دانلود رایگان ترجمه مقاله اثر توپوگرافی نزدیک به سطح در امواج فرکانس بالای ریلی – الزویر ۲۰۱۵

elsevier1

دانلود رایگان مقاله انگلیسی تاثیر توپوگرافی نزدیک به سطح روی انتشار موج ریلی با فرکانس بالا به همراه ترجمه فارسی

 

عنوان فارسی مقاله: تاثیر توپوگرافی نزدیک به سطح روی انتشار موج ریلی با فرکانس بالا
عنوان انگلیسی مقاله: Effect of near-surface topography on high-frequency Rayleigh-wave propagation
رشته های مرتبط: زمین شناسی و ژئوفیزیک، مغناطیس سنجی، لرزه نگاری و ژئوالکتریک
فرمت مقالات رایگان مقالات انگلیسی و ترجمه های فارسی رایگان با فرمت PDF میباشند
کیفیت ترجمه کیفیت ترجمه این مقاله خوب میباشد 
توضیحات ترجمه صفحات پایانی مقاله موجود نمی باشد.
نشریه الزویر – Elsevier
کد محصول f323

مقاله انگلیسی رایگان (PDF)

دانلود رایگان مقاله انگلیسی

ترجمه فارسی رایگان (PDF)

دانلود رایگان ترجمه مقاله

خرید ترجمه با فرمت ورد

خرید ترجمه مقاله با فرمت ورد
جستجوی ترجمه مقالات جستجوی ترجمه مقالات

 

 

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

پیشگفتار
برش‌(های) زیرین- سرعت موج به محبوبیت در مطالعات زیست محیطی و مهندسی دست یافته است. از آن‌جایی که مستقیما متناسب با مدول برشی مواد زیرین است، تبدیل به شاخصی اساسی برای سفتی مواد زمینی می‌شود. ارزیابی نمایه‌ی سرعت S-موج، یکی از وظایف حیاتی در مهندسی ژئوتکنیک بوده است. در حال حاضر، یک نمایه‌ی سرعت S-موج اغلب با استفاده از روش موج-سطحی به دست می‌آید. برای مثال، تجزیه و تحلیل چندکانالی روش موج‌های سطحی (MASW) ، یکی از روش‌های موفق موج سطحی است. آن بر اساس ماهیت طبیعت پراکنده‌ی موج‌های ریلی در رسانه‌ها‌ی به طور عمودی ناهمگن و فرض لایه‌ی افقی مدل زمینی است. اگرچه زمین متشکل از رسانه‌ی به طور کامل مسطح لایه‌بندی شده نیست. آشکارسازی ویژگی‌های انتشار موج ریلی در ساختار پیچیده (یا مختلط)، نقشی حیاتی را در شناخت ساختارهای زمینی ایفا می‌کند.
تا جایی که ما می‌دانیم، انتقال موج‌های-سطحی شدیدا تحت تاثیر سطح نامنظم است. اولین گزارش‌های انتشار موج-سطحی روی سطح توپوگرافیک در سال ۱۹۵۸ آغاز شد. این مطالعات شامل انتقال و بازتاب موج‌های ریلی در گوشه‌ها ، مشخصات ضریب انتقال و انعکاس توپوگرافی زاویه به وسیله‌ی مطالعات تجربی ، و فرمول‌های نظری انعکاس و انتقال در یک گوشه هستند. اشنایدر (۱۹۸۶) به مطالعه‌ی تاثیرات توپوگرافی روی تبدیلات و انتشار سه بعدی موج-سطحی توسط روش تقریب بورن پراخت. در مطالعه‌ی او، انتشار موج سطحی توسط توپوگرافی، با انتشار موج سطحی توسط یک مدل ریشه‌ی کوه مقایسه شد. او همچنین به تجزیه و تحلیل تاثیر مداخله بین موج‌های سطحی پراکنده شده توسط بخش‌های مختلف ناهمگنی پرداخت.
این نتایج نظری پیشین، ما را به سمت بهبود قابل توجهی در توضیح آزمایشات و داده‌های جهان واقعی هدایت می‌کند. اگرچه تجزیه و تحلیل مشخصات انتشار موج‌های ریلی روی سطح توپوگرافی بسیار پیچیده است. این مطالعات، در روش تحلیلی یا شبیه‌سازی عددی، کمتر عمومی هستند. با توسعه‌ی نظریه‌ی انتشار موج‌های لرزه‌ای و پیشرفت تکنیک‌های شبیه‌سازی عددی، مطالعات بیشتری از تاثیر توپوگرافیک روی انتشار موج‌های ریلی انجام شده است. تکنیک‌های شبیه‌سازی عددی، ابزارهای مهمی برای جبران ضعف روش‌های تحلیلی هستند. آن‌ها به طور گسترده‌ای در مطالعه‌ی مساله‌ی انتشار موج-سطحی روی ساختارهای پیچیده‌ی زمین‌شناسی استفاده شده‌اند. فایوکی (۱۹۸۰)، انتشار موج‌های ریلی روی سطح آزاد توپوگرافیک را با استفاده از روش تفاضل متناهی شبیه‌سازی کرد. وانگ (۱۹۸۲)، فرکانس واکنش یک تنگه به موج‌های ریلی را مطالعه کرد. کاواس (۱۹۸۸)، واکنش دامنه‌ی زمانی موج‌های ریلی را به وسیله‌ی روش عنصر مرزی مطالعه کرد. پس از آن، سانچز-سزما و همکاران (۱۹۹۱) به بحث چنین واکنشی از توپوگرافی عمومی‌تر پرداختند.
بر اساس روش عنصر (یا المان) مرزی، هوین و همکاران (۱۹۹۸)، انتشار موج‌های ریلی در طی شکاف‌های سطحی مختلف را به طور عددی شبیه‌سازی کردند. از سیگنال‌های شبیه‌سازی، تغییرات نسبت‌های طیفی بین موج‌های انتقال یافته و فرودی به عنوان تابعی از عمق شکاف مطالعه می‌شوند. مطالعه‌ی آن‌ها را می‌توان برای طراحی روند کارامدی برای تعیین عمق‌ شکاف‌ها مورد استفاده قرار داد. ژانگ و لیو (۲۰۰۰) به مطالعه‌ی مساله‌ی انکسار موج‌های کشسانی روی یک سطح توپوگرافی گودالی نیمه-استوانه‌ای پرداختند. آن‌ها ثابت کردند که انکسار موج‌های ریلی هنگامی قوی‌تر از P-موج‌ها است که طول موج موج‌های ریلی کوچکتر از P-موج‌ها باشد. کائو و همکاران (۲۰۰۷)، انتظار موج‌های ریلی در طی شکاف سطح را به وسیله‌ی روش عنصر متناهی به طور عددی شبیه‌سازی کردند. در همان سال، ناصری-مقدم و همکاران (۲۰۰۷)، انتشار موج‌های ریلی روی فضای جامد با حفره را به طور عددی مورد بررسی قرار دادند. تست‌های عددی آن‌ها نشان دادند که عمق دفن شده و اندازه‌ی حفره‌ی کشف شده توسط روش موج سطح، تابعی از طیف انعکاس موج‌های ریلی بود. ژو و چن (۲۰۰۷)، تاثیر توپوگرافی فرورفته روی موج‌های ریلی کم فرکانس (کوچکتر از ۲ هرتز) شبیه‌سازی شده توسط یک منبع انفجاری نزدیک به سطح را مطالعه کردند. آن‌ها اشاره کردند که واکنش فرکانس و انرژي موج‌های ریلی هنگامی که موج‌های ریلی از توپوگرافی فرورفته عبور کردند تغییر یافت.
در مدل‌بندی عددی انتشار موج‌های ریلی با فرکانس بالا روی سطح آزاد توپوگرافیک، زنگ و همکاران (۲۰۱۲آ)، فرمول خلاء بهبود یافته‌ای را برای ادغام توپوگرافی سطح و ناپیوستگی داخلی برای مدل‌بندی تفاضل متناهی (DF) موج‌های ریلی در سطح نزدیک، ارائه دادند. آن‌ها با طرح خود، انتشار موج‌های ریلی روی سطح آزاد توپوگرافیک ، و کاربرد روش MASW در حضور توپوگرافی سطح آزاد را به طور عددی مورد بررسی قرار دادند. وانگ و همکاران (۲۰۱۲)، طرح FD موثری را برای شبیه‌سازی انتشار موج ریلی در مدل توپوگرافی توسعه دادند که روش «ستاره‌ای» رابرتسون و رویکرد تداخل کشسانی/صوتی (رویکرد AEA) را ادغام می‌کرد. تاثیر قوی سطح آزاد توپوگرافیک روی انتشار موج‌های ریلی توسط مثال‌های عددی از سه مدل ساده‌ی توپوگرافیک ثابت شد.
مطالعات عددی پیشین همگی تحت فرض منبع موج ریلی یا تحت فرض موج‌های ریلی کم فرکانس شبیه‌سازی شده توسط منبع انفجاری انجام می‌شوند. اگرچه به علت نیازمندی‌های دقت و وضوح بالای بررسی‌های نزدیک سطح، موج‌های ریلی با فرکانس بالا معمولا برای کشف ساختاری نزدیک سطح انتخاب می‌شوند. آن‌ها معمولا توسط یک منبع تاثیر سطح تولید می‌شوند مانند یک چکش سنگین به به یک سطح فولادی ضربه می‌زند. پژوهش انتشار موج‌های ریلی با فرکانس بالا روی سطح توپوگرافیک، نقشی اساسی را برای روش‌های موج-سطحی در کاربردهای نزدیک به سطح ایفا می‌کند. اگرچه برخی مطالعات عددی در زمینه‌ی انتظار موج‌های ریلی با فرکانس بالا روی سطح آزاد توپوگرافیک وجود دارند ، تجزیه و تحلیل مفصل ویژگی‌های انتشار موج‌های ریلی با فرکانس بالا روی سطح آزاد توپوگرافیک، دست نخورده باقی می‌ماند.
ما یک مدل توپوگرافیک فرورفته و یک مدل توپوگرافیک برامده را برای مطالعه‌ی بیشتر انتشار موج‌های ریلی با فرکانس بالا روی سطح آزاد توپوگرافیک، پیکربندی می‌کنیم. انتشار موج‌های ریلی با فرکانس بالا روی این دو سطح توپوگرافیک توسط طرح FD وانگ به طور عددی شبیه‌سازی می‌شود. ما بر اساس شبیه‌سازی‌های عددی، به تجزیه و تحلیل ویژگی انتشار موج‌های ریلی با فرکانس بالا در چنین دو سطح آزاد توپوگرافیک معمول می‌پردازیم و تغییرات موج‌های ریلی با فرکانس بالا در انرژي، طیف فرکانس و واکنش فراوانی را بحث می‌کنیم. سپس به بحث روابط بین تغییرات و شیب توپوگرافی هر مدل می‌پردازیم. در نهایت، تاثیر توپوگرافی موضعی روی مشخصات انتشار موج‌های ریلی را تجزیه و تحلیل می‌کنیم.

بخشی از مقاله انگلیسی:

۱٫ Introduction

Underneath shear (S)-wave velocity has gained popularity in engineering and environmental studies. Since it is directly proportional to shear modulus of underneath materials, it becomes a fundamental indicator of stiffness of earth material (Imai and Tonouchi, 1982). Evaluation of S-wave velocity profile has been one of the critical tasks in geotechnical engineering (e.g., Craig, 1992; Xia et al., 1999, 2002). At present, an S-wave velocity profile is often obtained by surface-wave method. For example, the Multichannel Analysis of Surface Wave (MASW) method (e.g., Xia et al., 1999, 2002) is one of the successful surface-wave methods. It is based on the dispersive nature of Rayleigh waves in vertically heterogeneous media and the horizontal layer assumption of earth model. The earth, however, is not composed of perfectly flat-layered medium. Clarifying propagation properties of Rayleigh wave in complex structure plays a critical role in understanding Earth structures (e.g., Zhao, 1991). To our knowledge, surface-wave transmission is substantially affected by the irregular surface. The earliest reports of surface-wave propagation on topographic surface began in 1958. The studies include the transmission and reflection of Rayleigh waves at corners (deBremaecker, 1958), characters of reflection and transmission coefficient of angle topography by experiment studies (Knopoff and Gangi, 1960), and the theoretical formula of reflection and transmission at a corner (e.g., Hudson and Knopoff, 1964; Mal and Knopoff, 1965, 1966; Fujii et al., 1984). Snieder (1986) studied the effects of topography on three dimensional surfacewave scattering and conversions by the Born approximation method. In his study, the scattering of surface wave by topography was compared with the scattering of surface wave by a mountain root model. He also analyzed the interference effects between surface waves scattered by different parts of heterogeneity. These previous theoretical results lead us to a considerable improvement in the explanation of real-world data and experiments. Analyzing the dispersion characters of Rayleigh waves on topographical surface, however, is too complicated. These studies are less general in either analytical method or numerical simulation. With the development of propagation theory of seismic waves and the progress of numerical simulation techniques, further studies of topographic influence on Rayleigh-wave propagation have been done. Numerical simulation techniques are important tools to remedy the weakness of analytical methods. They have been widely used in studying the problem of surface-wave propagation on complex geological structures. Fuyuki and Matsumoto (1980) simulated the scattering of Rayleigh waves on topographic free surface by the finite-difference method. Wong (1982) studied the frequency response of a canyon to Rayleigh waves. Kawase (1988) studied the time domain response of Rayleigh waves by the boundary element method. Afterwards, Sánchez-Sesma and Campillo (1991) discussed such response of more general topography. Based on the boundary element method, Hévin et al. (1998) numerically simulated the propagation of Rayleigh waves across various surface cracks. From the simulation signals, the variations of spectral ratios between the transmitted and incident waves are studied as a function of the crack depth. Their study can be used to design an effi- cient procedure for the determination of crack depths. Zhang and Liu (2000) studied the problem of elastic wave diffraction on a semicylindrical pit-case topographical surface. They proved that Rayleighwave diffraction was stronger than P waves, when the wavelength of Rayleigh waves was shorter than the P waves. Cao et al. (2007) numerically simulated the propagation of Rayleigh waves across surface crack by the finite element method. At the same year, Nasseri-Moghaddam et al. (2007) numerically investigated the propagation of Rayleigh waves on solid space with cavity. Their numerical tests showed that the buried depth and the size of the cavity detected by the surface wave method were a function of Rayleigh-wave frequency spectrum. Zhou and Chen (2007) studied the effect of depressed topography on low-frequency (b2 Hz) Rayleigh waves stimulated by a near-surface explosive source. They pointed out that Rayleigh-wave energy and frequency response were changed when Rayleigh waves passed through the depressed topography. In numerical modeling of high-frequency Rayleigh-wave propagation on topographic free surface, Zeng et al. (2012a) proposed an improved vacuum formulation to incorporate surface topography and internal discontinuity for finite-difference (FD) modeling of Rayleigh waves in the near surface. By their scheme, they numerically investigated the propagation of Rayleigh waves on topographic free surface (Zeng et al., 2012a), and the application of the MASW method in the presence of free-surface topography (Zeng et al., 2012b). Wang et al. (2012) developed an effective FD scheme to simulate Rayleigh-wave propagation in the topographical model, which incorporated Robertsson’s ‘staircase’ method (Robertsson, 1996) and the acoustic/elastic interface approach (AEA approach) (Xu et al., 2007). Strong influence of topographic free surface on Rayleigh-wave propagation was demonstrated by numerical examples of three simple topographic models. The previous numerical studies are all done either under the assumption of independent Rayleigh-wave source (Fuyuki and Matsumoto, 1980; Wong, 1982; Kawase, 1988; Sánchez-Sesma and Campillo, 1991), or under the assumption of low-frequency Rayleigh waves stimulated by explosive source (Zhou and Chen, 2007). However, due to the high resolution and precision requirements of near-surface investigations, the high-frequency Rayleigh waves are usually chosen for near-surface structural detecting. They are typically generated by a surface impact source, such as a sledgehammer hitting a steel plate. Research of propagation of high-frequency Rayleigh waves on topographic surface plays a critical role for surface-wave methods in near-surface applications. Though there are some numerical studies on highfrequency Rayleigh-wave propagation on topographic free surface (e.g., Nasseri-Moghaddam et al., 2007; Zeng et al., 2012a,b; Wang et al., 2012), detailed analysis of characters of high-frequency Rayleigh-wave propagation on topographic free surface remains untouched. We configure a depressed and an uplifted topographic model to further study the propagation of high-frequency Rayleigh waves on topographic free surface. Propagation of high-frequency Rayleigh waves on these two topographic surfaces is numerically simulated by Wang’s FD scheme (Wang et al, 2012). Based on the numerical simulations, we analyze the propagation character of high-frequency Rayleigh waves in such two typical topographic free surfaces, and discuss the variations of high-frequency Rayleigh waves in energy, frequency spectrum and amplitude response. Afterwards, we discuss the relationships between the variations and the topographical steepness of each model. Lastly, we analyze the influence of local topography on Rayleigh-wave dispersion characters.

 

 

ارسال دیدگاه

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *