امروزه روش لرزه نگاری شکست مرزی نقش مهمی را در کارهای مهندسی ایفا می کند. اما مسئله لایه پنهان و وارونگی سرعت یکی از مشکلات مهم این روش می باشد. وجود لایهء پنهان و وارونگی سرعت باعث عدم اطلاع مفسر از وجود چنین لایه ای شده و باعث ایجاد خطا در محاسبات عمق و ضخامت لایه های زیرین می گردد. بنابراین بایستی به نحو مقتضی نسبت به حل این مشکل اقدام نمود. موضوع مورد بحث این پایان نامه نیز در رابطه با مسئلهء فوق می باشد. در این پایان نامه پس از بررسی شرایط بوجود آمدن لایهء پنهان و وارونگی سرعت و تاثیر آن بر روی عمق بدست آمده شگناهای پائینتر، راه حلهای مختلف برای حل مسئله مورد بحث و بررسی قرار گرفته اند. اولین راه حل مورد بحث عبارت از راه حل زنارکور می باشد که عموما" در حالت لایه های تخت می تواند بکار رود. و از این طریق حداکثر ضخامت لایهء پنهان از طریق محاسباتی و یا با استفاده از نمودارهای مربوطه تعیین می گردد. سپس راه حلهای مختلفی که نسبت به شرایط و امکانات موجود از قبیل وجود علائم مشخص بر روی منحنی زمان مسافت و یا اطلاعات جانبی می توانند کارساز باشند، مورد بحث قرار گرفته اند . در نهایت دو روش استفاده از سرعت متوسط و دور افت بیهنجاری که در حالت وجود لایه های غیر تخت می توانند بکار روند، مورد بحث قرار گرفته اند .دو روش اخیر هر یک بنحوی با روش تفسیر grm ارتباط دارند. در روش استفاده از سرعت متوسط، عمق یک شکنا بدون توجه به لایه های بالائی میتواند محسابه شود. این روش در شرایط وجود لایهء پنهان و وارونگی سرعت نیز می تواند بکار رود. در روش استفاده از دور افت ، ابتدا مقادیر دورافت واقعی (مشاهده ای) و دورافت محاسبه شده از مقطع بدست آمده از تفسیر، محاسبه شده و با هم مقایسه می شوند . دو مقدار فوق در شرایط عادی باید باربر باشند. وجود اختلاف بین دو مقدار فوق نشانگر وجود لایه پنهان یا وارونگی سرعت خواهد بود، که در صورت وجود چنین لایه ای ضخامت آن در محلی که دور افت مشاهده ای معین شده است ، قابل محاسبه می باشد. در این پایان نامه جهت بررسی و ارزیابی روشهای ارائه شده، از لرزه نگاشتهای مصنوعی، مربوط به مدلهای فرضی استفاده شده است .

با توجه به کمبود آب در اکثر نواحی ایران، بهره گیری از آبهای زیرزمینی ضرورتی اجتناب ناپذیر است . در بسیاری از نقاط، مظهر آبهای زیرزمینی و یا یک نقطه از مسیر آنها مشخص می باشد لیکن کل مسیر و مخزن آنها مشخص نیست و چه بسا مخزن آب در نزدیکی محل مصرف و مظهر آن کیل.مترها دورتر واقع باشد. و بدلیل عدم اطلاع از این مهم، هزینهء فراوان جهت لوله کشی آب از مظهر تا محل مصرف صورت می گیرد. از سوی دیگر عدم آگاهی از مسیر آب می تواند موجبات ایجاد خطر در ساخت جاده ها، تونلها، متروها و سایر تاسیسات را فراهم آورد. با توجه به موارد فوق، تعیین مسیر آبهای زیرزمینی از اهمیت خاصی برخوردار است . از آنجا که جریان آب را می توان بصورت یک استوانه طویل رسانا که در داخل زمینی با هدایت الکتریکی کمتر واقع است تصور نمود، و در این پایان نامه استوانه طویل رسانا در درون زمین مدلسازی گردیده است لذا روش اتصال به جرم جهت تعیین مسیر آبهای زیرزمینی مورد نظر قرار گرفته است . اساس روش اتصال به جرم عبارتست از اتصال یک الکترود جریان به توده ای رسانا در درون زمین و قرار دادن الکترود دیگر در فاصله ای دور بر روی سطح، بطوریکه بواقع تودهء رسانا خود بصورت یک الکترود الکترود جریان عمل کند و قسمت های مختلف آن کم و بیش هم پتانسیل گردند. توزیع پتانسیل حاصل، با اندازه گیری اختلاف ولتاژ بین دو الکترود پتانسیل که یکی از آنها ثابت و دیگری متحرک است صورت می گیرد و شکل خطوط هم پتانسیل مبین مسیر آب زیرزمینی خواهد بود. در این پایان نامه بررسی نظری روش اتصال به جرم بکمک محاسبه میدان پتانسیل یک جریان الکتریکی پایدار با بهره گیری از معادلات انتگرال فردهلم نوع اول و نوع دوم صورت گرفته است و بررسی عملی موضوع در منطقه شمالی آزاد راه فرخزاد در شمال غربی تهران در پنج فاز انجام شده است . پس از شناسایی منطقه و تهیه کروکی دقیق و تعیین بهترین آرایش الکترودی و انجام برداشت ها و اعمال تصحیحات لازم این فرضیه اثبات گردید که بکمک روش اتصال به جرم می توان مسیر آبهای زیرزمینی را تعیین نمود.

در این پایان نامه روش ژئوفیزیکی برجائی بنام پتیت سیسمیک (1) معرفی و مورد ارزیابی قرار گرفته است . از طریق این روش لرزه ای میتوان مدول استاتیک تغییر شکل توده سنگ را برآورد نمود. برخلاف دیگر روشهای لرزه ای ژئوفیزیک مهندسی که با اندازه گیری سرعت امواج کشسان خصوصیات لرزه ای سنگ ها را مورد بررسی قرار میدهند، به کمک روش پتیت سیسمیک و استفاده از همبستگی خطی بین فرکانس امواج برشی و مدولها استاتیک تعییر شکل توده سنگ میتوان به خواص استاتیک سنگ ها پی برد. گرچه روش پتیت سیسمیک اولین بار توسط اشنایدر (2) در فرانسه معرفی شد، بنیاووسکی (3) 1984، اما بدلیل مشکلات موجود در تولید و دریافت امواج برشی بطور گسترده مورد استفاده قرارنگرفته است . در حال حاضر گسترش و پیشرفت دستگاههای اندازه گیری ژئوفیزیکی و نتایج تجربیات گذشته این فرصت را بدست داده است تا این روش بصورت بهتری مورد ارزیابی قرار گیرد. به منظور بررسی این روش آزمایشاتی بروی سنگ آهک در درون گالریهای ساختگاه سد کارون 3 در ایران انجام شدند. در این آزمایشات پس از اطمینان از دریافت امواج برشی که به کمک آرایش خاص ژئوفونها و چشمه های مختلف انرژی حاصل شد، مناسبترین چشمه برای ادامه عملیات در کف گالری، سقوط آزاد یک وزنه از ارتفاع ثابت بروی یک صفحه فلزی در نظر گرفته شد . برای اندازه گیریهای روی دیوار گالری از ضربات مستقیم وزنه بصورت پاندول بروی سنگ دیوار استفاده شد. از دو روش گرافیکی و تبدیل فوریه سریع برای تعیین فرکانس امواج برشی، روش دوم بسیار مناسبتر است . گرچه تغییر فاصله گیرنده از چشمه بروی فرکانس دریافتی اثر میگذارد، اما در ارزیابی نقش انرژی چشمه (تغییر ارتفاع سقوط آزاد وزنه) و نوع چشمه (تغییر سطح مقطع برخورد وزنه و شکل صفحه برخورد) بروی فرکانس امواج برشی دریافتی تاثیر قابل ملاحظه ای نشده است . تاثیر نوع ژئوفون بروی فرکانس دریافتی با استفاده از دو نوع ژئوفون با فرکانس طبیعی 30 و 100 هرتز ازمایش شد. گرچه روند خاصی در تغییر فرکانس دریافتی برای هریک از ژئوفونها دیده نشد اما باتوجه به مطالعات بلسکی (1)، بنیاووسکی و گرین فیلد (2) (1981) استفاده از ژئوفونهای با فرکانس طبیعی 100 هرتز مناسبتر خواهد بود. در این پایان نامه پس از بررسی نتایج جک زنی در درون گالریها ساختگاه سد کارون 3 و انتخاب فرکانسهای مناسب حاصل از روش پتیت سیسمیک که در محل هر جک زنی حاصل شدند، روابط جداگانه ای بین مدولهای استاتیک تغییر شکل توده سنگ و فرکانسهای امواج برشی برای فواصل مختلف بین چشمه و گیرنده در اندازه گیریهای کف و دیوار گالری بدست آمدند که بهترین فاصله بین چشمه و گیرنده 6 متر تعیین شده است . اندازه گیریهائیکه بروی دیوار گالریها انجام شده اند دارای ضریب اطمینان بیشتری میباشند. رابطه خطی بدست آمده در این پایان نامه برای فاصله 6 متر بین چشمه و گیرنده تفاوت زیادی با رابطه اشنایدر دارد و ضریب زاویه آن خیلی کمتر میباشد. برای بررسی صحت فرکانس دریافتی، استفاده از منحنیهای زمان مسافت ، مقطع لرزه نگاری و نقشه زمین شناسی مهندسی گالریها ضروریست . برای تهیه مقطع لرزه نگاری دقیقتر و تعیین سرعت امواج طولی و عرضی، اندازه گیری همزمان در چند فاصله از چشمه تا فاصله 10 متری و همچنین استفاده از ضربه های متقارن برای هر پروفیل اندازه گیری پیشنهاد شده است . سرانجام رابطه تجربی خطی بین مدولهای استاتیک تغییر شکل و فرکانس امواج برشی که در این پایان نامه بدست آمده با نتایج دیگری از همان ساختگاه سد کارون 3 محک زده شده و صحت آن به تائید رسیده است .