شناسایی و استخراج امواج ریلی از شتاب‌نگاشت‌های سه مولفه‌ای براساس مشخصات قطبیدگی در حوزه زمان-فرکانس

Abstract

معمولا در زمین‌لرزه‌ها، امواج سطحی تغییر‌مکان‌های بیشتری نسبت به امواج حجمی در سطح زمین ایجاد می‌کنند. از طرف دیگر، تغییر مکان ناشی از امواج ریلی به صورت بیضی می‌باشد. در نتیجه، امواج ریلی اثرات مخرب‌تری نسبت به سایر امواج بر روی سازه‌ها واقع در سطح زمین دارند. بنابراین، یکی از وظایف مهم در لرزه‌شناسی و ژئوفیزیک کاربردی، شناسایی و استخراج امواج سطحی به خصوص امواج ریلی می‌باشد. مطالعات متعددی به این منظور صورت گرفته است. در اکثر مطالعات، شناسایی و استخراج امواج سطحی صرفأ در حوزه زمان و یا حوزه فرکانس انجام شده است. ولی با توجه به محدودیت‌های موجود در حوزه زمان یا فرکانس، در مطالعات اخیر، شناسایی امواج سطحی در حوزه ترکیبی زمان‌-فرکانس صورت گرفته است. تبدیل‌های متعددی برای انتقال سیگنال‌ها به حوزه زمان-فرکانس معرفی شده است. با توجه به اینکه شتاب‌نگاشت‌های زلزله‌ها غیر ایستا و نامنظم می‌باشند، دقت استخراج امواج از سیگنال‌ها بسیار وابسته به تبدیل زمان-فرکانسی مورد استفاده می‌باشد. در این مطالعه، از تبدیل موجک پیوسته همگام‌سازی شده (SSCWT)، برای انتقال سیگنال به حوزه زمان-فرکانس استفاده شده است. این تبدیل از رزولوشن بیشتری نسبت به سایر تبدیل‌ها برخوردار می‌باشد و پراکندگی این تبدیل نسبت به سایر تبدیل‌ها کمتر می‌باشد. در این مطالعه به منظور استخراج امواج ریلی از شتاب‌نگاشت‌های سه مولفه‌ای هر ایستگاه، از مشخصه اصلی امواج ریلی که حرکت بیضوی می‌باشد، استفاده شده است. پارامتر مورد استفاده برای استخراج امواج ریلی، نسبت قطر کوچک به قطر بزرگ بیضی می‌باشد. بدین منظور از نرم افزار متلب برای کدنویسی روش ارائه شده استفاده شده است. در این مقاله، ابتدا با استفاده از یک سیگنال مصنوعی غیر ایستا، اهمیت تبدیل ذکر شده، نسبت به سایر تبدیل‌ها ارزیابی شده است. سپس، سیگنال‌های مصنوعی سه مولفه‌ای ایجاد شده‌اند که صحت تحلیل‌ها براساس آن‌ها ارزیابی شده است. در نهایت، پس از اطمینان از صحت الگورینم و کد‌ها، امواج ریلی چند زلزله واقعی استخراج و ارائه شده است.