وارون‌سازی منحنی پاشش امواج ریلی با استفاده از الگوریتم گرده‌افشانی گل بهینه جهت تعیین ساختار سرعت موج برشی

Abstract

وارون‌سازی منحنی پاشش امواج سطحی یکی از مسائل کاربردی در شناسایی لایه‌های زمین و فرآیند تعیین سرعت انتشار اموج ‌برشی است. سرعت موج برشی از جمله پارامترهای بسیار مهم و مورد نیاز در مطالعات ژئوتکنیکی است که در ارزیابی خصوصیات خاک از جمله اثرات ساختگاهی و ریز پهنه‌بندی لرزه‌ای به کار گرفته می‌شود. وارون‌سازی منحنی پاشش امواج سطحی یکی از مسائل کاربردی در شناسایی لایه‌های زمین و فرآیند تعیین سرعت انتشار امواج ‌برشی است. روش‌های خطی وارون‌سازی، به علت طبیعت غیرخطی مسئله و امکان درگیر شدن عملیات بهینه یابی تابع هدف با جواب‌های بهینه محلی، چندان قابل اعتماد نمی‌باشند. با پیشرفت علوم کامپیوتر و ارائه شدن الگوریتم‌های بهینه‌سازی -هوشمند، می‌توان تکنیک‌های سریع و آسانی را برای واورن‌سازی امواج سطحی استفاده نمود. به همین منظور جهت افزایش اطمینان از عملیات وارون‌سازی و دست‌یابی به جواب‌های بهینه کلی مسئله، در این مطالعه الگوریتم گرده‌افشانی گل بهینه جهت وارون‌سازی امواج سطحی معرفی شده است. هدف نهایی این الگوریتم در وارون‌سازی امواج سطحی یافتن پارامترهای مدل، یعنی ضخامت، سرعت موج برشی و سرعت موج طولی لایه‌های 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 به‌وسیله‌ی مدل‌های مصنوعی و مدل مصنوعی نوفه‌دار مورد ارزیابی قرار گرفت. در ادامه جهت ارزیابی بیشتر روش ارائه‌شده، الگوریتم پیشنهادی روی داده‌های تجربی اعمال شد. نتایج وارون‌سازی، در مورد مدل‌های مصنوعی و نیز داده‌های تجربی، بیانگر عملکرد قابل‌قبول الگوریتم گرده افشانی گل بهینه در وارون‌سازی امواج سطحی است. همچنین عملکرد الگوریتم بهینه شده پیشنهادی در مقایسه با الگوریتم گرده افشانی گل استاندارد در وارون‌سازی منحنی پاشش از دقت و سرعت همگرایی بالاتری برخودار است.