عنوان پایان‌نامه
استفاده از روش های بهینه سازی برای خوشه بندی سراسری داده های زلزله های ایران به منظور ارائه الگوی مکانی لرزه خیزی
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران-سیستمهای اطلاعات جغرافیایی(GIS)
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3305;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76114;کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3305;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 76114
- تاریخ دفاع
- ۱۰ شهریور ۱۳۹۵
- دانشجو
- رضوان قاسمی نژاد
- استاد راهنما
- رحیم علی عباسپور
- چکیده
- امروزه همراه با افزایش جمعیت و توسعه شهر‌ها نیاز به سکونت‌گاه‌های امن بیش‌ازپیش احساس می‌شود. برای دستیابی به سکونت‌گاه‌های ایمن لازم است تا توجه بیشتری به مسائل مربوط به طراحی لرزه‌ای و مهندسی زلزله شود. تخمین خطر لرزه‌ای و تعیین پارامترهای جنبش شدید زمین برای محاسبه سطح مشخصی از خسارت و آسیب‌پذیری در طراحی سازه‌ها از مهم‌ترین مباحث و اصول مهندسی زلزله می‌باشد. یکی از مسائل پایه در مطالعات خطر زلزله، تعیین پهنه‌ها و چشمه‌های لرزه‌ای است. پهنه‌های لرزه‌زمین‌ساختی و چشمه‌های لرزه‌ای نقش مهمی در برآورد خطر فرایند تحلیل خطر لرزه‌ای ایفا می‌کنند. انتخاب این مناطق اغلب بر اساس قضاوت‌های کارشناسان با نگاه مهندسی انجام می‌شود و در بیشتر موارد، تعیین چشمه‌های لرزه‌ای توسط چند کارشناس نتایج متفاوت و بحث‌برانگیزی را دربردارد. ازاین‌رو، یکی از عوامل مهم در ایجاد عدم قطعیت در تحلیل خطر زلزله می‌تواند نحوه انتخاب چشمه‌های لرزه‌ای باشد. نسبت دادن رخدادهای گذشته به هر چشمه لرزه‌ای مسأله مهم بعدی در تحلیل خطر زلزله است که این کار نیز توسط قضاوت‌های بصری کارشناسان انجام می‌شود و ازآنجایی‌که گسل مسبب هر رخداد به‌طور واضح مشخص نیست، این شیوه دارای نتایج مبهم و بحث‌برانگیزی است. در تحقیق حاضر با استفاده از روش بهینه‌سازی انبوه ذرات به‌منظور خوشه‌بندی فازی، پهنه‌های لرزه‌ای دوبعدی سراسر ایران از طریق الگوریتم گوستافسن-کسل تعیین شد. همچنین با استفاده از الگوریتم c-means چشمه‌های لرزه‌ای سه‌بعدی مناطق فارس و کرمان تعیین و رویدادهای لرزه‌ای به گسل‌های این مناطق نسبت داده شدند. الگوریتم مورداستفاده بر اساس کمینه‌سازی دو تابع هدف فاصله‌ی رویدادها از گسل و مرکز خوشه (مرکز چگالی رویدادها) کار می‌کند. برای ارزیابی صحت دو الگوریتم، از توزیع گسل‌ها، چگالی گسل‌های ایران، مدل‌های پهنه‌بندی‌های موجود و رویداد‌هایی که از قبل به گسل‌ها نسبت داده‌شده‌اند استفاده گردید. مقایسه خروجی‌های الگوریتم با بانک اطلاعات زلزله‌های نسبت داده‌شده گذشته نشان داد که 85/3 درصد از رویدادهای فارس و 75 درصد از رویدادهای کرمان به‌درستی به گسل‌ها اختصاص یافتند و پهنه‌های لرزه‌ای حاصل نیز، تطابق خوبی با مدل حاصل از ترکیب پهنه‌های موجود دارد که نشان از عملکرد خوب روش پیشنهادی این مطالعه دارد. نتایج حاصل نشان می‌دهند که رویکرد پیشنهادی به مهندسین زلزله‌شناسی کمک می‌کند تا با عدم قطعیت کمتری در فرایند تحلیل خطر لرزه‌ای علاوه بر تعیین پهنه‌های لرزه‌زمین‌ساختی و چشمه‌های لرزه‌ای، زمین‌لرزه‌ها را به گسل‌ها اختصاص دهند.
- Abstract
- Nowadays along with the increase in population and urbanization requires the safe settlements increasingly felt. To achieve secure settlements is necessary to pay more attention to issues related to the seismic design and earthquake engineering. Seismic hazard analysis and determining strong ground motion parameters for the purpose of estimating of certain level of damage and vulnerability are important issues in design of structures and earthquake engineering principles. One of the basic issues in earthquake studies is determining seismic source zones. Seismotectonics and seismic source zones have important role in seismic hazard analysis producer. These zones are often selected based on subjective judgments of experts. Thus they are non-uniform in a specific region and controversial. Thus most of the uncertainty in probabilistic seismic hazard analysis is related to delineation of seismic sources. Another problem of probabilistic seismic hazard analysis is how to associate earthquakes with the faults. Even though it is well-known that earthquakes happen on faults, but most of them are still unknown, this constrains the realization and assessment of seismic risks by experts. This study attempts to define 2D seismic zones for Iran by one of the optimization fuzzy clustering approaches called fuzzy Particle Swarm Optimization and Gostafson Kessel algorithms. Also Particle Swarm Optimization and fuzzy c-means algorithms are used to determine 3D seismic source zones and associate seismic events to faults simultaneously in Fars and Kerman provinces. The algorithm works based on minimization of two objective functions: distance of events from fault, and distance of events from the center of density of events (cluster center). To assess the accuracy of the algorithms distribution of faults, density of fault segments, existing zone models and associated events to the faults are used. Comparing associated earthquakes using algorithm in two provinces with the known and documented earthquakes reveals that respectively 85.3% and 75% of events in Fars and Kerman are induced by faults correctly and 2D seismic zones have a good agreement with the model which is the result of combining the existing zones. Final result shows that, this methodology will help seismological engineers take a step forward in hazard analysis by determining seismic sources and assigning earthquakes to different active faults. Keywords: Fuzzy Clustering; Particle Swarm Optimization; Seismic Hazard Analysis; Seismotectonic Zones; Seismic Sources
