Seismic Refraction Data Inversion using a Manta Ray Foraging Optimization Algorithm

El-Cezeri Fen ve Mühendislik Dergisi Pub Date : 2023-09-27 DOI:10.21205/deufmd.2023257515

Şenol ÖZYALIN

{"title":"Seismic Refraction Data Inversion using a Manta Ray Foraging Optimization Algorithm","authors":"Şenol ÖZYALIN","doi":"10.21205/deufmd.2023257515","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"Sismik kırılma yöntemi, mühendislik jeofiziği, mühendislik jeolojisi ve jeoteknik mühendisliği araştırma alanlarında kullanılan, özellikle mühendislik yapılarının inşasından önce zeminin özelliklerinin ortaya konmasında önemli bir role sahip olup etkili bir jeofizik yöntemdir. Bu çalışma, P dalgasının ilk varış zamanlarından P dalga hızının (Vp) 1B dağılımını tahmin etmek için yeni bir ters çözüm algoritmasının uygulamasını amaçlamaktadır. Tanıtılan ters çözüm algoritması, Manta Vatozu Beslenme Optimizasyonu (MVBO) algoritması, mühendislik problemlerin çözümü için geliştirilmiş olan biyolojik tabanlı sezgisel üstü alternatif bir optimizasyon yaklaşımıdır. Farklı optimizasyon problemlerini çözmek için manta vatozların hayatta kalabilmesi amacıyla sergiledikleri farklı yiyecek arama stratejilerinden ( zincir beslenme, siklon beslenme ve takla atarak beslenme) yararlanır. Bu çalışma, MVBO algoritmasının sismik kırılma yönteminde gözlenen ve hesaplanan varış zamanları arasındaki farkı en aza indiren 1B hız modelini bulmaya yönelik ilk örnektir. Sunulan yöntemin etkinlik değerlendirmesi için önce farklı çok tabakalı yapay sismik modellere uygulanmış ve daha sonra bu veri setine gürültü eklenerek yöntemin etkinliği irdelenmiştir. Son olarak, MVBO ters çözüm algoritması gerçek arazi verisine uygulanmıştır. İran'ın Doğu Azerbaycan eyaleti Malekan ilçesinde bulunan Leylanchay baraj sahasında toplanmış olan gerçek sismik kırılma veri kümesi kullanılmıştır. Hem yapay hem de arazi verisine ait model parametrelerinin kestirimi ve güvenilirliğinin belirlenmesi için, rölatif frekans dağılımları ve olasılık yoğunluk fonksiyonları (OYF) yardımıyla kestirim parametreleri istatistiksel olarak da test edilmiştir. Bulgular, çalışma alanının üç tabakadan oluştuğunu, ilk iki tabakanın alüvyon ve son tabakanın ana kayayı temsil ettiğini göstermektedir. Sonuçlar, sismik kırılma verilerinin yorumlanmasında MVBO ters çözüm algoritmasının uygun ve güvenilir sonuçlar verdiğini ortaya koymaktadır.","PeriodicalId":11622,"journal":{"name":"El-Cezeri Fen ve Mühendislik Dergisi","volume":null,"pages":null},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2023-09-27","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"El-Cezeri Fen ve Mühendislik Dergisi","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.21205/deufmd.2023257515","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}

引用次数: 0

Abstract

Sismik kırılma yöntemi, mühendislik jeofiziği, mühendislik jeolojisi ve jeoteknik mühendisliği araştırma alanlarında kullanılan, özellikle mühendislik yapılarının inşasından önce zeminin özelliklerinin ortaya konmasında önemli bir role sahip olup etkili bir jeofizik yöntemdir. Bu çalışma, P dalgasının ilk varış zamanlarından P dalga hızının (Vp) 1B dağılımını tahmin etmek için yeni bir ters çözüm algoritmasının uygulamasını amaçlamaktadır. Tanıtılan ters çözüm algoritması, Manta Vatozu Beslenme Optimizasyonu (MVBO) algoritması, mühendislik problemlerin çözümü için geliştirilmiş olan biyolojik tabanlı sezgisel üstü alternatif bir optimizasyon yaklaşımıdır. Farklı optimizasyon problemlerini çözmek için manta vatozların hayatta kalabilmesi amacıyla sergiledikleri farklı yiyecek arama stratejilerinden ( zincir beslenme, siklon beslenme ve takla atarak beslenme) yararlanır. Bu çalışma, MVBO algoritmasının sismik kırılma yönteminde gözlenen ve hesaplanan varış zamanları arasındaki farkı en aza indiren 1B hız modelini bulmaya yönelik ilk örnektir. Sunulan yöntemin etkinlik değerlendirmesi için önce farklı çok tabakalı yapay sismik modellere uygulanmış ve daha sonra bu veri setine gürültü eklenerek yöntemin etkinliği irdelenmiştir. Son olarak, MVBO ters çözüm algoritması gerçek arazi verisine uygulanmıştır. İran'ın Doğu Azerbaycan eyaleti Malekan ilçesinde bulunan Leylanchay baraj sahasında toplanmış olan gerçek sismik kırılma veri kümesi kullanılmıştır. Hem yapay hem de arazi verisine ait model parametrelerinin kestirimi ve güvenilirliğinin belirlenmesi için, rölatif frekans dağılımları ve olasılık yoğunluk fonksiyonları (OYF) yardımıyla kestirim parametreleri istatistiksel olarak da test edilmiştir. Bulgular, çalışma alanının üç tabakadan oluştuğunu, ilk iki tabakanın alüvyon ve son tabakanın ana kayayı temsil ettiğini göstermektedir. Sonuçlar, sismik kırılma verilerinin yorumlanmasında MVBO ters çözüm algoritmasının uygun ve güvenilir sonuçlar verdiğini ortaya koymaktadır.

查看原文本刊更多论文

利用蝠鲼觅食优化算法反演地震折射数据

地震折射法是工程地球物理、工程地质和岩土工程研究领域中一种有效的地球物理方法，尤其在工程结构施工前揭示地层性质方面具有重要作用。本研究旨在应用一种新的逆解算法，从 P 波的首次到达时间估算 P 波速度（Vp）的一维分布。引入的逆解算法，即蝠鲼营养优化（MVBO）算法，是一种替代优化方法，而不是为解决工程问题而开发的基于生物的启发式算法。它利用蝠鲼为生存而采取的不同觅食策略（链式觅食、旋风式觅食和翻滚式觅食）来解决不同的优化问题。本研究是 MVBO 算法在地震折射法中用于寻找一维速度模型的首个实例，该模型可使观测到的到达时间与计算出的到达时间之差最小。为了评估所提出方法的有效性，首先将其应用于不同的多层人工地震模型，然后通过在该数据集中添加噪声来分析该方法的有效性。最后，将 MVBO 逆解算法应用于真实地形数据。使用了在伊朗东阿塞拜疆省 Malekan 地区 Leylanchay 坝址采集的真实地震折射数据集。为了估算人工数据和现场数据的模型参数及其可靠性，使用相对频率分布和概率密度函数（PDF）对估算参数进行了统计测试。结果表明，研究区域由三层组成，前两层为冲积层，最后一层为基岩。结果表明，MVBO 逆解算法为地震折射数据的解释提供了适当而可靠的结果。

本文章由计算机程序翻译，如有差异，请以英文原文为准。

求助全文

约1分钟内获得全文求助全文

来源期刊

El-Cezeri Fen ve Mühendislik Dergisi

自引率

0.00%

发文量