سرعت موج برشی (Vs)، سرعتی است که امواج برشی از میان خاک یا سنگ منتشر میشوند و توسط مدول برشی و چگالی ماده تعیین میشود. این کمیت بنیادیترین پارامتر برای مشخصهیابی سختی دینامیکی یک ساختگاه است و مبنای طبقهبندی ساختگاه در آییننامههای ساختمانی مدرن را تشکیل میدهد.
سرعت موج برشی (Vs)، سرعتی است که امواج برشی — که امواج S نیز نامیده میشوند — از میان یک محیط منتشر میشوند. این کمیت توسط مدول برشی ماده (G) و چگالی جرم (ρ) از طریق رابطه Vs = √(G/ρ) تعیین میشود. در خاکها، Vs بهشدت با سختی، چگالی و وضعیت تنش خاک مرتبط است: خاکهای سختتر، متراکمتر و محصورتر Vs بالاتری دارند، در حالی که خاکهای نرم، شل و کمعمق Vs پایینتری دارند. مقادیر Vs از حدود ۱۰۰ متر بر ثانیه برای رسهای نرم و ماسههای شل تا بیش از ۱۵۰۰ متر بر ثانیه برای سنگ سخت و شنهای متراکم و بیش از ۳۰۰۰ متر بر ثانیه برای سنگ بستر بلوری سالم گستردهاند.
سرعت موج برشی تنها مهمترین پارامتر برای مشخصهیابی ساختگاه در مهندسی زلزله است. این کمیت امپدانس خاک و در نتیجه تباین امپدانس با سنگ بستر زیرین که بزرگنمایی ساختگاه را هدایت میکند را تعیین میکند. سختی دینامیکی کرنش کوچک مورد استفاده در تحلیل پاسخ ساختگاه و اندرکنش خاک و سازه را کنترل میکند. مبنای سامانههای طبقهبندی ساختگاه مورد استفاده در آییننامههای ساختمانی مدرن است — ASCE 7 از Vs30 (میانگین زمانی Vs در ۳۰ متر بالایی) برای طبقهبندی ساختگاهها به ردههای A تا F استفاده میکند؛ یوروکد ۸ از ردههای مشابه با مرزهایی کمی متفاوت بهره میگیرد؛ استاندارد ۲۸۰۰ ایران از چهار رده ساختگاه (۱ تا ۴) بر پایه Vs و سایر پارامترها استفاده میکند. Vs30 همچنین مستقیماً در بسیاری از روابط پیشبینی حرکت زمین (GMPEها) ظاهر میشود و آن را به ورودی کلیدی تحلیل خطر لرزهای احتمالاتی تبدیل میکند.
سرعت موج برشی با استفاده از انواع روشهای صحرایی و آزمایشگاهی اندازهگیری میشود. روشهای تهاجمی — downhole، crosshole، لگینگ تعلیقی و آزمایش نفوذ مخروط لرزهای (SCPT) — شامل قرار دادن حسگرها در گمانهها و اندازهگیری زمان سفر امواج برشی میان اعماق مشخص است که اندازهگیریهای درجای مستقیم با تفکیکپذیری بالا فراهم میآورند. روشهای غیرتهاجمی — تحلیل طیفی امواج سطحی (SASW)، تحلیل چندکاناله امواج سطحی (MASW)، روشهای آرایه میکروترمور و برداشتهای شکست — پروفیل Vs را از اندازهگیریهای سطحی انتشار موج استنتاج میکنند و بهطور فزایندهای محبوب هستند زیرا سریعتر، ارزانتر و کممزاحمتر از روشهای گمانهایاند. روشهای آزمایشگاهی — ستون تشدید و آزمونهای المان خمشی — Vs را روی نمونههای کوچک تحت وضعیتهای تنشی کنترلشده اندازهگیری میکنند، هرچند اغتشاش نمونه نگرانیای مهم است. در جایی که اندازهگیریهای مستقیم در دسترس نیست، Vs را میتوان از همبستگیها با عدد ضربه SPT، مقاومت نوک CPT یا سایر پارامترهای شاخصی برآورد کرد — اما این همبستگیها عدم قطعیت قابلتوجهی دارند و نباید برای پروژههای حیاتی استفاده شوند. رویه مدرن بهطور فزایندهای چندین روش را برای کاهش عدم قطعیت و اعتبارسنجی متقابل نتایج ترکیب میکند. در ایران، اندازهگیریهای Vs بهطور فزایندهای برای پروژههای مهم روتین است، هرچند بسیاری از ساختگاهها همچنان بر همبستگیهای SPT تکیه میکنند.