تحلیل انتشار امواج سطحی درمحیط غیر اشباع با استفاده از نظریه انتشار امواج در محیط متخلخل

چکیده انتشار امواج در محیط های خاکی لایه بندی شده و سنگ بستر و نحوه رفتار امواج در این محیط ها یکی از مباحثی است که در مسائل مهندسی، مخصوصاً مهندسی زلزله، ژئوتکنیک، لرزه شناسی و ژئوفیزیک باید مورد بررسی و مطالعه قرار گیرد. در یک رویداد لرزه ای انرژی از کانون منتشر می شود و به سراسر سنگ بستر و لایه های مختلف خاک برده می شود و به صورت چشمگیری بوسیله خصوصیات مکانیکی در لایه های سطحی نفوذ می کنند، این لایه ها ممکن است به وسیله یک سیال اشباع باشند و یا به طور کامل اشباع نشده باشند که خاک های غیراشباع نامیده می شوند و در نهایت این انرژی آزادشده با تغییراتی که حاصل عبور از لایه های مختلف می باشد به سطح زمین می رسد. در زلزله های مختلفی که همه ساله در نقاط مختلف دنیا اتفاق می افتد دیده می شود که امواج زلزله با پارامترها و خصوصیات مختلف و متفاوتی از نظر فرکانس، طول موج، سرعت، و غیره منتشر می شوند و از مهم ترین عواملی که می تواند بر نحوه انتشار امواج موثر باشد نوع خاک از نظر ساختاری (اشباع، غیراشباع، تک فاز و غیره) می باشد به عبارت دیگر در این تحقیق به بررسی و تحلیل انتشار امواج لرزه ای حاصل از برخورد یک موج فشاری (موج مهاجم) با فصل مشترک محیط غیراشباع و محیط تک فاز الاستیک می پردازیم که هدف، بدست آوردن معادلات امواج انعکاس و انکساریافته، نسبت بین دامنه انتشار این امواج، ضرایب انعکاس و انکسار این امواج و در نهایت معادله امواج سطحی رایلی حاصل از امواج منکسر شده بعد از برخورد با محیط غیراشباع و رسیدن به سطح زمین می باشد و با توجه به اینکه در محیط غیراشباع چهار موج حجمی شامل سه موج فشاری و یک موج برشی منکسر و در محیط الاستیک تک فاز دو موج حجمی شامل یک موج فشاری و یک موج برشی منعکس می شوند، دیده می شود که ضرایب انعکاس و انکسار امواج تولید شده نسبتی از دامنه انتشار امواج منعکس و منکسر شده با دامنه موج مهاجم می باشند و متناظر با سه موج فشاری تولید شده در محیط غیراشباع سه موج رایلی در سطح آزاد بوجود می آید که در این تحقیق معادله انتشار این امواج رایلی تولید شده، استخراج شده است و این معادله با دو مثال عددی شامل: ماسه سنگ مسیلون و مثال ارائه شده در تحقیق ویان چن و همکاران]24[، صحت سنجی شده است و نتایج با یکدیگر مقایسه شده اند. نتایج عددی برای سرعت و میرایی موج رایلی در درجه اشباع و فرکانس های مختلف به صورت نمودار ارائه شده اند و نشان می دهند که ارتباط معنا داری بین تغییرات سرعت و تغییرات میرایی امواج رایلی با درجه اشباع و فرکانس وجود دارد. کلمات کلیدی: موج منعکس شده، موج منکسر شده، انتشار موج، محیط متخلخل غیراشباع، ، امواج رایلی