recorded, this field data limitation has caused the data of well #7 to be divided into training, testing, and validation data. In multiple regression methods (linear and interaction models), support vector regression, and adaptive Neuro-fuzzy inference system, Randomly, 70% of the data has been used for training and 30% for testing, but in the artificial neural network method, Randomly, 70% of the data has been used for training, 15% for validation and 15% for network testing. For all methods, the root means square error and correlation between actual and estimated data are calculated. Linear model, interaction model, support vector regression, adaptive Neuro-fuzzy inference system, and deep artificial neural network have provided 91, 92, 89, 94, and 98% correlation in training data, and 88, 89, 86, 90 and 92% in testing data, respectively. Also, the RMSE for each of the mentioned methods is 125.59, 115.86, 148.23, 84.36, and 80.49 (m/s) in the training data and 139.77, 133.44, 166.03, 126.15, and 98.04 (m/s) in the testing data, respectively. Our results show that deep artificial neural network has provided a better solution than other methods. Hence, in this study deep artificial neural network has been proposed to estimate the shear wave velocity in other blind wells. Moreover, the Castagna empirical model was used to validate the obtained results from the deep artificial neural network in these wells, which show a good fit between the two models.

    Keywords: Shear wave velocity, Multiple regression, Support vector regression, adaptive neuro-fuzzy inference system, deep artificial neural network}
  • زهرا ضرونی زاده، خلیل متقی*، رامین موقری

    در این مطالعه سامانه سنگ کره- سست کره شرق ایران با استفاده از روش های توموگرافی با فرض دو جبهه موج تخت و توموگرافی دورلرز بررسی شده است. برای این منظور از 5862 شکل موج ریلی ثبت شده در چهل ایستگاه لرزه نگاری برای تولید نقشه های سرعت فاز در نه باند فرکانسی از 25 ثانیه تا 111 ثانیه استفاده شد. سپس با وارون سازی منحنی های پاشش محلی حاصل از نقشه های سرعت فاز در دوره تناوب های مختلف، مدل سه بعدی سرعت موج برشی از سطح تا عمق 200 کیلومتر ساخته شد. ساختار سرعت سه بعدی تعیین شده، یک کانال کم سرعت سست کره ای را مشخص می کند که زیر یک سنگ کره نازک قرار گرفته است. با رسم مقدار سرعت موج برشی به اندازه 1/4 کیلومتر بر ثانیه، نقشه ضخامت پوسته ای (عمق موهو) برای منطقه تعیین شد. نقشه موهو نشان می دهد ضخامت تقریبی بیشتر منطقه مورد مطالعه، 36 کیلومتر است که با ضخامت یک پوسته با تغییر شکل کم متناظر است. همچنین دو پوسته ضخیم، زیر کمان آتشفشانی ارومیه- دختر و در بخش شمالی منطقه مورد مطالعه وجود دارد؛ یعنی در جایی که رخنمون های افیولیتی زمین درز نیوتتیس را مشخص می کند. به احتمال زیاد این ضخیم شدگی ها به دلیل تغییر شکل در مقیاس سنگ کره ای در منطقه زمین درز نیوتتیس است.

    کلید واژگان: توموگرافی, امواج ریلی, سرعت موج برشی, سنگ کره, شرق ایران}
    Zahra Zarunizadeh, Khalil Motaghi *, Ramin Movaghari

    The Iranian Plateau is a part of the Alpine–Himalayan orogenic belt located in the western part of Asia. Convergence of the Arabian Plate and Eurasia from the late Cretaceous to the present has generated significant lithospheric deformations such as crustal shortening and thickening in the Plateau and surrounding mountain ranges including the Zagros Fold–Thrust Belt, Alborz and Kopeh Dagh. The convergence across Zagros is accommodated through different mechanisms of diffused shortening and/or thrusting of the Arabian lithosphere beneath Central Iran. This study focuses on the velocity structure of the eastern part of the Iranian Plateau which has not been studied well yet. Our study region also contains Binalud and Kopeh-Dagh deformation domains which were built up by the north-eastern collisional boundary between the Plateau and Eurasia and a small part of the Urumieh-Dokhtar magmatic arc which was the volcanic arc of the past Neotethyan subduction. The lithosphere-asthenosphere system beneath east of Iran is investigated by employing earthquake surface wave tomography. A total of 5862 teleseismic Rayleigh waveforms from 368 events recorded at three permanent networks during a period of three years were used to produce 2-D high-resolution phase velocity maps. We employed a two-plane wave tomography approach to generate phase velocity maps at period ranges of 25–111 s. From a published study of ambient noise tomography, we extracted Rayleigh wave dispersion data at 8–20 s periods to improve resolution in the crust and then inverted them for a 3-D S-wave velocity model. A 3-D velocity model was then constructed by a nonlinear Bayesian Markov chain Monte-Carlo algorithm of local node-wise dispersion data into S-wave velocity models down to a depth of 200 km. The most prominent resolved feature by our 3-D velocity model is a low-velocity asthenospheric channel at 70 and 150 km depths overlaid by a thin lithosphere. We believe that in the lack of an isostatic compensated crustal root in the Iranian Plateau, this feature is supporting high elevation (~1000 m) topography covering the Iranian Plateau. A Moho map for the study region is obtained by mapping the geometry of 4.0 km/s S-wave velocity contour in the 3-D velocity model. It shows that most of the study region is covered by a less deformed crust with a thickness of ~36 km. Two crustal roots are observed, one beneath the Urumieh-Dokhtar magmatic arc and the other beneath the north-eastern part of the study region where an array of the Neotethys suture zones is marked by ophiolite outcrops. Lithospheric scale deformation in a sequence of Neotethys suture zones is high probably responsible for the crustal thickening in NE Iran.

    Keywords: Tomography, Rayleigh waves, Shear wave velocity, Lithosphere, East Of Iran}
  • محمدرضا جوادی دوگاهه، بهرام عکاشه، محسن پورکرمانی، محمدرضا قیطانچی، آرزو درستیان، هادی جراحی*

    زلزله یکی از خطرات طبیعی است که طی سال ها باعث تلفات و خسارات مالی زیادی در سراسر جهان شده است. به همین دلیل است که تجزیه وتحلیل خطر زلزله باید با جدیت بیشتری مطالعه شود. ایران در یکی از مناطق لرزه خیز جهان، کمربند هیمالیا آلپ، قرار دارد که هر ساله زلزله های زیادی در آن رخ می دهد. تابع شدت آریاس، به منزله یکی از پارامترهای مهم زمین لرزه، به تجزیه وتحلیل خطر لرزه ای کمک می کند و می تواند برای برآورد عملکرد سازه، پایداری دامنه‏ها، و روانگرایی در طول زلزله مورد استفاده قرار گیرد. در این مطالعه، ضمن تحلیل زمین ساختی و لرزه زمین ساختی گستره خوی در شمال غرب ایران، پهنه بندی شدت زمین لرزه بر اساس روش آریاس صورت گرفت. مقادیر عددی شدت آریاس برای دوره بازگشت های 475 و 975 و 2475 ساله به صورت نقشه های هم پتانسیل تهیه شد. در تحلیل ها، اثر تغییرات رسوبات کواترنری نیز لحاظ شد. به طور کاملا مشهود، شدت زمین لرزه، جدای از فاصله از گسل، از تغییرات سرعت موج برشی تاثیر می پذیرد؛ به نحوی که با فاصله از چشمه لرزه زا، در مناطقی با ضخامت بالای رسوبات کواترنری، حتی افزایش نیز می‏یابد. این موضوع بازگوکننده اثر شرایط زمین شناسی در برآورد پارامتر های وابسته به زمین لرزه است.

    کلید واژگان: چشمه لرزه زا, دوره بازگشت, زمین لرزه, سرعت موج برشی, شدت آریاس}
    Introduction

    Earthquakes are one of the natural hazards that have caused many casualties and financial losses around the world. This is why earthquake risk analysis studies need to be conducted more seriously. Iran is located in one of the seismogenic regions of the world, the Himalayan-Alpine belt, which is subject to many earthquakes every year. The Arias intensity, as one of the important seismic parameters, helps in seismic hazard analysis, and can be used to estimate structural performance, slope stability, and liquefaction during an earthquake. The region under study is in Khoy area in the northwest, near the Iran-Turkey border. The geographical area covers 38.5°N, 43.5°E to 39°N, 45°E. The main features of the region are the presence of the major lakes of Van and Ercek in the west, and also the Iran-Turkey border in the middle of the map.Arias (1970) created an equation for measuring the intensity of an earthquake based on the time-integral of the of the square of the ground acceleration, which was later used by some researchers to evaluate the damage potential. Harp and Wilson (1995) found out that the Arias Intensity is reliably linked with the distribution of landslides caused by an earthquake. Later on, Kayen and Mitchell (1997) proposed a method for evaluating the soil liquefaction during an earthquake’s strike with the help of the Arias Intensity. In another work (Cabañas et al., 1997), a noticeable correlation was found between the Arias Intensity and MSK scale. It was also revealed that for certain structures, such as the ones found in villages and adobe and brick buildings, the damage could be linked to the Arias Intensity. More recently, Borja et al. (2002) used the Arias Intensity as a measure for comparing the results of two seismic response analyses. Additionally, for determining damage indexes, such as the value of destructiveness potential factor , where la is the Arias Intensity, and V0 is the amount of the zero crossings of the acceleration–time history, this parameter is used (Araya and Saragoni, 1984).

    Method

    The Arias Intensity is one of the seismic parameters which is usually used in seismic hazard analysis to shed light on the potential damage earthquakes may cause. The Arias Intensity, as a scale of the shakings linked with an earthquake in terms of the amount of cumulative energy, is defined as an infinite set of single degree-of-freedom oscillators of unit weight with the frequency of zero to infinity (Elnashai and Sarno, 2004). This parameter correlates with the integral of the square of the module of ground acceleration over the time history of an earthquake. The Arias Intensity is a parameter which includes characteristics such as the domain and duration of ground motion for a wide range of recorded frequencies. Thus, compared to the parameters depending on the maximum value of ground motion, it is far more effective for evaluating earthquake impacts on engineering targets. In fact, evidence (Khademi, 2002; Mamseyedeh et al., 2021) supports that the Arias Intensity is to correlate proportionately with the damage caused by an earthquake, making it a reasonable choice when describing shakings capable of causing instability in structures, landslides (Chousianitis et al., 2014; Travasarou and Bray, 2003), and liquefaction (Kayen and Mitchell, 1997; Orense et al., 2015). 

    Result

    The a and b values were calculated using the Gutenberg and Richter law (Gutenberg and Richter, 1956) in MapSeis software (Figure 3.). To complete the information about the regions seismic sources, the iso-potential maps shown in Figure 3 were used. As is seen in the figure, the a-b values of the center of the region of the study were higher. These higher values indicate more seismic activity in the area (Kanamori, 1981; Kanamori, 2013; Wyss, 1975; Wyss et al., 2001). On the other hand, the accumulation of energy in the areas with a low b value shows their potential for future earthquake events. Of course, along with the consideration of this variable, other variables such as a and λ, in addition to the seismotectonics of the region, must be observed to locate future earthquakes with minimized error (Jarahi, 2017). Observing Figure 2 and Figure 3, along with noting the location of seismic sources in the region, reveals that three areas (A, B, and C) are to be expected to be subject to future earthquake events. Altogether, the mentioned revelations prove that the region is  highly seismic. The information formed the basis for the analyses done by Ez-Frisk for further calculations. Figures 4 to 6 show the Arias Intensity iso-potential maps for probabilities of 20%, 10%, and 5%, respectively in 100 years.

    Conclusion

    The Arias Intensity map can be used as one of the most important indexes for measuring the destructiveness of an earthquake. In this study, for the three return periods of 475, 975, and 2475 years, the Arias Intensity was examined and analyzed. During the study, the main seismic sources of the region were identified and their seismic parameters were calculated. Three areas, marked A, B, and C, were introduced as the areas with potential for future earthquake events. In the Arias Intensity of the region, some specific points were noticed. In general, the further the area is from the seismic source, the less is the intensity of the earthquake there. Nevertheless, it is not always true. That is because another important parameter, known as shear wave velocity, can control this pattern or even reverse it. In various regions, such as the land surrounding the Shkriazy fault, this reverse pattern was detected and that displays the effect of shear wave velocity on the Arias Intensity distribution. Considering the history of liquefaction during earthquakes in this region, the results of the current study could serve as the basis for liquefaction and landslide studies conducted there. From among the three recommended areas, area B is adjacent to a relatively large sedimentary basin (northeast of Salmas), where the very low shear wave velocity makes it prone to liquefaction. Therefore, the potential for the occurrence of future earthquakes, on the one hand, and the conditions increasing the likelihood of liquefaction and resonance, on the other hand, make area B the most dangerous one in the region. Moreover, it is recommended that in the three areas discussed in this study, measures be taken for reinforcing and strengthening structures to prepare them for future earthquake events.

    Keywords: Arias intensity, Earthquake, Return period, Quaternary deposit, Shear wave velocity, Seismic source}
  • Mohsen Ahmadzadeh Irandoust, Keith Priestley, Farhad Sobouti *
    We obtained a three-dimensional (3D) shear wave velocity model of the upper crust of the Iranian Plateau, based on the inversion of fundamental mode Rayleigh wave group velocity. The surface wave group velocity measurements for the period range 5-25 s were extracted from two seismic data sets: ambient noise cross-correlations and regional earthquakes. The low shear wave velocity (Vs) anomalies of the upper crust correspond to regions of thick sediments. The surrounding basins of the Plateau, the South Caspian Basin (SCB) in the north and the Zagros Fold-Thrust Belt (ZFTB) and the Makran accretionary wedge in the south form the thickest sedimentary covers of the region exceeding 20 km. The thickest parts of inland basins such as the Jazmurian depression and the Dasht-e Kavir are ~10 km. The Vs structure of southern Zagros is almost homogeneous at all levels of the crust, but the low velocity anomaly beneath the southern Lorestan Arc separates the central Zagros from the northernmost Zagros. The volcanic belt of the Makran Subduction Zone forms another large/deep low velocity zone, where the observed low Vs possibly results from magma migration and heat transfer from the mantle wedge of the subduction zone. High velocity regions in the upper crust are observed in the Sanandaj-Sirjan Zone (SSZ), the Urmia-Dokhtar Magmatic Assemblage (UDMA), and in the south of the Lut Block.
    Keywords: Iranian Plateau, upper crustal structure, Sedimentary basin, Rayleigh wave, Shear wave velocity}
  • مازیار حسینی*، مجید طارمی، مهدی سعیدی، وحید سلیمانی، مهدی سلطانی

    توسعه شهری در کلان شهر تهران باعث شده که برای ساخت سازه های بلند، بزرگ راه ها، تونل ها و سایر تاسیسات شهری، حفاری هایی با عمق و حجم زیاد انجام گیرد. آبرفت های شرق تهران (سری A)، نهشته های درشت دانه، همگن و سیمانته هستند. در این پژوهش تاثیر درجه سیمانتاسیون بر پارامترهای مقاومتی و سرعت موج برشی خاک بر اساس پژوهش‌های انجام شده در بزرگراه شرق تهران انجام شده است. به‌منظور تعیین خصوصیات ژیوتکنیکی و سرعت موج برشی خاک، از آزمون های برجا همانند بارگذاری صفحه، برش برجا، پرسیومتری و لرزه ای درون‌گمانه ای، برداشت های صحرایی و آزمون های آزمایشگاهی استفاده شده است. هم‌چنین تجزیه شیمیایی برای شناسایی نوع کانی ها و جنس مواد سیمانته انجام شده است. نتایج آزمایش ها نشان داد که سیمانتاسیون این آبرفت ها متوسط تا زیاد است و جنس مواد سیمانی در این خاک ها عموما کربناتی و به‌ویژه کلسیتی است. جمع بندی نتایج نشان داد که با افزایش درجه سیمانتاسیون، مدول تغییر شکل حدود 25 درصد، چسبندگی حدود 55 درصد و سرعت موج برشی حدود 30 درصد افزایش می یابد. افزایش ها این پارامترها با عمق رابطه مستقیم دارد. این در حالی است که درجه سیمانتاسیون تاثیری قابل توجهی روی زاویه اصطکاک داخلی خاک ندارد.

    کلید واژگان: آبرفت های شرق تهران, آزمون های برجا, تجزیه شیمیایی, سیمانتاسیون, مقاومت}
    Maziar Hosseini*, Majid Taromi, Mahdi Saeidi, Vahid Soleimani, Mehdi Soltani Negar
    Introduction

    Series A of coarse-grained alluvial deposits of Tehran are extended in eastern and north-eastern areas of Tehran. Analyzing and studying of these alluvial deposits from a geological point of view as well as their creation time and general characteristics such as the deposits’ mineral types, their source, and formation conditions, gives a better point of view to geotechnical engineers about exploring their characteristics as well as geotechnical aspects in underground structure design, excavations, and foundation design processes. On the other hand, in order to analyze stability, estimating the factor of safety and the seismic design of these structures, considering their location, which is in Tehran with a high seismic hazard area, the necessity of knowing the exact mechanical and dynamic properties of Tehranchr('39')s alluvium is felt more than ever.

    Material and methods

    Due to the grain size of Tehran’s coarse-grained alluviums (series A) as well as high level of cementation of them, it is impossible (or maybe so difficult) to make undisturbed samples in order to do experiments. Such that it is excavated 23 boreholes with 30 to 140 meters depth as well as 17 test wells with 20 meters depth in an area which was extended in 10 kilometers in long which were located in Tehran’s No. 13 and No. 14 districts (as it can be seen in Figure 1). During the excavation of the entrance ramp and tunnel of eastern highway of Tehran, in-situ tests have been done in different sequences. Since it was important to investigate real behavior of these alluviums, different in-situ tests such as plate load test, in-situ shear test, pressuremeter test, and downhole test have been done as well as many laboratory and field tests. Furthermore, (1) X-Ray Diffraction (XRD) and (2) X-ray Fluorescence (XRF) as well as (3) Scanning Electron Microscopy (SEM) methods, have been used to explore the type of minerals and those used in cementation.Figure 1. a) Geological plan and the location of boreholes and test wells in the alignment of East Tehran Freeway

    Results and discussion

    Based on the results of XRD tests, it is quite clear that the largest weight percentages of tested samples are lime and silica.Calcium and magnesium levels-as the high-power cations in flocculation process-in soil sample No. 1 (soil with high cementation level) are much more than soil sample No. 2 (soil with moderate cementation level).This is the cause of high cementation level of soil sample No. 1 comparing with soils sample No. 2. A rapid increase in stress level can be seen in in-situ shear test results, in low shear displacements, up to reaching a maximum of τp (peak point) and afterwards reduction in shear stress with softening behavior.  Cohesion and shear strength levels also increase by increasing the depth. According to the plate load tests results, an increase in soil modules changes can be seen in different depths by depth increasing.Large tendencies to increase in volume and dilation can be seen in under shear load cemented soils, after applying a primary compression on them. A brittle behavior with the occurrence of a certain peak can be seen in cemented samples. The significant increase in strength is directly related to the severe dilation rate, which can be seen in cemented samples results.  The shear strength would be decreased, if this cement is broken during the particles’ displacements.The results of downhole tests are shown in Figure 2. According to this figure, it has been explored that Vs,30 is about 600 m/s in moderate cemented soils while it is about 850 m/s in highly cemented soils.  Because of the homogeneity and uniformity of sedimentary deposits, shear wave velocity is increasing due to the higher density of the layers and high level of cementation in both of the soil types. However, this increase is not significant at depths above 25 meters.

    Conclusion

    Based on the results, cementation level of the eastern coarse-grain-alluvium of Tehran is moderate to high and minerals used in cementation of this type of soil are generally carbonated and especially calcite.Investigating the level of cementation of soil as well as the results of chemical analysis and in-situ tests, it can be found that the strength and deformation parameters of the soil are directly related to the degree of its cementation.Based on the obtained results, the deformation modulus increases by about 25%, the cohesion by about 55% and the shear wave velocity by about 30% with increasing the degree of cementation (Table 1).Increases of these parameters are directly related to depth. However, the cementation level does not significantly affect the internal friction angle of the soil.

    Keywords: Tehran eastern alluviums, In-situ tests, Chemical analysis, Cementation, Shear wave velocity}
  • حمید صیفی*، بهزاد تخم چی، علی مرادزاده

    تحلیل داده های پتروفیزیکی و لرزه ای در تمامی مراحل اکتشاف تا توسعه و تولید مخازن هیدروکربوری از جایگاه بسیار مهمی برخوردار می باشد، لذا بررسی ارتباط میان پارامتر های کشسانی با خصوصیات مخزن، حایز اهمیت بوده که این امر با استفاده از مدل های فیزیک سنگ صورت می پذیرد. اکثر مدل های فیزیک سنگ برای مخازن هیدروکربوری ماسه سنگ کاربرد دارند. از آنجا ییکه این مدل ها تفاوتهای قابل توجهی با مدل های فیزیک سنگ برای مخازن کربناته دارند، لذا انتخاب صحیح مدل مناسب فیزیک سنگ ضرورت بسیار دارد. به این منظور، دو مدل فیزیک سنگی کاستر-توکسوز و شو-پاین که مربوط به مدل های میانباری هستند، در دو چاه هدف واقع در یکی از مخازن کربناته جنوب ایران مورد ارزیابی قرار گرفتند. مقایسه دو مدل مذکور و همچنین برآورد درصد نوع حفرات در مخزن مورد مطالعه و از طرفی بررسی حساسیت پارامتر های هر مدل از اهداف اصلی این تحقیق می باشد. مدل های مذکور با استفاده از دانش ارزیابی سازندهای زمین شناسی در مقیاس چاه و اطلاعات اشباع سیال و سنگ مخزن ساخته شده است و به منظور تعیین پارامترهای این مدل ها از فرآیند وارون سازی استفاده گردید. به این ترتیب که سرعت های موج تراکمی و برشی حاصل از مدل سازی با اطلاعات سرعتی موج تراکمی و برشی اندازه گیری شده در چاه ها، مقایسه شده اند. نتایج حاصل از بررسی حاکی از آن است که استفاده از مدل شو-پاین کارآیی بالاتری در تخمین پارامترهای کشسانی داشته است. همچنین با توجه اینکه مدل کاستر-توکسوز یک مدل پایه با فرکانس بالا بوده و برای مطالعات فراصوتی (اولتراسونیک) مورد استفاده قرار می گیرد، لذا نتایج مطالعه نشان داد که مدل شو-پاین، قادر است با اضافه کردن معادله گسمن، مدل کاستر-توکسوز را برای استفاده در فرکانس های پایین، نظیر داده های نگار چاه، بهبود ببخشد. همچنین به نظر می رسد که بتوان با استفاده از فرایند وارون سازی در تعیین درصد نوع حفرات، کارایی مدل-های فیزیک سنگ مخازن کربناته را افزایش داد.

    کلید واژگان: مخازن کربناته, فیزیک سنگ, سیستم حفرات, سرعت موج تراکمی, سرعت موج برشی}
    Hamid Seifi*, Behzad Tokhmechi, Ali Moradzadeh

    Most rock physic models are developed for sandstone hydrocarbon reservoirs, which differ significantly from carbonate reservoirs. In this study, two rock physic models, Kuster-Toksoz and Xu-Payne, considering the inclusion models, have been investigated in two wells in one of the carbonate reservoirs in south of Iran. The application of both models has been evaluated as effective considering the results of shear and compressional wave velocities extracted from the models compared with the same measured logs in the wells. Moreover, the pore percentage and aspect ratio estimations using inversion process have been made as well as sensitivity analysis for models. In general, the Xu-Payne model provides more relevant results, within the framework used in this study. In fact, the Xu-Payne has improved the Kuster-Toksoz model which is basically a high-frequency model for ultrasonic studies. It means that Xu-Payne approach contains a workflow which is designed to improve Kuster-Toksoz model for carbonates, and thus, the model is used in low frequencies domainssimilar to well log data.

    Keywords: Carbonate reservoirs, Rock physics, Pore space system, Compressional wave velocity, Shear wave velocity}
  • نسا عیسی زاده، راشد پورمیرزائی*، رامین نیکروز، محمد نورمحمدی برندق

    وارون سازی منحنی پاشش امواج سطحی یکی از مسایل کاربردی در شناسایی لایه های زمین و فرآیند تعیین سرعت انتشار اموج برشی است. سرعت موج برشی از جمله پارامترهای بسیار مهم و مورد نیاز در مطالعات ژیوتکنیکی است که در ارزیابی خصوصیات خاک از جمله اثرات ساختگاهی و ریز پهنه بندی لرزه ای به کار گرفته می شود. وارون سازی منحنی پاشش امواج سطحی یکی از مسایل کاربردی در شناسایی لایه های زمین و فرآیند تعیین سرعت انتشار امواج برشی است. روش های خطی وارون سازی، به علت طبیعت غیرخطی مسئله و امکان درگیر شدن عملیات بهینه یابی تابع هدف با جواب های بهینه محلی، چندان قابل اعتماد نمی باشند. با پیشرفت علوم کامپیوتر و ارایه شدن الگوریتم های بهینه سازی -هوشمند، می توان تکنیک های سریع و آسانی را برای واورن سازی امواج سطحی استفاده نمود. به همین منظور جهت افزایش اطمینان از عملیات وارون سازی و دست یابی به جواب های بهینه کلی مسیله، در این مطالعه الگوریتم گرده افشانی گل بهینه جهت وارون سازی امواج سطحی معرفی شده است. هدف نهایی این الگوریتم در وارون سازی امواج سطحی یافتن پارامترهای مدل، یعنی ضخامت، سرعت موج برشی و سرعت موج طولی لایه های خاک است. در الگوریتم معرفی شده در مقایسه با الگوریتم گرده افشانی گل استاندارد سعی شد مکانیسم جستجوی الگوریتم جهت افزایش دقت و همگرایی، بهینه شوند. روش پیشنهادی ابتدا در برنامه متلب کد نویسی شد و سپس کارایی الگوریتم به وسیله ی مدل های مصنوعی و مدل مصنوعی نوفه دار مورد ارزیابی قرار گرفت. در ادامه جهت ارزیابی بیشتر روش ارایه شده، الگوریتم پیشنهادی روی داده های تجربی اعمال شد. نتایج وارون سازی، در مورد مدل های مصنوعی و نیز داده های تجربی، بیانگر عملکرد قابل قبول الگوریتم گرده افشانی گل بهینه در وارون سازی امواج سطحی است. همچنین عملکرد الگوریتم بهینه شده پیشنهادی در مقایسه با الگوریتم گرده افشانی گل استاندارد در وارون سازی منحنی پاشش از دقت و سرعت همگرایی بالاتری برخودار است.

    کلید واژگان: امواج سطحی, سرعت مو ج برشی, وارون سازی, الگوریتم گرده افشانی گل بهینه}
    Rashed Poormirzaee *, Nesa Esazadeh, Ramin Nikroz, Mohammad Noormohammady Barandagh
    Introduction

    The inversion of the surface wave dispersion curves is one of the practical issues in identifying the subsurface layers and shear wave velocities structures. Shear wave velocity is one of the most important parameters in geotechnical studies that is used to evaluate soil properties, including site effects and seismic microzonation. Typically, surface waves are used to estimate the shear wave velocity. Linear inversion methods are not very reliable due to the nonlinear nature of the problem. With the development of computer sciences and the development of intelligent optimization methods, rapid and easy techniques for inversion of surface waves could be used. In this paper, a new modified flower pollination algorithm (MFPA) for inversion of Rayleigh wave dispersion curves is introduced. In the proposed algorithm in comparison to standard flower pollination algorithm (FPA), the exploration ability of the algorithm is improved. 

    Methodology and Approaches:

     In order to process surface waves and find an adequate shear wave velocity structure, a new hybrid metaheuristic algorithm that adds a dynamic factor to mutation operator of the standard FPA, called MFPA, is applied. In this study, the mutation rate increases gradually from 𝑊𝑚𝑖𝑛 (1/number of flowers) to 𝑊𝑚𝑎𝑥 (1/ number of subsurface layers) as the number of iterations is increased. The MFPA approach could accelerate the convergence speed in comparison to the standard FBA. The code of the MFPA inversion method has been written in MATLAB environment. Then, the proposed technique has been tested on a synthetic dataset. To more explore the reliability of the applied method,10 percent noise has also been added to the synthetic dataset. The results of synthetic dataset show the capability of the MFPA technique in the absence and presence of noise. For further evaluation of the proposed method, the MFPA has been applied on an actual dataset for geotechnical assessment in an area in the city of Tabriz, northwest of Iran. The results of the experimental data indicate a three-layer model that is in a good agreement with the geological evidence of the study area.

    Results and Conclusions

    In this study, a new surface wave inversion algorithm, i.e. MFPA is proposed. Then, capability of this technique is tested by synthetic and actual datasets. The results show that the applied method is a fast and powerful technique in the inversion of surface wave dispersion curves. Moreover, the performance of MFPA has been compared with standard FPA. Because of strong exploration ability of MFPA, this algorithm in estimation of the model parameters has higher convergence and accuracy than FPA

    Keywords: Surface waves, Shear wave velocity, Inversion, Modified flower pollination algorithm}
  • علی محمد رجبی، مهدی خداپرست*، مجتبی علیزاده
    امروزه استفاده از نقشه های پهنه بندی به عنوان سند اصلی هدایت و کنترل تحولات کالبدی و نظارت بر ساخت و ساز در عرصه های شهری مورد توجه قرار گرفته است. کاربرد این نقشه ها به منظور جلوگیری از تداخل غیرضروری و نامناسب کاربری ها و ارتقاء کیفیت و کارایی محیط شهری اهمیت زیادی دارد. کوشش های فراوانی به منظور تدوین نقشه های پهنه بندی و تعیین محدوده های وقوع پدیده های مخاطره آمیز ناشی از زلزله با میزان احتمالات مختلف مانند نقشه های پهنه بندی خطر زمین لغزش های ناشی از زلزله و خطر روانگرایی و نقشه های پهنه بندی پارامترهای مختلف ژئوتکنیکی انجام شده است. با استفاده از این نقشه ها، با توجه به نوع و اهدافشان بر مبنای استاندارد های موجود و بانک های اطلاعاتی گسترده، می توان هزینه ها را کاهش و سرعت تصمیم گیری در قضاوت های مهندسی را افزایش داد. شهر قم به عنوان یک از شهرهای پرجمعیت کشور، به دلیل توسعه و گسترش روز افزون و افزایش فعالیت های عمرانی از یک طرف و وجود منابع خطر از جمله گسل های خضر و قیزقلعه، بی شک در معرض مخاطرات زمین شناسی نظیر زلزله است. در این تحقیق با استفاده از اطلاعات ژئوتکنیکی به دست آمده و داده های مربوط به تعداد 3500 آزمایش نفوذ سنجی دینامیکی حاصل از بررسی 650 گمانه در 250 محل مختلف شهر قم و همچنین با بهره گیری از رابطه مربوط به محاسبه سرعت موج برشی از نتایج آزمایش نفوذ سنجی دینامیکی، نقشه پهنه بندی تیپ زمین بر مبنای ویرایش چهارم استاندارد 2800 ایران، در گستره آبرفت های شهر قم تهیه شده است.
    کلید واژگان: پهنه بندی, سرعت موج برشی, آبرفت, نفوذسنج دینامیکی, نوع زمین}
    Ali Mohammad Rajabi, mahdi khodaparast*, Mojtaba Alizadeh
    Introduction
    Nowadays, Zonation Maps can be used as a main guiding document, control and supervision of construction and building in urban areas. Using these maps prevents the unnecessary interference and inappropriate land uses and improving the quality and efficiency of the urban Areas. Great efforts are done to develop zonation maps such as earthquake hazard zoning, determining the occurrence of earthquake hazard with different probabilities including landslide and liquefaction hazard zoning. Using these maps, depending on the type and objectives based on existing standards and extensive data bases, we can reduce costs and increase the speed of decision-making engineering judgments.
    Material and methods
    Qom as a populated city of the country, due to the extending and increasing of development activities on the one hand and the sources of risk, including Khedher and Qizqaleh faults undoubtedly is subject to geological hazards such as earthquakes.
    In seismic microzonation studies, estimating the velocity of seismic waves in soil layers is very important to be evaluated directly and indirectly. Dynamic probing test is one of the indirect methods for evaluating shear wave velocity.
    Since the relationship between the shear wave velocity and the experimental results of the dynamic probing test has not been used to compile zoning maps, so far, in this study, the results of the dynamic probing experiments have been used to estimate the wave velocities of soil layers in some areas of the city. Using geotechnical data and 3500 dynamic probing tests from 650 boreholes in 250 different locations in Qom and also using the relationship between calculating shear wave velocity and dynamic probing test results, shear wave velocity profiles at depths up to 30 meters was produced, and development of land zoning map based on the 2800 standard in the range of Qom, is considered.
    Results and Discussion
    The results of this research indicate that most of the soils of the Qom area up to a depth of 30 meters are silty fine grains. Except for the part of the northern and southern regions of the study area, soil type is type 3 with a mean shear velocity of 375-500 m/s.
    Conclusions
    The proposed zoning map with acceptable accuracy in order to reduce costs and increase the speed of decision making in engineering judgments for site classification, seismic analysis and seismic design of structures of medium importance in alluvial zone The city of Qom is widely used. It should be noted that site specific studies should be carried out separately for sensitive buildings such as hospitals and medical centers, and the cases mentioned in part 5-4-2 of Iran's 2800 Code, fourth edition.
    Keywords: Seismic zonation, Shear wave velocity, Alluvium, Dynamic probing, Ground type}
  • محمد خدایی اربط، محمد امامی نیری*
    پیش بینی عملکرد و توسعه ی هر چه دقیق تر مخازن نفتی، در گرو داشتن اطلاعات کافی از خواص آنها است. امروزه سعی می-شود با سنجش برخی خواص که اندازه گیری مستقیم آنها آسان تر، کم هزینه تر و دقیق تر است و سپس به کارگیری روش های غیرمستقیم، فرآیند بهینه در جمع آوری داده های خواص مخزن پیموده و همزمان از عدم قطعیت ها کاسته شود. از روش های غیر مستقیم رایج می توان به روابط تجربی و الگوریتم های بهینه سازی اشاره کرد که استفاده از مورد اخیر به سرعت در حال گسترش است. در این پژوهش، روش استفاده از الگوریتم جدید و قدرتمند کلونی مصنوعی زنبور عسل در تخمین خواص فیزیک سنگی مخازن هیدروکربوری، با به کارگیری آن برای تخمین سرعت امواج برشی، از داده های برخی نگارهای پتروفیزیکی در دو مخزن ماسه سنگی و کربناته، تبیین و دقت نتایج با تخمین های حاصل از روابط فیزیک سنگی گرینبرگ-کاستاگنا مقایسه شده است. از بین نگارهای ثبت شده، تخلخل نوترونی، چگالی کپه ای و سرعت موج تراکمی انتخاب و چند جمله ای چندپارامتری مرتبه ی اول برای تخمین کمیت مورد نظر با استفاده از این نگارها برگزیده شد. سپس در هر مورد مطالعه، یک دسته از داده ها برای آموزش الگوریتم و دسته ی دیگر برای ارزیابی عملکرد آن به کار گرفته شد. در هر دو مورد، الگوریتم فوق پاسخ های بهتری به دست داده-است. این نتایج نشان می دهد، در صورت نبود داده های کمیت مذکور در چاه هایی با لیتولوژی مشابه، می توان از این الگوریتم برای تخمین مقدار این پارامتر استفاده نمود.
    کلید واژگان: فیزیک سنگ, الگوریتم کلونی مصنوعی زنبور عسل, سرعت موج برشی, رابطه ی گرینبرگ-کاستاگنا, داده های پتروفیزیکی}
    Mohammad Khodaiy Arbat, Mohammad Emami Niri
    Summary
    It is necessary to have enough data from a reservoir to predict its performance and develop it as accurate as possible. Nowadays, it is a common practice to combine direct and indirect methods to achieve the optimal process of data gathering while considering time, cost and precision. Empirical relationships and optimization algorithms are the two most used indirect methods and recently, numerous researches have focused on the latter one. One of the newest and most powerful optimization algorithms is artificial bee colony (ABC) algorithm. In this paper, we have explained its application for reservoir characterization by estimating shear wave velocity (Vs) using some series of recorded well logs. We have carried out a study on a sandstone and a carbonate reservoir using the ABC algorithm and Greenberg-Castagna relationships. We have chosen three logs among the available ones and used a polynomial to derive their relationship with Vs. In both cases, the ABC has acted more efficiently, indicating that it can be employed to estimate Vs in reservoirs with the lithology similar to the one in our cases when we have no recorded data.
    Introduction
    Vs is a useful quantity for interpreting seismic data, and is used for identifying lithology and calculating some important mechanical, petrophysical, geophysical and geomechanical properties of the reservoir rock. Hence, it is intended to be measured/caluculated by either direct (e.g. DSI tool) or indirect (e.g. experimental Greenberg-Castagna relationship and artificial intelligence) methods. One of the most novel and robust artificial intelligence algorithms is the ABC algorithm. It is a swarm-based metaheuristic global optimization algorithm based on the behavior of bee colonies when they are looking for food. In addition, one of the most used experimental relationships for predicting Vs is Greenberg- Castagna relationship. The accuracy of these two methods, i.e. the ABC algorithm and the Greenberg-Castagna relationship, to predict Vs in sandstone and carbonate case studies is compared in this paper.
    Methodology and Approaches
    The ABC algorithm is implemented in 4 phases of initialization, employed bees, onlooker bees and scout bees to find the optimal point in a constraint search. In this study, a first-order multivariate polynomial relates Vs to neutron porosity, bulk density, and P-wave velocity logs, and the objective function is mean absolute error or MAE (based on the values measured by DSI tool) because the data contains numerous spikes. The algorithm is coded and run in MATLAB®. The derived polynomial is then used to estimate another set of data to evaluate its ability to be generalized.
    A modified form of Greenberg-Castagna relationship is also used to estimate Vs in brine saturated multi-mineral rocks.
    The values of Vp used in this relationship must be corrected based on fluid saturations by Gassmann’s equation. Finally, a comparison between the results of these two methods is made both graphically and quantitatively.
    Results and Conclusions
    After implementing the written code to our specified problem, we found out that the MAE of the result vector in training phase was 0.023 for the sandstone case and was 0.077 for the carbonate one, therefor, relative errors were in range of [1.3%, 1.7%] and [2.9%, 4%], respectively. In the evaluation phase, the MAEs were 0.028 and 0.070, corresponding to relative errors ranging [1.9%, 2.1%] and [2.5%, 3.6%] for sandstone and carbonate case studies, respectively. On the other hand, the MAEs for predictions obtained from the experimental Greenberg-Castagna relationship were 0.043 and 0.091 for sandstone case and carbonate one, respectively. From these results, it can be concluded that the ABC algorithm is capable to be used for the purpose of our study here. Hence, these obtained relationships for predicting Vs can be used in other reservoirs with the same lithology in the lack of measured data.
    Keywords: Artificial bee colony algorithm, Shear wave velocity, Greenberg-Castagna relationship, Petrophysical data, Rock-physics}
  • سمیه عبدالهی، وحید ابراهیم زاده اردستانی*، هرمان زین
    هدف از این مطالعه، به دست آوردن تصاویری دقیق تر از سرعت موج برشی و فشارشی و چگالی در پوسته و گوشته بالایی در منطقه مکران به کمک مدل سازی سرعت گروه امواج سطحی ریلی با استفاده از الگوریتم تبرید شبیه سازی شده است. براساس مطالعات گذشته، حساسیت امواج سطحی به چگالی، بسیار کمتر از حساسیت آن به سرعت امواج برشی و فشارشی است؛ ازاین رو، در روش وارون سازی داده های گرانی، از نتایج مدل سازی سرعت گروه امواج سطحی ریلی استفاده می شود تا نقشه های تغییرات چگالی و عمق موهو با دقت بیشتری ترسیم شوند. در این پژوهش، ابتدا الگوریتم ذکرشده روی دو مدل مصنوعی بدون نوفه و همراه با نوفه اعمال شد. برای مدل های مصنوعی، نتایج این روش با دقت زیادی مدل اولیه را تخمین زدند؛ بنابراین این روش بر داده های واقعی اعمال و در وارون سازی داده های گرانی که با استفاده از نتایج مدل سازی سرعت گروه امواج سطحی ریلی انجام شد، تغییرات چگالی و عمق موهو محاسبه شد. دلیل استفاده از دو مجموعه داده در این مطالعه این است که داده های سرعت گروه امواج سطحی ریلی، حساسیت خوبی به تغییرات مرزی سرعت موج برشی و فشارشی دارند، اما نسبت به چگالی حساسیت کمی دارند؛ بنابراین با استفاده از داده گرانی می توان حساسیت نسبت به چگالی را هم افزایش داد. نتایج به کارگیری داده های واقعی، نشان از افزایش تدریجی ضخامت پوسته از جنوب به شمال در زون مکران است. مقدار بیشینه این افزایش، حدود 48 تا 50 کیلومتر زیر آتشفشان تفتان- بزمان برآورد می شود. سرعت زیاد موج برشی و مقادیر زیاد چگالی در پوسته دریای عمان حاکی از اقیانوسی بودن آن است که با حرکت به سمت شمال و قاره ای شدن پوسته، مقدار این سرعت و چگالی کاهش می یابد.
    کلید واژگان: مکران, عمق موهو, گرانی, سرعت موج برشی, الگوریتم تبرید شبیه سازی شده}
    Somayeh Abdollahi, Vahid Ebrahimzadeh Ardestani *, Hermann Zeyen
    In this study, Simulated Annealing algorithm is applied on Rayleigh wave group velocities to image the density variations and shear and compressional wave velocities structure of the crust and upper-mantle of Makran subduction zone. Based on previous studies, surface wave dispersion measurements are primarily sensitive to seismic shear wave velocities. However, it has been proved that the sensitivity to compressional wave velocity is significantly smaller than the sensitivity to shear wave velocity. Also the sensitivity function for the density is smaller than the one for the shear wave velocity. Therefore, shear wave velocity variations are mainly the model parameters in surface wave dispersion analysis. Simulated Annealing is a probabilistic technique for finding the global optimum of a given function. It is especially useful to approximate global optimization in a large search space. The Simulated Annealing method like the Monte-Carlo method, samples the whole model space and can avoid getting stuck in local minima.To evaluate calculation efficiency and effectiveness of Simulated Annealing algorithm, two noise-free and two noisy (10% of white Gaussian noise) synthetic data sets are firstly inverted. Then, a real data from Makran region is inverted to examine the applicability and robustness of the proposed approach on real surface wave data.
    In next step, gravity data inversion was applied with a priori information based on surface wave analysis results to obtain Moho depth variations and crustal density structure. The reason for using gravity data set is that surface waves group velocity is sensitive to average velocity variations and has a good lateral sensitivity, whereas gravity anomaly is sensitive to depth variations of discontinuities and has a good vertical resolution.
    Our results show that the Moho depth across the Makran subduction zone increases from the Oman seafloor and Makran forearc setting to the volcanic arc. Generally, the crust in the western Makran is thicker than the eastern part and the maximum crustal thickness in the Makran region reaches 46 to 48 km below the Taftan-Bazman volcanos. The Moho map clearly depicts the western edge of the Makran subduction zone, where the Minab fault (representing the eastern edge of the Hormuz Straits) marks the boundary between the thick continental crust of the Arabian plate and the thin oceanic crust of the Oman Sea. Our results show clearly that the high-velocity slab of the Arabian plate subducts northwards beneath the low-velocity overriding lithosphere of Lut block in the western Makran and Helmand block in the eastern Makran.
    Keywords: Makran, Moho Depth, Gravity, Shear wave velocity, Simulated Annealing Algorithm}
  • احمد محمدی، محمدرضا سپهوند *، افسانه نصرآبادی
    امروزه در ایران به جهت انباشت منابع و امکانات در محدوده های شهری رشد شهرنشینی افزایش یافته و به تبع آن محدوده شهرهای کشور توسعه زیادی داشته اند؛ بنابراین با توجه به توزیع جمعیتی در این مناطق و همچنین واقع شدن تعداد زیادی از این مناطق بر روی نهشت های رسوبی اهمیت مطالعه زلزله شناسی و مهندسی زلزله برای مقاوم سازی و کاهش خطر زمین لرزه افزایش می یابد. یکی از مواردی که موجب افزایش خسارت در زمان وقوع زمین لرزه حتی در فواصل بسیار زیاد از مرکز زمین لرزه است، اثرات ساختگاهی و تشدید خاک است. خسارت شهر مکزیکوسیتی ناشی از زمین لرزه ای که در فاصله رومرکزی بیش از 300 کیلومتر رخ داده بود نمونه بارزی از خسارت ناشی از اثر ساختگاهی است. لذا امروزه مطالعه اثر ساختگاه و به دست آوردن اطلاعات ساختارهای زیرزمینی (سرعت موج برشی) اهمیت ویژه ای یافته است. بیضی وار امواج رایلی به عنوان تابعی از فرکانس رابطه نزدیکی با ساختارهای زیرزمینی از جمله ضخامت لایه رسوبی و پروفیل سرعت موج برشی دارد و استخراج این اطلاعات با استفاده از برگردان بیضی وار امواج رایلی امکان پذیر است. در روش برگردان بیضی وار امواج رایلی با استفاده از نوفه های محیطی بیضی وار امواج رایلی در یک محدود فرکانسی قابل قبول استخراج می شود. در این روش که بر اساس روش کاهش تصادفی است با کاهش اثرات تمامی امواج به غیر از امواج رایلی امکان استخراج این بیضی وار را ممکن می سازد. در این پژوهش اطلاعات مربوط به نوفه های محیطی برای 24 ایستگاه در محدود شهری کرمان جمع آوری شد. سپس با استفاده از الگوریتم بهینه شده همسایگی موجود در افزونه نرم افزار Geopsy پروفیل سرعت موج برشی و عمق سنگ بستر لرزه ای از بیضی وار امواج رایلی استخراج شد. مقادیر میانگین سرعت موج برشی تا عمق 30 متری در محدوده 199 تا 245 متر بر ثانیه به دست آمد و طبق آیین نامه های موجود خاک منطقه مورد بررسی قرار گرفت. همچنین محدوده عمق سنگ بستر لرزه ای در حدود 230 متر تخمین زده شد.
    کلید واژگان: روش RayDec, سنگ بستر لرزه ای, برگردان بیضی وار امواج رایلی, نسبت طیفی H-V, سرعت موج برشی, اثر ساختگاه}
    Ahmad Mohamadi Ghanateghestani, Mohammad Reza Sepahvand*, Afsaneh Nasrabadi
    Today, due to the accumulation of resources in urban areas, urbanization has been increased and consequently, city limits have been increased. Thus, considering the population distribution in these areas as well as the existence of a large number of these areas in sedimentary region, the significance of the study of seismology and earthquake engineering for earthquake retrofitting and reduction of the risk of earthquakes has been increased. A phenomenon that enhances damage during the earthquake, even at great distances is the site effect. Mexico City earthquake, occurred in the epicentral distance of 300 km and caused damage, is a clear example of the enhanced damage caused by site effect. Thus, this study emphasizes on the site effect and underground structures affected by shear wave velocity in earthquakes.
    Keywords: RayDec Method, Seismic Basement, Rayleigh Wave Ellipticity, H-V Spectral Ratio, Shear Wave Velocity, Site Effect}
  • علی محمد رجبی، علیرضا حسینی، علیرضا حیدری
    در بسیاری از پروژه های مهندسی، تعیین دقیق ویژگی های مقاومتی و رفتاری سنگ ها اهمیت زیادی دارد. مقاومت فشاری تک محوری از جمله ویژگی های مهم در توصیف رفتار مقاومتی سنگ ها است که به عنوان یک پارامتر مهم در طراحی سازه ها به ویژه سازه های زیرزمینی استفاده می شود. تعیین این پارامتر با استفاده از روش های مستقیم از جمله آزمایش مقاومت فشاری تک محوری پرهزینه و وقت گیر است و در برخی از موارد تهیه و آماده سازی نمونه استاندارد به دلیل وجود سطوح ضعیف در بسیاری از سنگ ها مشکل است. در چنین مواردی انجام برخی آزمون های ساده و غیرمخرب و استفاده از روابط تجربی می تواند منجر به افزایش سرعت ارزیابی و کاهش هزینه ها شود. وجود این روابط حتی به صورت منطقه ای و یا محلی (مثلا در محدوده یک سازند زمین شناسی و یا یک لیتولوژی واحد) می تواند کمک موثری در تخمین این پارامتر به منظور استفاده در پروژه های ژئوتکنیکی باشد. در این تحقیق از سنگ های آهک موجود در محدوده شمال ساوه نمونه هایی تهیه شده و آزمایش های مقاومت تراکم تک محوری، بارنقطه ای، چکش اشمیت و سرعت موج برشی روی آن ها انجام شده است. سپس با ارزیابی های آماری انجام شده روی نتایج به دست آمده، روابط تجربی بین مقاومت فشاری تک محوری و نتایج سه آزمایش دیگر به دست آمده است. مقایسه بین مقادیر مقاومت فشاری تک محوری پیش بینی شده و مقادیر مشاهده شده نشان دهنده اعتبار روابط تجربی به دست آمده است. این روابط برای تخمین مقاومت فشاری سنگ های آهک در محدوده بررسی شده و سنگ های با شرایط مشابه زمین شناسی نتایج قابل قبولی را به دست دهد.
    کلید واژگان: مقاومت فشاری تک محوری, بارنقطه ای, چکش اشمیت, سرعت موج برشی, سنگ آهک}
    Ali M. Rajabi Dr, Alireza Hossini, Alireza Heidari
    In many rock engineering projects, accurate identification of rock strength properties is very important. Uniaxial compressive strength is one of the most important features to describe the resistive behavior of rocks which is used as an important parameter in the design of structures especially underground openings. Determination of this parameter using direct methods, including uniaxial compressive strength tests is costly and time-consuming, and also sometimes preparation of standard samples in many rocks is difficult. In such cases, the implementation of some simple and non-destructive tests and using empirical relations can increase the evaluation speed and reduce costs. These relations even regional or local (For example within a geological formation or a single lithology) can help in the estimation of these parameters in order to be used in geotechnical projects. In this study, samples of existing limestones in south west of Tehran (Capital of Iran) were prepared and uniaxial compressive strength, point load, Schmidt hammer and Shear wave velocity tests on which have been performed. Then by the statistical evaluations of the results, the empirical relations between uniaxial compressive strength and the results of other tests are obtained. The comparison between the predicted and observed values of uniaxial compressive strength represents the validity of obtained empirical relations. The application of the proposed relations for limestones in the study area and those with similar geological conditions will provide acceptable results.
    Keywords: Uniaxial compressive strength, Point load, Schmidt hammer, Shear wave velocity, limestone, Correlation}
  • مهدی راستگو، حبیب رحیمی*، حسین حمزه لو حمزه لو، وحید غلامی
    در ناحیه جنوب ‏شرق ایران که شامل بخش غربی زون فرورانش فعال مکران است به دلایل مختلفی همچون لرزه‏ خیزی اندک و نبود تراکم ایستگاه ‏های لرزه ‏نگاری دائم، مطالعات اندکی در رابطه با ساختار سرعت موج برشی انجام شده است. هدف از این پژوهش، برآورد ساختار سرعت موج برشی و تغییرات عمق موهو در زیر چهار ایستگاه لرزه‏ نگاری نوارپهن ZHSF، KRBR، CHBR و BNDS واقع در محدوده جنوب‏ شرق ایران است. برای این منظور از روش وارون‏ سازی هم زمان منحنی ‏های پاشش امواج سطحی حاصل از زمین ‏لرزه های محلی ناحیه ریگان، به همراه تابع گیرنده موج P حاصل از لرزه ‏نگاشت‏ های زمین‏ لرزه ‏های دورلرز ثبت شده در چهار ایستگاه لرزه‏ نگاری ذکر شده، استفاده می‏شود. عمق موهو به دست آمده از این روش برای چهار ایستگاه ZHSF، KRBR، CHBR و BNDS به ترتیب برابر است با 4±38، 6±46، 2±26 و 5±56 کیلومتر. کم عمق بودن موهو و نیز بالاتر بودن مقادیر سرعت موج برشی به دست آمده در زیر ایستگاه CHBR با فرورانش کم عمق لایه اقیانوسی سرعت بالای صفحه عربی به زیر حاشیه جنوبی مکران مطابقت دارد. در عین حال ضخامت زیاد پوسته در محدوده ایستگاه BNDS، در تطابق با توپوگرافی مکان این ایستگاه و نیز برخورد پوسته ضخیم قاره ای صفحه عربی با زاگرس در این ناحیه می‏ باشد.
    کلید واژگان: جنوب شرق ایران, سرعت موج برشی, عمق موهو, پاشش امواج سطحی, تابع گیرنده موج P}
    Mehdi Rastgoo, Habib Rahimi *, Hosein Hamzehloo, Vahid Gholami
    The southeast region of Iran includes the western part of Makran as an active subduction zone on the North side of the Oman Sea. The velocity structure of this region is not well understood because of its low-level seismicity and a small number of permanent seismic stations in this region. The main purpose of this study is the estimation of shear wave velocity structure and Moho depth variations in the southeast of Iran. To this end, we apply the joint inversion process of Rayleigh and Love waves dispersion curves and the “P-wave receiver function” (PRF) around four permanent broadband seismic stations of the region named ZHSF, KRBR, CHBR, and BNDS. To find the group velocities of surface waves in the southeast of Iran, the “frequency–time analysis” (FTAN) is applied to the waveforms of 40 local earthquakes, which occurred in Rigan region and recorded by the four permanent broadband seismic stations. These local earthquakes include two main shocks of 20 December 2010 (ML=6.4) and 27 January 2011 (ML=6.2) accompanied by their foreshocks and aftershocks in Rigan region. Therefore, the group velocities of fundamental modes of Rayleigh and Love waves are calculated in the period range from 5 to 60 sec in the paths among the four seismic stations and the sources of Rigan earthquakes. Also, to calculate P-wave receiver functions around the four permanent broadband seismic stations, 485 teleseismic earthquakes with suitable signal-to-noise ratios and epicentral distances between 30° and 95° related to the region, are selected. The radial PRFs are computed by deconvolving the vertical component from the radial component based on the iterative deconvolution method (Ligorria and Ammon, 1999). After preparing these two groups of data, we can determine the shear wave velocity structure and Moho depth vicinity of each seismic station by applying the joint inversion process to the dispersion data and the PRF data related to each seismic station (using the joint96 program; Herrmann and Ammon, 2007). Based on the results obtained in this study, the average group velocity of surface waves was estimated at less than 3.5 kms-1 in the period range from 5 to 60 sec. The lowest average group velocity of surface waves was obtained in the paths between the CHBR station and the sources of the Rigan earthquakes. Also, the Moho depths beneath the ZHSF, KRBR, CHBR, and BNDS stations were estimated 38±4, 46±6, 26±2 and 56±5 km, respectively. The minimum thickness of crust beneath CHBR station as well as the higher velocity of shear wave estimated beneath this station, are consistent with the shallow subduction of a high-velocity oceanic crust of Arabian plate beneath the south side of Makran. Furthermore, the thicker crust beneath the KRBR station and the lower velocity of shear wave estimated in this area, when compared with the area encompassing the CHBR station, is due to the existence of magmatic assemblage in the vicinity of the KRBR station. These results are consistent with the crust thickening from the south to the north of Makran. The maximum thickness beneath the BNDS is due to the location of this station being in the southeast of Zagros mountain belt, where the thick continental Arabian plate collides with Zagros. This collision leads to thickening of crust in Zagros.
    Keywords: southeast of Iran, shear wave velocity, Moho depth, surface waves dispersion, P, Wave Receiver Function}
  • علی کدخدایی
    بهینه سازی پارامترهای مخزن یک موضوع مهم در اکتشاف و تولید نفت است. بهینه سازی کلونی مورچه ای یک رهیافت جدید برای حل مسائل بهینه سازی گسسته و پیوسته است. در این مطالعه بهینه سازی کلونی مورچه ای به عنوان یک ابزار هوشمند برای تخمین خواص سنگهای مخزن استفاده شده است. روش ارائه شده با استفاده از یک مطالعه موردی بر روی تخمین سرعت موج برشی از داده های پتروفیزیکی با استفاده از مدلهای خطی و غیر خطی تشریح شده است.
    نتایج این مطالعه نشان می دهند که بهینه سازی کلونی مورچه ای یک روش سریع، قدرتمند و اقتصادی برای تخمین خواص سنگ است. انتظار می رود که بهینه سازی کلونی مورچه ای بتواند در مطالعات سرشت نمایی آتی مخزن کمک کند.
    کلید واژگان: بهینه سازی کلونی مورچه, سرعت موج برشی, داده های پتروفیزیکی, خواص سنگ}
    Ali Kadkhodaie, Ilkhchi
    Optimization of reservoir parameters is an important issue in petroleum exploration and production. The Ant Colony Optimization (ACO) is a recent approach to solve discrete and continuous optimization problems. In this paper، the Ant Colony Optimization is used as an intelligent tool to estimate reservoir rock properties. The methodology is illustrated by using a case study on shear wave velocity estimation from petrophysical data by the linear and nonlinear ACO models. The results of this research show that the ACO is a fast، robust and cost-effective method for rock properties estimation. It is proposed that ant colony optimization aids in future reservoir characterization studies.
    Keywords: Ant Colony Optimization, Petrophysical Data, Rock Properties, Shear Wave Velocity}
  • سید رحیم معین سادات، کاوه آهنگری، دانیال بهنیا
    هدف از این مطالعه، توسعه یک مدل هوشمند برای تخمین سرعت موج برشی در سنگ آهک است. سرعت موج برشی، یکی از مهم ترین پارامترهای دینامیکی سنگ است. با توجه به پیچیدگی ساختار سنگ، تعیین مستقیم این پارامتر مستلزم زمان، هزینه و دقت می باشد. از طرفی جهت تعیین غیرمستقیم آن، روابط دقیقی در دسترس نیست و بیشتر روابط، تجربیمی باشند. در این تحقیق تلاش شد تا با استفاده از مجموعه داده های چندین سد در ایران، به کمک روش انفیس (سیستم استنتاج عصبی-فازی تطبیقی) و جپ (GEP) مدل و رابطه ای جهت پیش بینی سرعت موج برشی در سنگ آهک تهیه شد. درمجموع، از 170 دسته داده برای مدل سازی استفاده شد. 136 دسته داده برای ساخت مدل هوشمند و 34 داده دیگر جهت ارزیابی عملکرد آن بکار گرفته شد. پارامترهایی چون سرعت موج فشاری، چگالی و تخلخل به عنوان پارامترهای ورودی در نظر گرفته شدند. در پیش-بینی های صورت گرفته به این منظور، میزان R2و RMSEبرای مدل انفیس به ترتیب 958/0 و 620/113 بود. این مقادیر برای رابطه ی جپ 928/0 و 006/110 بود. با توجه به دقت این نتایج، می توان آن ها را برای پیش بینی سرعت موج برشی در مقاصد آینده پیشنهاد نمود.
    کلید واژگان: سرعت موج برشی, سدهای ایران, سنگ آهک, انفیس, جپ}
    Sayed Rahim Moeinossadat, Kaveh Ahangari, Danial Behnia
    The purpose of current study is development of an intelligent model for estimation of shear wave velocity in limestone. Shear wave velocity is one of the most important rock dynamic parameters. Because rocks have complicated structure، direct determination of this parameter takes time، spends expenditure and requires accuracy. On the other hand، there are no precise equations for indirect determination of it and most of them are empirical. In this study، by using data sets of several dams of Iran adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) and gene expression programming (GEP) methods، model and equation are rendered for prediction of shear wave velocity in limestone. Totally، 170 sets of data were used for modeling. From these data sets، 136 ones were utilized for building the intelligent model، and 34 were used for their performance evaluation. Compressional wave velocity، density and porosity، were considered as input parameters. In the relevant predictions، the values of R2 and RMSE for ANFIS model were consecutively 0. 958 and 113. 620. These values for GEP equation were 0. 928 and 110. 006. Because these results have accuracy، they could be used for prediction of shear wave velocity for limestone in the future.
    Keywords: Shear Wave Velocity, Iran's Dams, Limestone, ANFIS, GEP}
  • حسین ملاعباسی، فرزین کلانتری *

    سرعت موج برشی از مهم ترین پایه خصوصیات مهندسی خاک در ارتباط با مدول های برشی خاک است. در بسیاری از حالت ها تعیین سرعت موج برشی به وسیله آزمایش های صحرایی ترجیح داده می شود که می توان آزمایش نفوذ استاندارد را مثال زد. عدم قطعیت در اندازه گیری و تخمین پارامترهای موثر همواره به عنوان یک مسئله مطرح است و روش های آماری گوناگونی برای در نظرگرفتن این عدم قطعیت ارائه شده است. در این مقاله یک روش نوین با تکیه بر بهینه سازی توان مند برای در نظر گرفتن اثر عدم قطعیت ارائه شده است. برای دست یابی به اهدف این روش یک مجموعه داده که مشتمل بر 326 داده منطقه آداپازاری ترکیه را از منابع معتبر گردآوری گردید. تکنیک استفاده شده در این تحقیق بر اساس مدل توان مند کم ترین مربعات خطا که یک مسئله از نوع مخروطی درجه دوم است به کمک روش نقطه درونی حل می شود، است. با توجه به نرم فروبنیوس داده ها معیارعدم قطعیت معرفی گردیده و برای ضرایب ثابت روابط ارزیابی شد. در انتها نتایج مدل های جدید با روابط آماری متداول مقایسه شد و مزایا و امکانات مدل پیشنهادی برجسته گردید.

    کلید واژگان: سرعت موج برشی, آزمایش نفوذ استاندارد, کم ترین مربعات, عدم قطعیت, بهینه سازی توان مند, مخروط درجه دوم}
    Hossein Mola-Abasi, Farzin Kalantary

    Shear wave velocity (Vs) is a basic engineering soil property implemented in evaluating the soil shear modulus. Due to a few limitations، sometimes it is preferable to determine Vs indirectly by in situ tests، such as standard penetration test (SPT). However، inaccuracies in measurement or estimation of the influencing parameters have always been a major concern، and thus various statistical approaches have been proposed to subdue the effect of such inaccuracies in predictions of future events. In this article، an innovative approach based on robust optimization has been utilized to enumerate the effect of such uncertainties. In order to assess the merits of the proposed approach a database containing 326 data points of case histories from Adapazari، Turkey were gathered from renowned references. The identification technique used in this article is based on the robust counterpart of the least square problem which is a second order cone problem and is efficiently solved by interior point method. A definition of uncertainty based on frobenius norm of the data is introduced and examined against correlation coefficient of various correlation parameters and optimum values are determined. Finally the results of new correlation are compared with those utilizing a commonly used statistical method and the advantages and possibilities of the proposed correlation over the conventional method are highlighted

    Keywords: Shear wave velocity, Standard penetration test, Least squares, Uncertainties, Robust optimization, Second order cone}
  • سعید هاشمی طباطبایی، امیرسعید سلامت، اشکان محمدی
    مطالعات ویژگی های لرز های ساختگاه، در مناطق مستعد زلزله انجام می شود. در این مطالعات، پارامتر های طراحی لرزه ای ساختگاه بر اساس ویژگی های زمین شناسی مهندسی و ژئوتکنیک تعیین می گردد. در این راستا بخشی از آیین نامه های ساختمانی به رده بندی ساختگاه اختصاص دارد. به منظور رده بندی زمین، آیین نامه ها روش های متنوعی همانند میانگین سرعت موج برشی تا ژرفای 30 متر را ارائه می نمایند. این مقاله، بخشی از مطالعات ریزپهنه بندی ژئوتکنیک لرزه ای شهر شیراز برای تعیین نوع زمین در قالب مطالعات لرزه ای شکست مرزی را ارائه می دهد. روش مورد نظر، زمان سیر امواج الاستیک چندگانه را در طول سطح مشترک لایه هایی که سرعت های متفاوت دارند اندازه گیری می کند. در این مطالعات از لرزه نگار 24 ژئوفونی با فواصل 75/3 متری استفاده شد. سرعت موج برشی برای سه لایه مختلف لرزه ای برآورد شد. سنگ بستر لرزه ای به لایه ای اطلاق می شود که در آن سرعت موج برشی به بیش از 750 متر بر ثانیه می رسد. ژرفای سنگ بستر لرزه ای در شهر شیراز از حدود 1 تا 29 متر اندازه گیری شد. میانگین سرعت موج برشی تا ژرفای 30 متر بین 375 تا 1253 متر بر ثانیه متغیر است. با توجه به نتایج به دست آمده، نوع زمین در شهر شیراز بر اساس استاندارد 2800 و آیین نامه اروپا رده بندی و با یکدیگر مقایسه شدند. نتایج نشان می دهد که گستره شهر شیراز با توجه به آیین نامه2800 در گروه I و بر اساس آیین نامه اروپا، به طور عمده در گروه B و E و در برخی مناطق در گروه A رده بندی می شود. مقایسه نتایج نشان داد که رده بندی خاک در استاندارد 2800 نیاز به اصلاح دارد.
    کلید واژگان: ریزپهنه بندی ژئوتکنیک لرز ه ای, سرعت موج برشی, نوع زمین, آیین نامه ساختمانی, طیف طراحی}
    S. Hashemi Tabatabaei, A. S. Salamat, A. Mohamadi
    Seismic site characterization studies are carried out in earthquake- prone areas. In these studies seismic design parameters are chosen based on engineering geological and geotechnical characteristics of the site. Site classification is addressed in various building codes. Codes define various methods for soil classification such as measurement of average shear wave velocity up to 30 meters depth. This paper present a part of the seismic geotechnical microzonation study of Shiraz city based on seismic data for soil classification. This method, measures the travel times of multiple elastic waves along the interface of layers having different velocities. In this study a seismograph with an array of 24 geophones and 3.75m intervals was used. The shear wave velocity distribution estimated for 3 different seismic layers. S ismic bedrock was defined as layer for which shear wave velocity is more than 750 m/s. Depth of seismic bedrock was estimated to vary about 1 to 29m.The average shear wave velocity up to depth of 30 m ranges about 375 to 1253m/s. Based on the results soil profile in Shiraz were classified and compared with the Standard No. 2800 and Eurocode-08. The result indicated that Shiraz city can be placed in “site class I” and “site class B, E and A” respectively.The study revealed that Standard No. 2800 site classification should be modified.
    Keywords: Seismic geotechnical microzonation, Shear wave velocity, Soil type, Building codes, Design spectrum}
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال