آنالیز روند گسیختگی سطحی زمین لرزه های شدید بر اساس آزمایش های سانتریفیوژ

Analysis of the surface rupture process of strong earthquakes based on centrifuge tests

چکیده

1. مقدمه

2. تجهیزات و روش آزمایش

2.1. مقدمه ای بر سانتریفیوژ و چیدمان ابزار

2.2. روش آزمایش سانتریفیوژ

3. طراحی مدل و آماده سازی خاک

4. تکامل تغییر شکل و خرابی لایه سنگین بار ناشی از گسلش

4.1. استقرار سیستم مختصات مدل خاک

4.2. تکمیل تغییر شکل و خرابی خاک

5. تحلیل خصوصیات تغییر شکل خاک و گسلش

5.1. خصوصیات تغییر شکل سطح

5.2. مشخصات انتشاری نوک لغزش فوقانی صفحه گسل

5.3. خصوصیات تغییر ناحیه برشی

6. نتیجه گیری

چکیده

گسیختگی های سطحی ناشی از زمین لرزه های شدید، یکی از مهمترین مباحث برای پروژه های سازه است. در این مقاله، آزمایش های مدل سانتریفیوژ ژئوتکنیک انجام می شوند تا به صورت موفقیت آمیزی فرایند گسل معکوس را شبیه سازی کنند. با استفاده از یک حسگر جابجایی لیزر خطی (LLDS) و روش سرعت سنجی تصویر ذره (PIV)، فرایند تغییر شکل سطح و رفتارهای گسلش در ماسه خشک و مرطوب با ضخامت 40 میلی لیتر دربالای سطح یک سنگ بستر مورد مطالعه قرار می گیرند. براساس یک تحلیل از داده های نظارت سطحی با دقت بالا، فرایند گسیختگی خاک به چهار مرحله تقسیم می شود: دوره برآمدگی کلی، دوره تغییر شکل انحراف، دوره رشد دیواره، و کند شدن تغییر شکل و دوره تاخیر. علاوه بر این، ویژگی های تغییر شکل خاک و رفتار انتشاری نوک لغزشی گسل فوقانی بدست می آیند. این آزمایش و دستاوردهای مرتبط می تواند منابعی برای درک بیشتر تغییر شکل لایه های ضخیم خاک ناشی از گسلش معکوس ارائه کنند. 

1. مقدمه

فعالیت نو زمین ساختی در چین، شدید است و زمین لرزه های شدید می تواند این سطح را از هم بگسلد؛ علاوه بر این، زمانی که گسل های فعال به شدت توزیع می یابند، پروژه های مختلف مهندسی خطی از راه دور در حال ساخت در سراسر گسل ها هستند [1]. حرکت در امتداد یک گسل مرتبط با یک زمین لرزه شدید می تواند این سطح را بگسلد و تغییر شکل دهد، و باعث آسیب بزرگ به سازه ها (مانند ساختمان های رو سطح)، خطوط لوله زیر زمینی و تونل ها شود و تهدید جدی برای اموال و زندگی افراد باشد [2]. بعنوان مثال، زمین لرزه چی-چی به بزرگی 7.6 ریشتر در سال 1999 و زمین لرزه ونچوآن به بزرگی 8.0 ریشتر در سال 2008 باعث ایجاد گسیختگی های وسیع سطح شدند، و پِی های زیاد سد، پل های جاده ای و خطوط لوله زیرزمینی آسیب دیدند [3].

6. نتیجه گیری

در این مقاله، تغییر شکل خاک در 40 متری یک گسل معکوس توسط یک آزمون مدل سانتریفیوژ در 100 g شبیه سازی می شود، و مشخصات تغییر شکل ماسه خشک و مرطوب از یک گسل بستر سنگ با یک زاویه شیب 60 درجه بدست می آید. این نتایج می توانند منابعی را برای درک بیشتر مکانیسم خرابی خاک پوشیده شده یک گسل معکوس پنهان ارائه کنند. نتایج تحقیقاتی اصلی زیر ترسیم می شوند.

(1) در ابتدا، این سطح یک مرحله کلی بالابری است، و یک اسکارپ (پرتگاه) به ندرت قابل مشاهده است. در این لحظه، خاک شامل سه ناحیه مشخص است: ناحیه بالابری دیواره معلق، ناحیه ساکن فرو دیواره و ناحیه برشی میانی. این سطح زمانی شروع به تغییر شکل می کند که میزان آفست تحمیلی تقریبا 2.2% ضخامت خاک در نظر گرفته می شود. 

Abstract

Surface ruptures caused by strong earthquakes are one of the most concerning issues for construction projects. In this paper, geotechnical centrifuge model tests is performed to successfully simulate the reverse faulting process. Using a linear laser displacement sensor (LLDS) and the particle image velocimetry (PIV) technique, the surface deformation process and faulting behaviours are studied in dry and wet sand with a thickness of 40 m above a bedrock surface. Based on an analysis of high-precision surface monitoring data, the soil rupture process is divided into four stages: the overall uplift period, inclination deformation period, scarp growth period, and deformation slowdown and lag period. In addition, the characteristics of the soil deformation and the propagation behaviour of the upper fault tip are obtained. This experiment and related achievements can provide references for further understanding the deformation of thick soil layers caused by reverse faulting.

1. Introduction

The neotectonic activity in China is strong, and strong earthquakes can rupture the surface; moreover, as active faults are widely distributed, various long-distance linear engineering projects are being constructed across faults [1]. Movement along a fault associated with a strong earthquake can rupture and deform the surface, causing great damage to structures (such as buildings on the surface), underground pipelines and tunnels and seriously threatening people’s lives and property [2]. As examples, the magnitude 7.6 Chi-Chi earthquake in 1999 and the magnitude 8.0 Wenchuan earthquake in 2008 caused large-scale surface ruptures, and numerous dam foundations, road bridges and underground pipelines were damaged [3].

6. Conclusion

In this paper, the deformation of soil within 40 m of a reverse fault is simulated by a centrifuge model test at 100g, and the deformation characteristics of dry and wet sand resulting from a bedrock fault with a dip angle of 60 are obtained. The results can provide references for further understanding the failure mechanism of soil overlying a concealed reverse fault. The following main research conclusions are drawn.

(1) At the beginning, the surface is in an overall uplift stage, and a scarcely obvious scarp is observed. At this moment, the soil comprises three distinct zones: the hanging wall uplift zone, foot wall quiescent zone and intermediate shear zone. The surface begins to deform when the amount of imposed offset accounts for approximately 2.2% of the thickness of the soil.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

آنالیز روند گسیختگی سطحی زمین لرزه های شدید بر اساس آزمایش های سانتریفیوژ

Analysis of the surface rupture process of strong earthquakes based on centrifuge tests

هندسه پیچیدگی و جنبش گسل های فرعی در سطح شیبدار منطقه کربنات

Complex geometry and kinematics of subsidiary faults within a carbonate-hosted relay ramp

چکیده
1- مقدمه
2- موقعیت زمین شناسی
3- روشها
3-1 بدست آوردن تصاویر مجازی
3-2 نقشه گسل های کوچک در نمایش مجازی
3-2 تحلیل شیب گسل
4- نتایج
4-1 هندسه گسل های کوچک
4-2 جنبش گسل های کوچک
5- بحث
5-1 هندسه گسل های کوچک
5-2 جنبش و دینامیک گسل های کوچک
6- نتیجه گیری

چکیده

هندسه و جنبش گسل های کوچک ارتباط تنگاتنگی با پراکندگی در میدان فشار دارد که زمانی می تواند تولید شود که دو بخش از گسل اصلی با هم همپوشانی داشته باشند. در این تحقیق، چار چوب کلاسیک و تفسیر نمایش مجازی با هم ادغام شده اند تا هندسه و جنبش گسل های کوچک در سطح شیبدار در امتداد گسل طبیعی تری مونت در منطقه سنترال آپنین مورد بررسی قرار بگیرد. اگر چه شکاف های گسل تری مونتی به موازات گسترش منطقه ای(NE-SW) قرار گرفته اند و جنبش قابل توجهی در شیب های تند نشان داده اند، اما نشان دهنده گسترش در جهتNW-SE هستند که در معیار منطقه ای کوچک عمل می کنند (1تا 10 کیلومتر). بر عکس، شیب های تند گردآوری شده در بخش جلویی سطوح شیبدار مقاوم دلالت بر جنبش جانبی – راست دارد. گسل های کوچک در سطوح شیبدار مقاوم نشان دهنده هندسه پیچیده هستند (رفتار متغیر) و سطوح دارای سیب یکنواخت دلالت بر جنبش های متعدد دارند (جانبی – چپ، نیمه شیبدار، جانبی – راست) که مستقل از جهت گیری ها هستند. تحلیل شیب گسل دلالت بر این دارد که میدان فشار منطقه ای حاصل از وارونگی جنبشی در شیب های یکنواخت گردآوری شده بر قسمت جلو ایجاد می شود و احتمالا بر اثر برخورد بین بخش های گسل همپوش افزایش می یابد و منطقه مقاوم را محدود می کند. این ویژگی می تواند بخش عمده ای از هندسه و جنبش گسل های کوچک را تشریح کند. پیچیدگی بیشتر از واکنش با میدان های فشار منطقه ای و نیمه منطقه ای حاصل می شود.

1- مقدمه

سطوح شیبدار مقاوم باعث انتقال جابجایی در بین دو بخش گسل همپوش می شوند و در حالت های ساختاری بسط یافته رایج هستند (برای نمونه، لارسن 1988 – پیکاک و ساندرسون 1991 -1994). این سطوح در واکنش به واکنش مکانیکی بین گسل های همپوش شکل می گیرند و باعث ایجاد شیب در بستر، تولید خسارات سنگین و در نهایت ارتباط بین بخش های گسل می شوند (پیکاک و ساندرسون 1994 – فوسن و راتوان 2016 و منابع مرتبط با آنها). سطوح شیبدار مقاوم (و واکنش های آنها در مجموع باعث خسارت در منطقه می شوند) (پیکاک و همکاران 2017) با توجه به خسارت های سنگین تر و از طریق گسل های کوچک و شکاف های دارای جهت گیری گسترده در مقایسه با بخش های گسل مجزا توصیف می شوند (کاتنهورن و همکاران 2000 – پیکاک و همکاران 2000- پیکاک و پاتریفی 2002 – فاسن و همکاران 2012 – لانگ و ایمبر 2012). خسارت سنگین و پیچیدگی ساختاری در منطقه واکنش گسل ها می توانند عواقب مهمی بر جریان مایع داشته باشند و منجر به افزایش نفوذ پذیری (برای نمونه، برکویتز 1995) و انتقال چند جهتی مایعاتی چون هیدروکربن ها، دی اکسید کربن ، آب های زیر زمینی و مایعات هیدرو حرارتی شوند (سیبسون 1996، کرویتز و کارسون 1997، راولند و سیبسون 2004، راتوان و همکاران 2009، داکریل و شیپنون 2010، فوسن و روتوان 2016). چون حدود نیمی از مخازن هیدرو کربن داخل کربنات نگه داشته می شوند، سطوح شیبدار کربناتی نشانگر یک مطالعه موردی جالب هستند.

6- نتیجه گیری

با استفاده از فناوری های نمایش مجازی، به بررسی هندسه گسل ها و انرژی جنبشی در یک سطح شیبدار کربناتی پرداختیم. نقشه ساختاری و برش مقطعی در این تحقیق بازسازی شده اند (معیار 1:2000 و 1:1000)که امکان توصیف تابع هندسه گسل را فراهم می آورند. بزرگترین گسل های تابع نشان دهنده جهت گیری موازی یا بخش های گسل اصلی است که در گسل های کوچکتر با طول جغرافیایی مختلف مشاهده شده اند و معمولا در راستای گسل اصلی به صورت عمود هستند. همچنین، در گسل ها دامنه وسیعی از انرژی جنبشی مشاهده می شود (سمت چپ – جانبی، سرازیری – شیبدار، سمت راست – جانبی) که این انرژی ها مستقل از جهت گیری ها هستند. بر اساس تحلیل شیب گسل و با در نظر گرفتن هندسه گسل و انرژی جنبشی، می توان بیان کرد کرد هندسه پیچیده و انرژی جنبشی می توانند با گسترش پراکندگی فشار در منطقه تقویت شده تشریح شوند که از واکنش بخش های همپوشانی حاصل می شوند. پیچیدگیهای هندسی و جنبشی بیشتر می توانند به دلیل موقعیت منطقه فشار در ارتباط با شیب گسل تری مونتی یا گسترش فعال منطقه بیان شود. نتایج بدست آمده بیانگر این است که هندسه و جنبش گسل های کوچک در منطقه تقویت شده بستگی به واکنش های منطقه فشار معیارهای مختلف دارد.

Abstract

Minor fault geometry and kinematics within relay ramps is strongly related to the stress field perturbations that can be produced when two major fault segments overlap and interact. Here we integrate classical fieldwork and interpretation of a virtual outcrop to investigate the geometry and kinematics of subsidiary faults within a relay ramp along the Tre Monti normal fault in the Central Apennines. Although the Tre Monti fault strikes parallel to the regional extension (NE-SW) it shows predominant dip-slip kinematics, suggesting a NW-SE oriented extension acting at sub-regional scale (1–10 km). Conversely, the slickenlines collected on the front segment of the relay ramp highlight right-lateral kinematics. The subsidiary faults in the relay ramp show a complex geometry (variable attitudes) and slickenlines describe multiple kinematics (left-lateral, dip-slip, right-lateral), independently of their orientation. Our fault slip analysis indicates that a local stress field retrieved from the kinematic inversion of the slickenlines collected on the front segment, and likely promoted by the interaction between the overlapping fault segments that bound the relay zone, can explain most of the geometry and kinematics of the subsidiary faults. Further complexity is added by the temporal interaction with both the regional and sub-regional stress fields.

1- Introduction

Relay ramps transfer displacement between two overlapping fault segments and are common in extensional tectonic regimes (e.g., Larsen, 1988; Peacock and Sanderson, 1991, 1994). They form in response to the mechanical interaction between the overlapping faults causing the tilting of beds, producing strong damage and, eventually, the linkage between the fault segments (Peacock and Sanderson, 1994; Fossen and Rotevatn, 2016 and references therein). Relay ramps (and interaction damage zones in general; e.g., Peacock et al., 2017) are characterized by stronger damage and by subsidiary faults and fractures having a wider range of orientations than isolated fault segments (Kattenhorn et al., 2000; Peacock et al., 2000; Peacock and Parfitt, 2002; Fossen et al., 2005; Çiftci and Bozkurt, 2007; Bastesen and Rotevatn, 2012; Long and Imber, 2012). The strong damage and the structural complexity in zones of fault interaction can have important consequences on fluid flow, leading to enhanced permeability (e.g., Berkowitz, 1995) and to a multi-directional migration of fluids, including hydrocarbons, CO2, ground water, and hydrothermal fluids (Sibson, 1996; Curewitz and Karson, 1997; Rowland and Sibson, 2004; Rotevatn et al., 2009; Dockrill and Shipton, 2010; Fossen and Rotevatn, 2016). Since about the half of the current hydrocarbon reserves are held within carbonates, carbonate-hosted relay ramps represent a very interesting case study.

6- Conclusions

Using fieldwork and virtual outcrop technologies, we investigated the subsidiary faults geometry and kinematics within a carbonatehosted relay ramp. The structural map and cross section reconstructed in our study (scale 1: 2,000 and 1:1,000 respectively) allow for a detailed characterization of the subsidiary fault geometry. The largest subsidiary faults show an orientation that is sub-parallel to the main fault segments accompanied by smaller faults with different attitudes and often striking orthogonally to the main fault. Faults also show a wide range of kinematics (left-lateral, dip-slip, right-lateral) independently of their orientation. Based on fault slip analysis, accounting for both fault geometry and kinematics, we suggest that the complex minor fault geometry and kinematics can be mostly explained by the development of a stress perturbation within the relay zone, resulting from the interaction of the overlapping segments. Further geometrical and kinematic complexity may be interpreted as due to the temporary superposition of either the stress field associated with the slip of the entire Tre Monti Fault or the regional active extension. Our results highlight that the geometry and kinematics of minor faults within relay zones are dependent on stress field interactions across the scales.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

هندسه پیچیدگی و جنبش گسل های فرعی در سطح شیبدار منطقه کربنات

Complex geometry and kinematics of subsidiary faults within a carbonate-hosted relay ramp

تاثیر آماده سازی نمونه بر نشانه های ریزساختاری گسلش در گوژ گسل دارای خاک رس

Effects of sample preparation on the microstructural signatures of faulting in clay-bearing fault gouge

چکیده
1- مقدمه
2- نیروهای بین دانه ای (بین ذرات) همراه با آب زدایی: زمینه نظری
3- روشها
3-1- جایگزین سازی اتانول
3-2- روش خشکاندن انجمادی الکل بوتیل تی برای مشاهدات میکروسوپ الکترونی پویشی
3-3- اثرات روشهای «خشکاندن انجمادی الکل بوتیل تی و خشک کردن توسط هوا» بر روی نمونه های اسمکتیت خالص
4- گسل ایتوزاوا
5- نتایج و بحث
6- خلاصه و نتیجه گیری ها
منابع

چکیده

گوژ گسل غنی از خاک رس، در مناطق لغزش اصلی گسل ها، آب فراوانی را در حفره ها و در بین لایه های میانی (لایه بین دو لایه) خاک رس ذخیره میکنند. در طی آماده سازی برش های نازک و تراشه های سنگ برای مشاهدات ریزساختاری، نمونه های گوژ گسل معمولاً در یک تنور و یا در دمای هوای اتاق توسط هوا خشک می شوند. با اینحال در طی فرآیند خشک کردن، بقایای مایع آب بین دانه های گوژ، یک نیروی کشش سطحی (نیروی پل مایع) ایجاد میکند که ساختار دانه به دانه را نوآرایی میکند و احتمالاً منجر به اختلال در فابریک اولیه می گردد. ما برای مطالعه حاضر نمونه های گوژ را از گسل ایتوزاوا واقع در شمال شرقی ژاپن آماده کرده ایم؛ این نمونه گیری با استفاده از روش «خشکاندن انجمادی الکل بوتیل تی» انجام شد که «اختلال در فابریک تحریک شده با خشکاندن» را کاهش میدهد. ما سپس ریزساختار نمونه های خود را با ریزساختار نمونه های آماده شده با روش متعارف «خشک کردن در هوا» مقایسه کردیم. موارد روبرو در نمونه های خشک شده انجمادی حفظ می شود: یک صفحه گسل صاف، نانوذرات تعیین شده بصورت واضح، و شاخص های شاهد ساختاری توسعه یافته (همچون خطوط گسل و صفحات برشی ریدل ). برعکس، نمونه های خشک شده با هوا در حین خشک شدن دچار انقباض (افت حجمی) شدند و این انقباض سبب تغییر دادن شکل هندسه صفحه گسل شد. این نمونه های خشک شده با هوا فقدات نانوذرات بودند و فقط یک فابریک برشی ضعیف را نشان می دادند. ما نتیجه گیری کردیم که مشاهدات ریزساختاری بر روی نمونه های آماده شده با روش خشکاندن انجمادی الکل بوتیل تی در مقایسه با روش متعارف خشکاندن با هوا، میتواند شواهد بیشتری را برای بازیابی اطلاعات گسل حفظ کند، که عبارتند از: جنبش شناسی، پایداری لغزش، و مکانیزم تضعیف پویای یک گسل.

6- خلاصه و نتیجه گیری ها

ما از آزمایشات SEM نمونه های گوژ گسل غنی از خاک رس و غنی از آب از گسل ایتوزاوا در شمال شرقی ژاپن استفاده کردیم تا تأثیرات دو روش مختلف آب زدایی نمونه ها (خشک کردن توسط هوا و خشکاندن انجمادی الکل بوتیل تی) بر روی میکرو فابریک ها (فابریک های ریز) را مقایسه کنیم. ما می توانیم نتیجه گیری های زیر را استنباط کنیم. (1) نمونه های گوژ خشک شده توسط هوا، صفحات گسل تحریف شده (تغییر شکل یافته) و زبر را حفظ میکنند که فقط دارای خطوط گسل ضعیفی هستند و هیچ شاخص یا نانو ذرات شاهد ساختاری واضحی ندارند. ما نتیجه گیری می کنیم که علائم ریزساختاری گسلش در اثر تراکم ذرات در حین «فرآیند خشک کردن توسط هوا» مختل شدند. (2) نمونه های آماده شده با استفاده از روش خشکاندن انجمادی الکل بوتیل تی بر خلاف نمونه های خشک شده توسط هوا، علائم گسلش زیرساختاری همچون «یک صفحه گسل هموار برای میزبانی نانو ذرات، خطوط گسل، و صفحات برشی ریدل» را حفظ می کنند.

Abstract

Clay-rich fault gouge in the principal slip zones of faults stores abundant water within pores and between clay interlayers. During the preparation of thin-sections and rock chips for microstructural observations, fault-gouge samples are commonly air-dried at room temperature or in an oven. However, during the drying process, remnant liquid water between gouge grains produces an inter-particle adhesion force (liquid-bridge force), which rearranges the grain-to-grain structure, likely resulting in a disturbance of the original fabric. For this study, we prepared gouge samples from the Itozawa fault, northeastern Japan, using a t-butyl alcohol freeze-drying method that mitigates drying-induced fabric disturbance. We then compared the microstructure of our samples with those prepared using the conventional air-drying method. The freeze-dried samples preserve a smooth fault plane, clearly defined nanoparticles, and well-developed shear-sense indicators, including slickenlines and Riedel shear planes. In contrast, the air-dried samples underwent shrinkage during drying, which distorted the geometry of the fault plane. These air-dried samples lack nanoparticles and display only a weak shear fabric. We conclude that microstructural observations on samples prepared using the t-butyl alcohol freeze-drying method, compared with conventional air-drying, could preserve more evidence for the retrieval of fault information, including the kinematics, slip stability, and dynamic weakening mechanism of a fault.

6- Summary and conclusions

We used SEM examinations of clay- and water-rich fault-gouge samples from the Itozawa fault in northeastern Japan to compare the effects of two different sample dehydration methods (air-drying and tbutyl alcohol freeze-drying) on microfabrics. We are able to draw the following conclusions. (1) Air-dried gouge samples preserve distorted and rough fault planes with only weak slickenlines and no clear shear-sense indicators or nanoparticles. We conclude that the microstructural signatures of faulting were disturbed as a result of particle aggregation during air-drying. (2) In contrast to the air-dried samples, samples prepared using the tbutyl alcohol freeze-drying method preserved microstructural faulting signatures, such as a smooth fault plane hosting nanoparticles, slickenlines, and Riedel shear planes.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تاثیر آماده سازی نمونه بر نشانه های ریزساختاری گسلش در گوژ گسل دارای خاک رس

Effects of sample preparation on the microstructural signatures of faulting in clay-bearing fault gouge

بررسی تعامل بین سطوح سخت با روش فیشر شانون: پیامدهای تعامل بین صفحات تکتونیکی

Investigating the interaction between rough surfaces by using the Fisher–Shannon method: Implications on interaction between tectonic plates

چکیده

مقدمه

روش

نتایج و بحث

نتیجه گیری

چکیده

ما با استفاده از تحلیل و آنالیز سری های زمانی ولتاژ، که طی یک روش آزمایشگاهی لغزش چسبنده یا پر اصطکاک (stick-slip) حاصل شده بود به بررسی خصوصیات مربوط به کنش و واکنش سطوح دارای زبری یا همان ناهمواری پرداختیم. ما دریافتیم که: 1) انحراف استاندارد سری های زمانی ولتاژ همزمان با تعداد دفعات متوالی آن کاهش پیدا می کند که بازگو کننده کاهش اختلاف در جابجایی به واسطه کاهش اصطکاک بین دو سطح درگیر می باشد. آنتروپی شانن (مقیاس اطلاعاتی فیشر) در رابطه با سری های زمانی ولتاژ با دفعات متوالی انجام آزمایش کاهش (افزایش) پیدا می کند، که بیان کننده کاهش تصادفی بودن سیستم می باشد. 3) این مدل آزمایشگاهی تابع زمانی که مشخص کننده تقابل بین صفحات تکتونیکی می باشد را بازسازی می کند.

نتیجه گیری:

این مقاله به تحلیل و بررسی سری های زمانی ولتاژ که طی آزمایشات متوالی در یک آزمایش لغزش چسبنده (stick-slip) و بر روی یک بلوک ناهموار که روی یک سطح ناهموار می لغزد (هر دو سطح دارای درجه سختی مشخص هستند) می پردازد؛ بطوریکه یک موتور DC با سرعتی مشخص بلوک ناهموار را می کشد. هدف آزمایش تعیین خصوصیات مربوط به تقابل بین سطوح ناهموار بوده است چنانکه چنین سطوحی می توانند بخوبی گسل تکتونیکی را تقلید کنند و نیز دفعات انجام آزمایش میتواند سن گسل تکتونیکی را بازسازی نماید و این به این مفهوم است که آخرین مرحله آزمایش همان وضعیتی از گسل را به تصویر می کشد که در آن گسل قدیمی تر بوده و مرحله اول آزمایش گسل جوانتر است. با استفاده از روش فیشر – شانن ما توانستیم خصوصیات مربوط به نظم/ سازماندهی(چیدمان) (order/organization) در رابطه با سری های زمانی ولتاژ بررسی کنیم و یافته های ما نیز نشان می دهند که نظم و سازماندهی در سیستم لغزش چسبنده (stick-slip) همچنان که زبری و ناهمواری سطوح درگیر کاهش می یابد، بالاتر می رود.

Abstract

We investigated the properties of the interaction between surfaces with asperities by the analysis of voltage time series recorded by an experimental stick–slip model. We found that: (1) the standard deviation of the voltage time series decreases with the number of consecutive runs, reflecting the decrease of the displacements’ variation due to the decrease of friction between the two interacting surfaces; (2) the Shannon entropy (the Fisher Information Measure) of the voltage time series decreases (increases) with the number of consecutive runs, suggesting a decrease of the randomness of the system; (3) this experimental model mimics the aging effect that characterizes the interaction between tectonic faults.

Conclusions

This study presents the analysis of voltage time series recorded during consecutive runs of a stick-slip experiment consisting in a rough block sliding on a rough surface (both characterized by identical roughness degree) pulled by a DC motor with a constant velocity. The aim of the experiment was to characterize the properties of the interaction between rough surfaces; such rough surfaces can mimic quite well a tectonic fault, and the number of consecutive runs can model the age of the tectonic fault, so that the last run models a status of the fault which is older than that modeled by the first run of the experiment. We employed the Fisher-Shannon method to investigate the order/organization properties of the voltage time series and our findings indicate a tendency toward a state of higher order and organization of the stick-slip system as the roughness of the interacting surfaces decreases.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

بررسی تعامل بین سطوح سخت با روش فیشر شانون: پیامدهای تعامل بین صفحات تکتونیکی

Investigating the interaction between rough surfaces by using the Fisher–Shannon method: Implications on interaction between tectonic plates

نرخ لغزش مستقیم هولوسین مشخص شده به واسطه قدمت یابی پیدایش اولیه و OSL روی گسل آنار، ایران مرکزی

Holocene right-slip rate determined by cosmogenic and OSL dating on the Anar fault, Central Iran

خلاصه

مقدمه

تنظیمات زمین شناسی و مورفولوژی کلی گسل منطقه Anar

نشانگرهای انحرافات و استراتژی نمونه برداری

نتایج و بحث در مورد قدمت یابی

نتیجه گیری

چکیده

قدمت یابی مواجهه اشعه کیهانی (CRE) و لومینسانس (تابناکی) نوری تحریک شده (OSL) برای انحراف تجمعی سطوح مخروط افکنه برای به دست آوردن نرخ لغزش بلندمدت منطقه گسل Anar انجام شده است. در دو محل، مقایسه بین دوره های OSL به دست آمده در آخرین رسوبات قرار گرفته در طول دوره های آبرفت گذاری مخروطی و مواجهه پیدایش اولیه سنگریزه های رها شده روی سطح قبل از شکاف و انحراف راستگرد بعدی آن، میراث قابل توجه و CRE متغیر را نشان می دهد. ترکیب بالا برنده های انحراف با قدمت یابی CRE و OSL، نشان دهنده لغزش های گسل جنوبی Anar در نرخ حداقل 0.8 mm yr−1، کمی سریع تر از نرخ قبلی تخمین زده شده است، با فرض اینکه برشی که بالا برنده ها را خلق نمود، با شروع هولوسن هم تاریخ شد (ka 2 ± 12). آخرین برش منطقه ای در منطقه Anar با شروع قسمت پر باران اولیه-میانه هولوسن (6–10.5 ka) نسبتاً هم تاریخ به نظر می رسد که در منطقه همسایه شمالی عمان نشان داده شده است.

نتیجه گیری

قدمت OSL، تعیین محل مخروط های Anar در پایان از آخرین مرحله یخبندان، احتمالا بعد از آخرین یخبندان و در طول آغاز هولوسن را نشان می دهد. سنین مسن تر و پراکنده CRE محاسبه شده برای سنگریزه های سطحی و زیر سطحی نشان می دهد که ماده نهایی گنجانده شده در فانگلومرات قبل از هر تعیین محل و رها شدن مخروط، به طور یکنواخت در معرض پرتوهای کیهانی قرار نگرفته است. وراثت CRE متغیر به احتمال زیاد از نبش قبر پیشرونده و تغییر سنگ بستر در حوضه بالایی از جریان در طول زمان آخرین یخبندان مرحله سرچشمه گرفته است. در نظر گرفتن وراثت دشوار به نظر می رسد (به عنوان مثال Hetzel و همکاران 2006؛ Oskin و همکاران 2008.) و هیچ راه حل مدل سازی سرراست برای بازیابی سن سطح وجود دارد. تنها با استفاده از سنین CRE ممکن است به دست بالا گرفتن معنی دار (50-60 درصد) سن رها شدن سطح مخروط منجر شود، به طور خاص در هنگامی که پروفایل های عمق غلظت های 10Be به مدل سازی وراثت کمک نمی کند.

Abstract

10Be cosmic ray exposure (CRE) and optically stimulated luminescence (OSL) dating of cumulative offset of alluvial fan surfaces have been performed to derive the long-term sliprate of the Anar fault. At two sites, the comparison between OSL ages obtained within the latest sediments emplaced during the aggradation of the fan and cosmogenic exposure ages of the pebbles abandoned on the surface before its incision and subsequent dextral offset indicates a significant and variable CRE inheritance. Combining offset risers with CRE and OSL dating implies the southern Anar fault slips at a minimum rate of 0.8 mm yr−1, a little faster than formerly estimated by assuming the incision, which created the risers, was coeval with the onset of the Holocene (12 ± 2 ka). The latest regional incision in the Anar area appears rather coeval with the onset of the early-middle Holocene pluvial episode (6–10.5 ka) evidenced in the neighbouring region of Northern Oman.

CONCLUSION

OSL dating indicates the Anar fans emplaced at the end of the Last Glacial Stage, most probably after the Last Glacial Maximum and during the beginning of the Holocene. The older and scattered CRE ages calculated for the surface and subsurface pebbles indicate that the material eventually incorporated in the fanglomerates has not been uniformly exposed to cosmic rays prior to both fan emplacement and abandonment. The variable CRE inheritance likely originated from a progressive exhumation and alteration of bedrock in the upper catchments of the streams during the Last Glacial Stage. Accounting for the inheritance appears difficult (e.g. Hetzel et al. 2006; Oskin et al. 2008) and there is no straightforward modelling solution to retrieve the age of the surface. Using CRE ages alone may lead to significant overestimate (50–60 per cent) of the age of a fan surface abandonment, specifically when depth profiles of 10Be concentrations do not help modelling the inheritance.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

نرخ لغزش مستقیم هولوسین مشخص شده به واسطه قدمت یابی پیدایش اولیه و OSL روی گسل آنار، ایران مرکزی

Holocene right-slip rate determined by cosmogenic and OSL dating on the Anar fault, Central Iran

تخمین حجم شیل با ترکیبی از سه نمودار تخلخل

Estimation of shale volume using a combination of the three porosity logs

چکیده

1- مقدمه

2- اثر شیل بر نگار برداری کابلی (باطناب سیمی)

3- روش ریاضی دستیابی به معادله شیل پیشنهادی

4- بهترین شرایط کاری معادله (13)

5- اعتبارگذاری و ارزیابی معادله پیشنهادی

6- مطالعه میدانی

7- کاربرد

8- نتایج

چکیده

در اینجا معادله ای برای ارزیابی حجم شیل با استفاده از نگاره های (نمودار) تخلخل استاندارد، نظیر نوترون، چگالی (تراکم) و صوتی ارائه گردید. این معادله برحسب پارامترهای مختلفی نوشته شده است که از طریق اندازه گیریهای چاه نگاری (چاه پیمایی) بدست آمده اند. این معادله که اثر ماتریس، پارامترهای سیال و شیل را مد نظر قرار می دهد، در بسیاری از سازندهای شیلی مستقل از توزیع شیل ها، کاربرددارد. نتایج بدست آمده راجع به کاربرد پذیری یا قابلیت کاربرد معادله در تفسیر چاه نگاری به عنوان روشی برای محاسبه حجم شیل در بخشهای رسوبی ماسه ای شیلی توضیح می دهد.

سه مزیت کلیدی معادله پیشنهادی به شرح ذیل می باشد: از پارامترهای مختلفی استفاده می کند که تعیین شیل در یک معادله را مستقیماً یا به طور غیر مستقیم تحت تاثیر قرارمی دهند، (2) برای تعیین درست تر سه ابزار تخلخل را باهم ادغام می نماید و (3) در سازندهای حامل هیدروکربن و جایی که مواد رادیواکتیوی به غیر از شیل وجود دارد، عملکرد خوبی به معرض نمایش می گذارد.

در اینجا با آنالیز نمونه ها از خلیج سوئز، راجع به کاربرد موفقیت آمیز معادله در مخازن ماسه ای شیلی توضیح داده شده است.

8- نتایج

مسئله مخزن ماسه ای شیلی با بهره گیری از داده های سه ابزار تخلخل در یک فرمول به علاوه، پارامترهای دیگر بدست آمده از اندازه گیریهای چاه نگاری مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. با در نظر گرفتن رفتار تعمیم یافته تر نسبت به مدلهای گذشته قبلاً فهرست بندی شده در جدول 1، معادله بدست آمد. کاربرد این معادله (معادله 13) در مورد داده های میدانی در ناحیه مستقر در خلیج شمالی حوضه سوئز مصر روایی و پایایی اش برای بسیاری از سازندهای شیلی صرف نظر از مد توزیع شیل را نشان می دهد. در سازندهای حامل هیدروکربن، شیوه پیشنهادی، مقادیر مطلوبی برای شیل تعیین می کند، در صورتی که در سازند حامل گاز، رفتاردیگری توصیه می شود.

Abstract

An equation was developed for evaluating the volume of shale using standard porosity logs such as neutron, density and acoustic logs. The equation is written in terms of several parameters that are readily available from well-log measurements. This equation, which takes into consideration the effect of matrix, fluid and shale parameters, applies reasonably well for many shaly formations independent of the distribution of shales. The results demonstrate the applicability of the equation to well-log interpretation as a procedure for computing shale volume in shaly sand sedimentary sections. Three key advantages of the proposed equation are: (1) it incorporates several parameters that directly or indirectly affect the determination of shale in one equation, (2) it integrates the three porosity tools for a more accurate determination, and (3) it works well in hydrocarbon-bearing formations and where radioactive material other than shale is present. Successful application of the equation to shaly sand reservoirs is illustrated by analyses of samples from the Gulf of Suez.

8- Conclusions

The shaly sand reservoir problem was analyzed by incorporating data from three porosity tools (qb, Dt, and /N) in one formula, in addition to other parameters that are readily available from well log measurements. Considering a more generalized treatment than past models previously listed in Table 1 derived the equation. Application of this equation (Eq. (13)) to field data in an area located in the Northern Gulf of Suez Basin of Egypt shows its validity and reliability for many shaly formations irrespective to the mode of shale distribution. In hydrocarbon-bearing formations, the proposed approach gives reasonable values for shale whereas in gas-bearing formation, another treatment is recommended.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

تخمین حجم شیل با ترکیبی از سه نمودار تخلخل

Estimation of shale volume using a combination of the three porosity logs

وضوح مطالعات دره های خاکی با استفاده از وارونگی جانبی دیتا TEM

A resolution study of buried valleys using laterally constrained inversion of TEM data

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

تصویری از مقاله ترجمه و تایپ شده در نرم افزار ورد

کاربرد وارونگی جانبی داده TEM در بررسی دره خاکی

A resolution study of buried valleys using laterally constrained inversion of TEM data

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

پایداری سه بعدی سدهای وزنی روی فونداسیون های سنگ شیب دار با استفاده از روش معادله محدود

3D stability analysis of gravity dams on sloped rock foundations using the limit equilibrium method

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

آنالیز ثبات سه بعدی سد گرانشی بر پایه سنگ شیبدار

3D stability analysis of gravity dams on sloped rock foundations using the limit equilibrium method

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

مدل خزشی برای خاک های غیراشباع در منطقه رانش در چیان جیانگ پینگ

Creep model for unsaturated soils in sliding zone of Qianjiangping landslide

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

الگوی خزشی برای خاک های اشباع نشده در ناحیه رانش زمین

Creep model for unsaturated soils in sliding zone of Qianjiangping landslide

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

رویکرد مدل فازی به منظور تخمین حداکثر شارژ در هر تاخیر در معادن سطحی

Fuzzy modeling approaches for the prediction of maximum charge per delay in surface mining

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.

رویکرد مدل فازی به منظور تخمین حداکثر شارژ در هر تاخیر در معادن سطحی

Fuzzy modeling approaches for the prediction of maximum charge per delay in surface mining

• برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf بر روی عنوان انگلیسی مقاله کلیک نمایید.
• برای خرید و دانلود ترجمه فارسی آماده با فرمت ورد، روی عنوان فارسی مقاله کلیک کنید.