بررسی وارون منحنی پاشش امواج سطحی با استفاده از بهینه¬سازی فراابتکاری به منظور برآورد ساختار سرعتی موج‌برشی زمین در دشت تبریز

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی عمران، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران

2 گروه مهندسی عمران، واحد شبستر، دانشگاه آزاد اسلامی، شبستر، ایران

3 گروه مهندسی عمران، واحد تبریز، دانشگاه آزاد اسلامی، تبریز، ایران

4 گروه عمران دانشگاه آزاد تبریز

doi
10.71507/civil.2025.1201194
چکیده

در این مطالعه، یک روش جدید برای وارون‌سازیِ منحنی پاشش امواج سطحی، با استفاده از الگوریتم بهینه‌سازی کلونی مورچه¬ها، در محیط متلب ارائه شده است. این روش، به دلیل طبیعت غیرخطی مسئله و وجود اکسترمم‌های متعدد، برتری قابل‌توجهی نسبت به روش‌های جستجوی محلی دارد. برای ارزیابی عمل¬کرد این الگوریتم، داده‌های مصنوعی مربوط به سه مدلِ زمین‌شناسی، شش‌لایه مورد بررسی قرار گرفتند. در این مدل‌ها، بازه¬ی مقادیر سرعت و ضخامت به‌صورت گسترده تعریف گردیده و روند تغییرات سرعت با عمق، بر اساس قانون λ/2 تعیین گردید. فرآیند وارون‌سازی، هم‌زمان شامل تعیین سرعت موج برشی، سرعت موج طولی و ضخامت لایه‌ها، با فرض نسبت پوآسون متغیر (1/0 تا 5/0) و چگالی ثابت انجام شد. نتایج نشان داد که میانگین خطای نسبی پارامترهای سرعت در روش کلونی مورچه 5/3 درصد است، در حالی که این مقدار برای الگوریتم همسایگی موجود در نرم‌افزار ژئوپسی ۱۵ درصد محاسبه شد. این یافته‌ها بیان¬گرِ برتری روش پیشنهادی، از نظر قابلیّت اعتماد و توان محاسباتی است. از دیگر مزایای این روش می‌توان به عدم نیاز به مدل اولیه، توانایی جستجوی کل فضای پارامترها، و حساسیت کم به اکسترمم‌های محلی اشاره کرد. این الگوریتم بر روی داده‌های تجربی ایستگاهی در مرکز دشت تبریز اعمال شد؛ که نتایج حاصل، همخوانی بالایی با اطلاعات گمانه‌های موجود داشت. بر اساس این نتایج، مدل دوبعدی سرعت موج برشی برای این منطقه استخراج شد.