مقایسه روش‌های بهینه‌سازی الگوریتم ژنتیک و گروه ذرات در وارون‌سازی امواج ری‌لی جهت مدلسازی پروفیل سرعت موج برشی: مطالعه موردی

Abstract

سرعت موج برشی یکی از شاخص‌های بسیار مهم در معرفی اثر ساختگاه و تخمین مقدار جنبش زمین در زمین لرزه‌ها است. امروزه کاملاً روشن است که بهترین روش برای کاهش خسارت‌های ناشی از زمین لرزه، طراحی و ساخت سازه‌های مقاوم در برابر زمین لرزه، بر اساس ویژگی‌های لرزه زمین‌ساختی و ژئوتکنیکی ساختگاه و نوع کاربری آنها است. در سال‌های اخیر امواج میکروترمور برای مدلسازی سرعت موج برشی، به دلیل هزینه پایین و سرعت بالای برداشت داده‌ها مورد استقبال قرار گرفته است. اما مشکل اساسی در پردازش این داده‌ها، وارون‌سازی منحنی پاشش برای تخمین سرعت امواج برشی است. امواج پاشش دارای رفتار غیرخطی بوده و الگوریتم‌های خطی موجود در حل آنها دچار ضعف هستند. در مقاله حاضر سعی شده است با پیشنهاد وارون‌سازی امواج میکروترمور شکست مرزی (امواج ری‌لی) با استفاده از روش‌های بهینه‌سازی کلی یک روش تخمین سرعت موج برشی ارائه شود. در این مطالعه از دو روش الگوریتم ژنتیک و گروه ذرات به عنوان روش‌های جدید در وارون‌سازی داده‌های ژئوفیزیکی استفاده شده است. برنامه الگوریتم‌های مذکور در محیط متلب نوشته شده است. روش‌های پیشنهاد شده در ابتدا به وسیله مدل‌های مصنوعی مورد ارزیابی قرار گرفت و در ادامه برای ارزیابی بیشتر روی داده‌های تجربی اعمال شد. بدین منظور یک ایستگاه در جنوب شهر تبریز، طراحی و برداشت شد. نتایج وارون‌سازی به دست آمده، در مورد مدل‌های مصنوعی و هم داده‌های تجربی بیانگر عملکرد قابل قبول الگوریتم‌های پیشنهاد شده، به عنوان روش‌های مؤثر در وارون‌سازی داده‌های ژئوفیزیکی است. همچنین با توجه به مقایسه نتایج حاصل شده دیده شد، روش گروه ذرات در مقایسه با الگوریتم ژنتیک از کارایی و سرعت بالاتری برخوردار است.