شناسايي عمق و ضخامت لايه ضعيف با استفاده از طيف سرعت فاز و منحني پراكندگي نظري امواج رايلي

شناسايي بي‌هنجاري زيرسطحي مانند وجود لايه ضعيف در اعماق و ضخامت‌هاي مختلف، نقش بسزايي در طراحي‌هاي مهندسي ايفا مي‌كند. با شناسايي لايه‌هاي ضعيف مي‌توان از مشكلات احتمالي جلوگيري كرد؛ لذا در اين مقاله با توجه به گستردگي روش‌هاي شناسايي زيرسطحي، از روش تحليل چند ايستگاهي امواج سطحي استفاده شده است كه بسيار سريع، راحت و بي‌نياز از حفاري و تخريب است. در اين راستا با شبيه‌سازي در محيط نرم‌افزار اجزاء محدود آباكوس (Abaqus)، تأثير تغييرات ضخامت و عمق قرارگيري لايه ضعيف با نتايج مدل خاك سه لايه نرمال مقايسه شده است. لايه‌هاي ضعيف در ضخامت‌هاي 2، 4 و 8 متر و اعماق مدفون 2، 4 و 8 متر از سطح زمين انتخاب و ارزيابي شده‌اند. در ادامه، نتايج خروجي هركدام از مدل‌هاي شبيه‌سازي شده در نرم‌افزار متلب پردازش و طيف سرعت فاز و منحني پراكندگي نظري امواج رايلي ترسيم شده است.     نتايج نشان دادند وجود لايه ضعيف در هر عمق و ضخامتي موجب ايجاد پرش در طيف سرعت فاز امواج رايلي مي‌شود با اين تفاوت كه با افزايش عمق مدفون لايه ضعيف، موقعيت پرش از فركانس‌هاي بالاتر به فركانس‌هاي پايين‌تر انتقال مي‌يابد و تأثير افزايش ضخامت لايه ضعيف به‌صورت افزايش تعداد پرش‌ها در طيف سرعت فاز مشاهده مي شود. با انطباق طيف سرعت فاز و منحني پراكندگي نظري امواج رايلي به‌وضوح مشخص شده است كه طيف سرعت فاز از مد اساسي به سمت مدهاي بالاتر انتقال يافته است. دليل اين رخداد، آن است كه مدهاي بالاتر در برخي فركانس‌هاي خاص انرژي بيشتري دارند. درك صحيح و درنظر گرفتن اين تغييرات و اِعمال آنها بر داده‌هاي ورودي تحليل برگردان موجب شده است مقاطع سرعت موج برشي و طولي پذيرفتني‌تر و دقيق تري حاصل شود.