ارزیابی پارامترهای ژئومکانیکی و هندسی مؤثر بر حریم گسل: تحلیل حساسیت موریس و یادگیری ماشین

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران

2 دانشیار، دانشکده مهندسی عمران، آب و محیط زیست، دانشگاه شهید بهشتی

10.22034/ceej.2026.68453.2448

چکیده

زلزله نتیجه مستقیم جابجایی وگسیختگی گسل و انتشار گسیختگی در سطح زمین است. بسیاری از زلزله‌های مخرب در امتداد گسل‌های فعال رخ می‌دهد. از این رو، مطالعه و ارزیابی حریم گسل، اقدامی حیاتی برای کاهش بلایای طبیعی مرتبط با زلزله به شمار می‌رود. با توجه به اینکه در دستورالعمل‌های آیین‌نامه‌ای و ادبیات فنی، به اهمیت و تأثیر همزمان پارامترهای مؤثر بر حریم گسل، همچنین به مشخصات خاک و گسل توجه کافی نشده است، در این پژوهش سعی شده تا اهمیت و رابطه پارامترهای هندسی و ژئومکانیکی مؤثر بر حریم گسل را در هر دو بخش فرادیواره و فرودیواره، به صورت کیفی ارزیابی شود. برای ارزیابی اهمیت این پارامترها، از تحلیل حساسیت جامع موریس و الگوریتم جنگل تصادفی استفاده شد. نتایج حاصل از این تحلیل نشان می‌دهد که ارتفاع لایه خاک بیشترین اهمیت و تأثیر را بر جابه‌جایی‌های ناشی از حرکت گسل دارد که این تأثیر در گسل معکوس بیشتر از گسل نرمال است. همچنین، در میان پارامترهای ژئومکانیکی، پارامترهای الاستیک خاک در مقایسه با پارامترهای پلاستیک خاک در حریم گسل از اهمیت بیشتری برخوردارند.

شناسایی پارامترهای کم اهمیت‌تر، به کاهش هزینه محاسبات عددی در مطالعات آتی کمک شایانی خواهد کرد. همچنین، نتایج این پژوهش راه را برای بررسی کمی اهمیت و اندرکنش پارامترهای با اهمیت بالا در مطالعات آینده حریم گسل هموار می‌کند. نتایج این مطالعه کمک می‌کند تا دستورالعمل‌های آیین‌نامه‌ای دقیق‌تری برای حفظ ایمنی زیرساخت‌ها توسعه یابد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of geomechanical and geometric parameters affecting setback zone: Morris sensitivity analysis and machine learning

نویسندگان [English]

  • Morteza Ezzati 1
  • Ahmad Mahboubi 2
1 Master's student, Faculty of Civil Engineering, Water and Environment, Shahid Beheshti University, Tehran, Iran
2 Shahid Beheshti University, Faculty of Civil, water and environmental Eng.
چکیده [English]

Earthquakes are the direct result of fault displacement and rupture, and the propagation of this rupture to the ground surface. Many destructive earthquakes occur along active faults. Therefore, studying and assessing fault setbacks (or fault-influenced zones) is a vital measure for mitigating earthquake-related natural disasters.

Considering that existing code guidelines and technical literature have not adequately addressed the simultaneous importance and influence of parameters affecting fault setbacks, nor have they paid sufficient attention to soil and fault characteristics, this research attempts to qualitatively evaluate the importance and relationship of geometric and geomechanical parameters influencing fault setbacks in both the hanging wall and footwall sections.

To assess the significance of these parameters, Morris's comprehensive sensitivity analysis and the Random Forest algorithm were employed. The results of this analysis indicate that soil layer height has the most significant importance and influence on displacements caused by fault movement, and this effect is greater in reverse faults than in normal faults. Furthermore, among the geomechanical parameters, elastic soil parameters are more important than plastic soil parameters within the fault setback zone.

Identifying these less significant parameters will significantly help reduce computational costs in future numerical studies. Additionally, the findings of this research pave the way for a quantitative investigation into the importance and interaction of highly significant parameters in future fault setback studies. This achievement will contribute to the development of more precise code guidelines for ensuring infrastructure safety.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Sensitivity analysis
  • setback zone
  • geometric and geomechanical parameters
  • normal faulting
  • reverse faulting