Uzamsal özilişki katsayılarının ters çözümü ile s-dalgası hız profillerinin kestirimi
Estimation of s-wave velocity profiles by the inversion of spatial autocorrelation coefficients
Yazar: KAROLİN FIRTANA
Danışman: DOÇ. DR. ARGUN KOCAOĞLU
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2009
Konu: Jeofizik Mühendisliği = Geophysics Engineering

Özet:
Mikrotremor verilerinin kullanıldığı pasif kaynaklı yüzey dalgası yöntemlerinden biri, uzamsal özilişki yöntemidir. Uzamsal özilişki yönteminde, özilişki katsayılarından elde edilen Rayleigh dalgası faz hızı dispersiyon eğrisinin ters çözümüyle S-dalgası hız bilgisi saptanır. Bu çalışmada, dispersiyon eğrileri yerine, daha pratik bir yaklaşım olan gözlemsel özilişki katsayılarının doğrudan ters çözümüyle S-dalgası hız yapısının kestirimi amaçlanmıştır. Ters çözüm kodu Matlab ortamında sönümlü en küçük kareler çözümü kullanılarak yazılmıştır. Ters çözümde yer modelinin birçok ince tabakadan oluştuğu varsayılarak tabakalara ait S-dalgası hız değerleri hesaplanmıştır. Ayrıca diferansiyel yuvarlatma yaklaşımı ile komşu tabakalara ait hız değerleri arasındaki fark minimize edilerek yer modelinin yumuşatılmış görüntüsü elde edilmiştir. Ters çözümde seçilen 3 referans yer modeli için sentetik testler yapılmıştır. Ayrıca sentetik testler için gürültü analizleri de yapılmıştır. Yüzde 10' luk veya daha yüksek gürültü içeriği hesaplanan özilişki katsayıları eğrisinin özellikle düşük frekans aralığını (< 2 Hz) etkilemektedir. Gerçek veri analizi için Avcılar ve Çobançeşme' de 4 alıcılı eşkenar üçgen dizilimler ile mikrotemor ağ ölçümleri alınmıştır. Avcılar bölgesi için elde edilen S-dalgası hız profilleri, çalışma alanında daha önce yapılmış çalışmaların sonuçları ile karşılaştırılmış ve sonuçların tutarlı olduğu saptanmıştır.

Abstract:
Spatial Autocorrelation method (SPAC), in which microtremors are measured, is applied as a passive surface wave technique. In SPAC method, Rayleigh wave phase velocity dispersion data, obtained from autocorrelation coefficients, are inverted for the S-wave velocity structure. In this study, instead of inverting dispersion curves, a more practical approach is used; that is, observed SPAC coefficients are directly inverted for the S-wave velocities. The inversion code is written in Matlab platform by using damped least squares solution. In the inversion the model is assumed to be formed by a stack of thin layers in which the S-wave velocities are unknown. Also differential smoothing approach is used to obtain smooth S-wave velocity models by minimizing the differences between velocities of adjacent layers. The inversion sheme is tested by using synthetic tests obtained for three reference models. Also the effect of noise is investigated for the synthetic cases. The noise content level of 10 percent or higher, especially affects the low frequency range (< 2 Hz) of the estimated autocorrelation coefficients. Increasing noise levels lead to models with unresolved half space velocities. For real data analysis, 4-station triangular arrays are deployed for microtemor array recordings in Avcılar and Çobançeşme observation sites. The interpreted shear wave velocity structure in Avcılar site is in agreement with the results of previous studies.