پیش‌بینی زمین‌لغزش‌های ناشی از زلزله با مدل‌های نیومارک و شبیه‌سازی مونت کارلو

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانش آموخته دانشگاه تربیت مدرس، استادیارگروه عمران، دانشگاه قم

2 دانشیار گروه زمین‌شناسی مهندسی، دانشگاه تربیت مدرس

3 استادیار مرکز تحقیقات مهندسی ژئوتکنیک، پژوهشگاه بین‌المللی مهندسی زلزله و زلزله‌شناسی

چکیده

در این مطالعه در یک محدوده‌ی متأثر از زلزله منجیل(1369) که نقشه فهرست زمین­لغزش‌های ناشی از آن تهیه شده است، مطالعات تحلیل خطر زمین­­لغزش‌های ناشی از زلزله، به دو روش تعیینی و احتمالاتی انجام شده است. در روش تعیینی، با بهره­گیری از تحلیل جابه‌جایی نیومارک و در نظرگرفتن پارامترهای مؤثر در وقوع زمین­لغزش به صورت ثابت، نقشه خطر زمین­لغزش‌های ناشی از زلزله در محدوده مورد مطالعه تهیه و با نقشه فهرست مقایسه شده است.
در مرحله بعد، به منظور وارد کردن تأثیر عدم قطعیت‌های ناشی از یک روش تعیینی، روشی احتمالاتی با استفاده از توابع توزیع و به کار بردن شبیه­­سازی مونت­کارلو معرفی شده است. در این روش عدم قطعیت‌های ناشی از پارامترهای ژئوتکنیکی و تأثیر اشباع­شدگی شیب، مورد بررسی قرار گرفته است. سپس نقشه­ای احتمالاتی براساس پارامتر جابه‌جایی نیومارک به منظور بررسی توزیع مکانی خطر زمین‌لغزش‌های ناشی از زلزله، در منطقه مورد مطالعه تهیه شده و با نقشه حاصل از روش تعیینی مقایسه شده است. این عملیات بر پایه‌ی مجموعه­ای از کدهای نوشته شده در محیط نرم‌افزار MATLAB انجام شده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

The prediction of earthquake-induced landslides using Newmark model and Monte Carlo simulation approach

نویسندگان [English]

  • Ali Mohammad Rajabi 1
  • Masha allah Khamehchian 2
  • Hamidreza Mahdavifar 3
1 Department of Civil Engineering, University of Qom, Qom-Iran, am.rajabi@qom.ac.ir
2 Department of Engineering Geology, Tarbiat Modares University, Tehran-Iran,
3 Geotechnical Engineering Research Center, International Institute of Earthquake Engineering and Seismology (IIEES), mahdavif@iiees.ac.ir
چکیده [English]

In this study, considering a limited rectangle affected by Manjil Earthquake, 1990 (Ms=7/7), whose inventory is available, the studies of earthquake-induced landslides risk analysis have been carried out by deterministic and probabilistic approaches.
In deterministic approach, using Newmark displacement analysis and considering effective parameters in sliding permanently, a map showing of earthquake-induced landslides hazard in the study area has been prepared and compared with the inventory.
In the next stage, to consider the effect of uncertainty caused by deterministic parameters, using probabilistic distribution functions and Monte Carlo simulation a probabilistic approach has been introduced. In this method, uncertainties originated by geotechnical parameters (friction angle and cohesion) and slope saturating effect have been assessed. In this case some codes in MATLAB environment have been written and used.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Simulation
  • Monte Carlo
  • Manjil earthquake
  • Landslides caused by earthquakes
  • Deterministic
  • Probabilistic

کمک‌پناه، ع. و ن، حافظی مقدس، 1372. پهنه‌بندی خطر زمین‌لغزه در ایران، جلد ششم: شناسایی و به نقشه در آوردن زمین‌لغزه­های مهم تحریک شده در زمین‌لرزه خرداد 1369 منجیل. پژوهشگاه بین‌المللی زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله.

مهدوی‌فر، م.ر، 1385. ارزیابی تحلیلی و طراحی سامانه مدیریت ریسک زمین لغزش‌های ناشی از زلزله در کشور. پایان‌نامه دکترا، پژوهشگاه زلزله‌شناسی و مهندسی زلزله.

Arias, A., 1970. A measure of earthquake intensity. In: Hansen R.J. (Ed.), Seismic Design for Nuclear Power Plants. Cambridge, MA: MIT Press, pp. 438–483.  

Capolongo, D., Refice, A., Mankelow, J., 2002.Evaluating earthquake-triggered landslide hazard at the basin scale through GIS in the upper Selle River Valley. Surveys in Geophysics, 23: 595–625.

Chowdhury, R.N., 1984. Recent developments in landslide studies: probabilistic methods, state-of-the-art-report-session VII (a). Proceedings of the 4th International symposium on Landslides, Toronto, Canada, September 16-21. 1: 209-228.

Jibson, R.W., Harp, E.L., Michael, J.A., 2000. A method for producing digital probabilistic seismic landslide hazard maps. Engineering Geology, 58: 271–289.

Jibson, R.W., 2007. Regression models for estimating coseismic landslide displacement. Engineering Geology, 91: 912-918.

Keefer, D.K., 1984. Landslides caused by earthquakes. Geol. Soc. Am. Bull., 95:406–421.

Keefer, D.K., Wilson, R.C., 1989. Predicting earthquake-induced landslides, with emphasis on arid and semi-arid environments, in:  Sadler, P.M., Morton, D.M. (Eds.), Landslides in a Semi-Arid Environment, Inland Geological Society, 2: 118–149.

Newmark, N.M., 1965. Effects of earthquakes on dams and embankments. Geotechnique,15: 139–159.

Plafker, G., Galloway, J.P., 1989. Lessons learned from the Loma Prieta, California earthquake of October 17, and extracted specific data sets from them. US Geol. Surv. Circ. 1045 1989.

Van Western, C.J., 2000. The modeling of landslide hazards using GIS, Survey in Geophysics, Kulwer Academic Publishers, 21:241-225.

Vose, D., 1996. Quantitative Risk Analysis: A Guide to Monte Carlo Simulation Modeling. Wiley, Chichester, England, 328p.

 Wilson, R.C., Keefer, D.K., 1985. Predicting the areal limits of earthquake-induced landsliding. In: Ziony JI, ed. evaluating earthquake hazards in the Los Angeles region-an earth science perspective, US Geological Survey, Prof. Paper 1360, pp. 316–345.

Xie, M.W., Esaki, T., Zhou, G.Y., Mitani, Y., 2003. Three-dimensional stability evaluation of landslides and s sliding process simulation using a new geographic information systems component, Environmental Geology, 43: 503-512.