Incarico di consulenza tra Studio di Geologia Applicata Dott. ssa D. Chiarini e. Politecnico di Milano Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale

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1 Politecnico di Milano Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale Piazza Leonardo Da Vinci, Milano Incarico di consulenza tra Studio di Geologia Applicata Dott. ssa D. Chiarini e Politecnico di Milano Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale COMUNE DI MAZZANO (BS) CARATTERIZZAZIONE SISMICA DEL SOTTOSUOLO RELAZIONE TECNICA Massimo Compagnoni Stefano Munda Floriana Pergalani Milano, 24 Marzo 2015

2 SOMMARIO 1. Obiettivi Indagine e strumentazione utilizzata Cenni teorici Metodo di acquisizione Metodo di elaborazione Risultati RISULTATI INDAGINE LINEARE RISULTATI INDAGINI PUNTUALI Considerazioni finali Bibliografia SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano - 2 -

3 1. Obiettivi Su incarico dello Studio di Geologia Applicata Dott. D. Chiarini (offerta n del 13 marzo 2015) è stata eseguita una campagna di indagine geofisica di sismica superficiale, finalizzata alla caratterizzazione di diversi areali scelti, di concerto con il Committente, nell ambito del territorio comunale di Mazzano (BS). La campagna d indagine si colloca nell ambito dello studio di microzonazione sismica comunale di livello 1 ai sensi degli Indirizzi e Criteri per la Microzonazione Sismica (2008). 2. Indagine e strumentazione utilizzata La campagna di indagine è stata cosi organizzata: - n. 1 indagine lineare di sismica superficiale combinata, rappresentata da indagine di sismica a rifrazione in onde longitudinali associata ad indagine MASW, finalizzate alla ricostruzione della sezione 2D in termini di velocità delle onde longitudinali (V P ) e all individuazione del profilo di rigidezza medio e al parametro V S30 rappresentativo del sito, dal quale è possibile definire la categoria di sottosuolo di appartenenza ai sensi delle Norme Tecniche per le Costruzioni - DM 14 gennaio 2008, Gazzetta Ufficiale, n. 29 del 4 febbraio 2008, Supplemento Ordinario n. 30, paragrafo Tabella 3.2.II; - n. 5 indagini puntuali con acquisizione di rumore sismico ambientale a stazione singola, finalizzate all applicazione della tecnica HVSR e alla determinazione della relativa curva HV del sito, utilizzabile a livello esplorativo nell ambito delle operazioni di estrapolazione territoriale di dati sismici pregressi. L attrezzatura e la strumentazione utilizzata è costituita da: un sistema di energizzazione per le onde P: la sorgente è costituita da una mazza del peso di 8 Kg battente verticalmente su piastra posta direttamente sul p.c. per la generazione prevalentemente di onde P e secondariamente di onde SV, in grado di generare onde elastiche ad alta frequenza ricche di energia, con forme d onda ripetibili e direzionali; un sistema di ricezione: costituito da 24 geofoni verticali monocomponente del tipo elettromagnetico a bobina mobile a massa sospesa con frequenza propria 4.5 Hz, ovvero dei trasduttori di velocità in grado di tradurre in segnale elettrico la velocità con cui il suolo si sposta al passaggio delle onde sismiche longitudinali e trasversali prodotte da una specifica sorgente; SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano - 3 -

4 un sistema di acquisizione dati: con memoria dinamica a 24 bit composto da sismografo a 24 canali della Geometrics, con range dinamico di sistema di 144 db, intervallo di campionamento compreso tra 0.02 e 16 ms, fino a campioni per traccia; il sismografo è alimentato con batteria al Pb a 12 V ed è collegato al notebook PC per il salvataggio delle acquisizioni e la gestione dei parametri di configurazione spaziali e temporali; i geofoni sono collegati al sismografo tramite cavo sismico; un sistema di trigger: consiste in un circuito elettrico che viene chiuso (attraverso sensore di movimento applicato alla mazza) nell istante in cui il grave colpisce la base di battuta, consentendo ad un condensatore di scaricare la carica precedentemente immagazzinata e di produrre un impulso che viene inviato a un sensore collegato al sistema di acquisizione dati; in questo modo è possibile individuare e visualizzare l esatto istante in cui la sorgente viene attivata e fissare l inizio della registrazione; un sismometro tridirezionale: consiste in un sismometro ad alta sensibilità del tipo Veloget 3D 1 Hz collegabile al Geode della Geometrics con estensione di banda fino a 0.6 Hz. Di seguito si riportano i siti oggetto d indagine: SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano - 4 -

5 3. Cenni teorici Il metodo sismico a rifrazione si basa sul concetto della bi-rifrazione delle onde elastiche a seguito del fronte d onda conico. Data una sorgente di onde elastiche e uno stendimento di geofoni lungo un profilo giungeranno in superficie ai geofoni onde dirette, onde riflesse ed onde coniche o birifratte (head wave): le onde analizzate sono quelle birifratte, cioè quelle che giungono sulla superficie di separazione con un angolo d incidenza critico (secondo la legge di Snell) e che quindi vengono rifratte con un angolo di 90 propagandosi parallelamente alla superficie rifrangente e venendo nuovamente rifratte verso la superficie con lo stesso angolo di incidenza. I contrasti di proprietà possono essere legati a cause stratigrafiche, strutturali, idrogeologiche. Il metodo MASW (Multichannel Analysis of Surface Waves) (Park et al., 1999) è una tecnica di indagine non invasiva che permette di individuare il profilo medio di velocità delle onde di taglio V S, sulla base della misura delle onde superficiali eseguita in corrispondenza di diversi sensori (geofoni nel caso specifico) posti sulla superficie del suolo. Il contributo predominante alle onde superficiali è dato dalle onde di Rayleigh, che viaggiano con una velocità correlata alla rigidezza della porzione di terreno interessata dalla propagazione delle onde. In un mezzo omogeneo ed isotropo la velocità di propagazione delle onde di Rayleigh è indipendente dalla frequenza e il moto indotto dalla propagazione si smorza rapidamente con la profondità, sino ad estinguersi ad una profondità circa pari ad una lunghezza d onda. In un mezzo verticalmente eterogeneo, ovvero stratificato, le onde di Rayleigh sono dispersive (fenomeno della dispersione geometrica), cioè onde con diverse lunghezze d onda si propagano con diverse velocità di fase e velocità di gruppo (Achenbach, J.D., 1999, Aki, K. and Richards, P.G., 1980) o detto in maniera equivalente la velocità di fase (o di gruppo) apparente delle onde di Rayleigh dipende dalla frequenza di propagazione. La natura dispersiva delle onde di Rayleigh è correlabile al fatto che onde ad alta frequenza con lunghezza d onda corta si propagano negli strati più superficiali e quindi danno informazioni sulla parte più superficiale del suolo, invece onde a bassa frequenza si propagano negli strati più profondi e quindi interessano gli strati più profondi del suolo. La propagazione delle onde di Rayleigh in un mezzo stratificato è un fenomeno multi-modale, ovvero in corrispondenza di una certa frequenza, per un determinato sito caratterizzato da una specifica stratigrafia, possono esistere diverse velocità di propagazione, a cui corrisponde un determinato modo di vibrazione del sito. SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano - 5 -

6 Il metodo di indagine MASW attivo consiste nella generazione artificiale di onde superficiali in un punto sulla superficie del suolo (tramite energizzazione con mazza battente parallelamente all array) e nell acquisizione della perturbazione generata lungo uno stendimento lineare di sensori. Il metodo attivo generalmente consente di ottenere una curva di dispersione sperimentale apparente nel range di frequenze compreso tra 5-10Hz e Hz, quindi fornisce informazioni sulla parte più superficiale del suolo, generalmente compresa nei primi 30 m - 50 m, in funzione della rigidezza del suolo e delle caratteristiche della sorgente. Lungo lo stendimento di sensori cosi predisposto è possibile acquisire anche rumore ambientale. I fondamenti teorici del metodo MASW fanno riferimento ad un semispazio stratificato con strati paralleli e orizzontali, quindi una limitazione alla sua applicabilità potrebbe essere rappresentata dalla presenza di pendenze significative superiori a 20, sia della topografia sia delle diverse discontinuità elastiche. Il metodo HVSR (Horizzontal to Vertical Spectral Ratio) è finalizzato all individuazione delle frequenze caratteristiche di risonanza di un sito, le quali risultano correlabili a contatti litologici presenti nel sottosuolo e caratterizzati da un sufficiente contrasto di impedenza sismica in termini di rigidezza. Il rumore sismico ambientale o microtemore è caratterizzato da vibrazioni ambientali di bassa energia con ampiezze dell ordine dei mm, non percepibili dall uomo, e originate da una molteplicità di sorgenti agenti a diverse frequenze: le onde marine e le perturbazioni atmosferiche contribuiscono al campo d onda prevalentemente con frequenze inferiori a 0.5 Hz, mentre il vento, il traffico veicolare e le attività antropiche contribuiscono prevalentemente a frequenze superiori a 0.5 Hz. La tecnica a stazione singola analizza, in termini di ampiezza, il campo delle vibrazioni ambientali, sfruttando la sua irregolarità temporale, in quanto questa è legata all indipendenza dinamica delle sorgenti e alla molteplicità dei percorsi delle onde da esse generate; questa irregolarità permette di definire la struttura media del segnale costituente il campo delle vibrazioni ambientali come statisticamente indipendente dalla natura e posizione delle sorgenti e di considerare quindi il segnale acquisito condizionato esclusivamente dalla struttura del sottosuolo. L ipotesi di base è pertanto la presenza di sorgenti distribuite in modo statisticamente omogeneo attorno al sito di misura, che si attivano in modo non coordinato tra loro. In particolare la tecnica HVSR permette di determinare la curva sperimentale che rappresenta il rapporto tra le ampiezze spettrali medie delle componenti orizzontali e quelle della componente verticale delle vibrazioni ambientali in funzione della frequenza (Nogoshi e Igarashi, 1970; Nakamura, 1989). SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano - 6 -

7 4. Metodo di acquisizione Per l area investigata con indagine lineare è di fondamentale importanza eseguire più energizzazioni a distanze diverse dai sensori e in corrispondenza di ciascun estremità dell array sismico, in modo da disporre di una sufficiente ridondanza di informazioni che ci permette di gestire al meglio eventuali disomogeneità presenti nel sottosuolo. La tipologia d indagine necessita di una certa attenzione nella scelta dei parametri configurazionali di acquisizione, sia in termini temporali sia in termini spaziale: il campionamento temporale deve essere tale da permettere l acquisizione completa della perturbazione in tutti i sensori disponibili, la frequenza di campionamento deve essere almeno il doppio di quella massima che si intende registrare, la lunghezza dello stendimento non deve essere inferiore alla metà della massima lunghezza d onda che si intende acquisire e la distanza intergeofonica deve essere la metà della minima lunghezza d onda di interesse. Sulla base di queste valutazioni e compatibilmente con la logistica del sito è stato allestito uno stendimento sismico lineare, lungo il quale sono stati disposti e collegati in serie i 24 geofoni con distanza intergeofonica di 3 m; sono stati eseguiti n. 9 punti di energizzazione, organizzati simmetricamente con 3 shots interni ugualmente spaziati e 3 shots esterni per ciascun estremo dello stendimento; è stato utilizzato un sistema di riferimento relativo, il cui origine è posto in corrispondenza dello shot S1 esterno al 1 geofono. Di seguito si riportano in modo sintetico i parametri configurazionali (spaziali e temporali) dell acquisizione lineare: PARAMETRI CONFIGURAZIONALI SISMICA LINEARE Sigla stendimento MW1 Dislivello altimetrico tra gli shots esterni 0 m Lunghezza stendimento compresi shots esterni 99.0 m Lunghezza stendimento ricevitori 69.0 m Numero Geofoni 24 Distanza intergeofonica 3.0 m Numero punti di energizzazione (shots) 9 1 Shot esterno 3 m 2 Shot esterno 9 m 3 Shot esterno 15 m Durata acquisizione 2 s Pre-triggering delay 0 ms Intervallo di campionamento 0.5 ms Numero di campioni per traccia 4000 Massima frequenza campionabile 1 khz SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano - 7 -

8 Per ciascun sito investigato con indagine puntuale (acquisizione del rumore ambientale) prima di disporre il sensore è stata preparata la superficie di appoggio tramite pulizia ed asportazione della vegetazione erbacea eventualmente presente; il corretto accoppiamento del sensore con il terreno è stato garantito attraverso l infissione dei 3 puntali presenti sul basamento, mentre l orizzontalità è stata verificata attraverso la bolla sferica posizionata sul basamento stesso. Nel limite del possibile sono da evitare acquisizioni in prossimità di edifici, alberi e strutture verticali in grado di trasmettere al suolo frequenze proprie di risonanza e da sorgenti impulsive o monocromatiche; una serie di accorgimenti sono contenuti nel Progetto Sesame, La durata dell acquisizione è stata per ciascun sito di 32 minuti con frequenza di campionamento di 125 Hz. 5. Metodo di elaborazione L analisi delle acquisizioni lineari ha permesso di individuare il tempo di primo arrivo in corrispondenza di ciascun ricevitore per ciascun punto di energizzazione, attraverso la procedura di picking manuale; tali valori sono stati riportati in un grafico distanza-tempo per ottenere l andamento delle dromocrone, dal quale è possibile ottenere l andamento delle velocità delle onde analizzate con la profondità (longitudinali V P ); la profondità totale investigata è legata alla lunghezza dello stendimento di ricevitori. La ricostruzione del modello sismostratigrafico può avvenire attraverso l utilizzo di molteplici metodi di interpretazione; tra i metodi disponibili in letteratura si è scelto di utilizzare: o il metodo di interpretazione tradizionale basato sul tempo di intercetta, computando la profondità dei rifrattori in corrispondenza dei soli punti di scoppio (griglia shot-point) ed interpolando linearmente tra uno shot e il successivo; il metodo richiede la scelta a priori del numero di sismostrati costituenti il modello (funzione del modello geologico) e la relativa linearizzazione delle dromocrone; il modello interpretativo del mezzo investigato è di tipo elastico, omogeneo, continuo ed isotropo; questo metodo è applicabile in situazioni litostratigrafiche approssimabili a modelli stratificati a strati piani orizzontali e/o inclinati. Per le analisi interpretative è stato utilizzato il software WinSism versione 10 Seismic Refraction Processing Software (2004) della W-GeoSoft, associato ad altri software autocostruiti; o il metodo di tomografia sismica, generando, dai dati di traveltime ottenuti dal picking, un modello iniziale 1D di velocità, che assume un onda immergente a gradiente di velocità costante; il modello di velocità cosi ottenuto è stato utilizzato come modello di partenza per SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano - 8 -

9 l inversione di velocità 2D condotta utilizzando il software Rayfract (2009), il quale esegue l inversione di velocità dai tempi di viaggio computati adottando il metodo WET (Wavepath Eikonal Traveltime); l analisi definisce una serie di forme d onda che, partendo da uno stesso punto sorgente, compiono percorsi diversi per giungere nello stesso punto ricevitore, impiegando tempi diversi, le cui differenze temporali sono inferiori a metà del periodo della forma d onda più veloce; il metodo modella il percorso di un fascio di raggi per ogni arrivo imponendo infinita la frequenza della sorgente e quindi nulla la lunghezza d onda, in modo tale che solo le proprietà del mezzo attraversato dai raggi d onda influenzino i risultati. Dall osservazione dei modelli interpretativi ottenuti in termini di onde di volume longitudinali è stato ricostruito il modello sismostratigrafico del sito fino alla massima profondità di indagine, che in media è risultata dell ordine dei 20 m. I dati acquisiti in configurazione MASW sono stati eseguiti con diversa distanza della sorgente dal geofono esterno ai due estremi dello stendimento sismico, al fine di verificare la validità delle ipotesi di monodimensionalità (strati piani e paralleli) e di valutare la stabilità della curva di dispersione sperimentale apparente, operazione fondamentale prima di elaborare un modello di rigidezza 1D rappresentativo della risposta del sito. I dati di campagna acquisiti vengono trasformati tramite una doppia trasformata di Fourier in dominio f-k (frequenza numero d onda): i massimi di energia individuati sono associabili alle onde di Rayleigh; per ogni frequenza il picco spettrale è associato a un determinato valore del numero d onda k, da cui è possibile ricavare la velocità di fase delle onde di Rayleigh. Per ciascuna acquisizione si determina quindi la curva di dispersione sperimentale e da queste vengono riconosciuti gli eventi coerenti in ampi intervalli di frequenza, in modo da individuare gli eventi associabili ai diversi modi di propagazione. Dall osservazione delle diverse curve di dispersione sperimentale viene individuata l acquisizione che fornisce una curva di dispersione sperimentale apparente meglio definita per quanto riguarda il modo fondamentale dell onda di Rayleigh; l acquisizione cosi selezionata viene sottoposta a filtraggio, tramite il quale si cerca di rimuovere l influenza delle onde di volume e dei modi superiori dell onda di Rayleigh, al fine di individuare la curva di dispersione sperimentale rappresentativa del sito. Sulla base del modello sismostratigrafico medio individuato con il metodo della sismica a rifrazione in onde longitudinali viene stimato un modello 1D preliminare in termini di V S e, tramite procedura diretta, viene calcolata la relativa curva di dispersione numerica utilizzando il software SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano - 9 -

10 winmasw5.2 (2013) della Eliosoft; la procedura adottata prevede la modifica controllata, sulla base del modello geologico del sito, dei valori di densità di massa ρ, spessore h, velocità delle onde di taglio V SV e del coefficiente di Poisson υ di ciascun strato che costituisce il modello preliminare del sottosuolo, nel rispetto del modello 1D in onde P determinato dalla sismica a rifrazione. L individuazione del profilo di velocità delle onde di taglio rappresentativo del sito avviene integrando tra loro i risultati ottenuti con la modellazione diretta e quelli ottenuti con l inversione automatica. L analisi delle acquisizioni puntuali è stata eseguita rimuovendo eventuali transienti presenti nella registrazione, attraverso la procedura che si basa sul confronto tra la media dell ampiezza del segnale calcolata su un periodo breve di tempo STA (Short Time Average) e quella calcolata su una finestra di tempo più lunga dell ordine delle decine di secondi LTA (Long Time Average); in caso di presenza di lunghi transienti in cui il rapporto STA/LTA rimane all interno dei limiti imposti si opera eliminando le finestre in cui LTA supera un certo valore percentuale del LTA massima calcolata sull intera registrazione. Il segnale ottenuto viene segmentato in finestre di campionamento, il cui numero e lunghezza minima sono funzione della frequenza principale di risonanza f 0 ; per ciascuna finestra di elaborazione sono calcolati gli spettri di Fourier di ciascuna componente, prevedendo una procedura di lisciamento con un opportuna funzione di smoothing (lisciamento triangolare proporzionale al 20%); per ciascuna finestra vengono combinati gli spettri delle componenti orizzontali con una media quadratica e calcolato, frequenza per frequenza, il rapporto tra la componente orizzontale cosi ottenuta e quella verticale; il rapporto HVSR è dato dalla media del valore spettrale delle componenti orizzontali (NS e EW) e il valore spettrale della componente verticale (Z), secondo la formula: I risultati ottenuti da ciascuna finestra di elaborazione sono stati elaborati statisticamente, definendo la curva HV media con la relativa deviazione standard e, per le stesse finestre di elaborazione, è stata analizzata la direzionalità del campo d onda acquisito. L elaborazione dei segnali è stata eseguita tramite il software Geopsy 2.3 (Geopsy team, SESAME European Project, 2005) e il software winmasw 5.2 (2013) della Eliosoft. SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

11 Tramite l applicazione dei criteri del progetto SESAME (2004) sono state valutate le caratteristiche dei picchi di risonanza della curva HV, ove presenti, in termini di affidabilità statistica e chiarezza: la prima parte dei criteri è dedicata alla valutazione dell attendibilità statistica della curva HVSR, ovvero viene valutato se la registrazione sia stata effettuata per un periodo sufficientemente lungo ed analizzata per un numero sufficiente di finestre temporali; la seconda parte dei criteri è dedicata alla valutazione della chiarezza del picco H/V attraverso un analisi morfologica. Di seguito si riportano, estratti dal progetto SESAME WP12 Deliverable D23.12, dicembre 2004 i criteri per la valutazione dell affidabilità statistica e della chiarezza del picco, come sopra descritto: SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

12 6. Risultati Di seguito per ciascun acquisizione eseguita durante la campagna d indagine vengono riportati le elaborazioni e i risultati ottenuti. Per le elaborazioni in termini di sismica a rifrazione sono riportati i tempi di primo arrivo, le dromocrone, i risultati dell interpretazione con il metodo tradizionale del tempo intercetta, la relativa sezione a campitura cromatica e i risultati delle elaborazioni tomografiche. Per le elaborazioni in termini di indagine MASW sono riportati gli spettri fk di ciascuna acquisizione coniugata, i valori massimi relativi riportati sul piano frequenza velocità di fase (f-v f ), la curva di dispersione apparente sperimentale caratteristica del sito e la curva di dispersione numerica che meglio approssima quella sperimentale con il relativo profilo 1D di rigidezza con la profondità. Per le elaborazioni in termini di indagine HVSR sono riportati gli spettri di Fourier medi di ciascuna componente, le curve HV calcolate per ciascuna finestra di elaborazione, la curva HV media e relativa deviazione standard e il grafico della direzionalità della curva HV. 6.1 RISULTATI INDAGINE LINEARE Le coordinate del punto centrale dell indagine lineare sono: Lat Long S1 S9 SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

13 Di seguito si riporta la tabella contenente i parametri di configurazione dello stendimento e il tempo di primo arrivo calcolato per tutti i punti di energizzazione eseguiti: Geofono N shot Distanza relativa (m) Quota relativa (m) Distanza relativa (m) Quota relativa (m) Tempi del primo arrivo per ciascun shot (ms) Di seguito si riporta il relativo diagramma delle dromocrone e il modello 2D ottenuto attraverso il metodo del tempo intercetta applicando la griglia shot-point e la rappresentazione grafica a campitura cromatica: SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

14 NE U1 SW U2 U3 U4 Di seguito si riportano per i punti di energizzazione interni allo stendimento e prossimi alle estremità i valori sperimentali della velocità delle onde longitudinali P (V P ) e la profondità (Z) delle 3 interfacce elastiche individuate (U1-U2; U2-U3;U3-U4): S3 S4 S5 S6 S7 Z (m) V P (m/s) Z (m) V P (m/s) Z (m) V P (m/s) Z (m) V P (m/s) Z (m) V P (m/s) L elaborazione con la tecnica tradizionale del tempo intercetta evidenzia la presenza di un primo sismo-strato superficiale U1 di spessore dell ordine di m, caratterizzato da valori di V P compresi tra 320 e 360 m/s, poggiante su un secondo sismo-strato U2 di spessore variabile da 9.0 a 10.0 m, caratterizzato da valori di V P compresi tra 750 e 820 m/s; al di sotto del secondo sismostrato è presente un terzo sismo-strato U3 di spessore variabile da 7.0 a 9.0 m, caratterizzato da valori di V P compresi tra 1200 e 1400 m/s, poggiante su un quarto sismo-strato U4 non rilevato dall indagine, caratterizzato da valori di V P compresi tra 1900 e 2200 m/s. Dai dati di traveltime, mediante inversione Delta t-v, è stato ottenuto un modello 1D di velocità V P, successivamente ottimizzato attraverso il metodo di inversione 2D WET, modellando il percorso di un fascio di raggi per ogni arrivo; di seguito si riporta il modello 1D iniziale e la successiva soluzione tomografica WET, ove si evidenziano le 3 unità sismo-stratigrafiche sopra individuate: SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

15 U2 U1 U3 U4 NE SW L elaborazione tomografica conferma quanto evidenziato con il metodo del tempo intercetta, individuando per ciascuna unità i seguenti intervalli di variabilità in termini di V P : valori inferiori a 400 m/s per l U1, valori compresi tra 600 e 900 m/s per l U2, valori tra 1000 e 1500 m/s per l U3 e valori superiori a 1800 m/s per l U4. Dalle acquisizioni eseguite agli estremi dello stendimento sono stati ottenuti i relativi spettri fk: essi in generale mostrano evidenti influenze del fenomeno del mode splitting e la curva di dispersione apparente tende ad assumere un andamento diverso da quello del modo fondamentale dell Onda di Rayleigh. Di seguito si riportano gli spettri fk e la rappresentazione dei massimi relativi nel piano frequenzavelocità di fase per le 3 serie di acquisizioni coniugate eseguite lungo lo stendimento: SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

16 S1 S2 S3 S9 S8 S7 S1 S2 S3 S7 S8 S9 Per individuare la curva di dispersione sperimentale caratteristica del sito ed identificare la minima frequenza, ove sono realmente presenti segnali con sufficiente coerenza, è stata eseguita un analisi di coerenza su tutti i segnali acquisiti: in generale i segnali sono risultati coerenti fino a 15 Hz, che rappresenta la minima frequenza utile, a cui è legata la massima profondità investigata dall indagine. Dalle elaborazioni sopra riportate è stato possibile individuare l acquisizione ritenuta migliore in termini di definizione e coerenza alle basse frequenze (S8), da sottoporre a filtraggio, al fine di rimuovere o comunque ridurre l influenza dei modi superiori dell onda di Rayleigh. SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

17 Di seguito si riportano gli spettri frequenza - velocità di fase f-v f prima (a sinistra) e dopo (a destra) le operazioni di filtraggio: Con riferimento al modello monodimensionale in termini di onde di volume longitudinali ricavato per i primi 20 m con la sismica a rifrazione, associato alle conoscenze geologiche disponibili per il sito, è stato individuato un modello di rigidezza preliminare, al quale ci si è riferiti durante le elaborazioni eseguite sia in procedura diretta sia tramite l inversione automatica a mezzo di algoritmo genetico. Di seguito si riporta a sinistra la curva di dispersione sperimentale individuata sullo spettro f-v f filtrato e l andamento del modello di rigidezza preliminare, mentre a destra i risultati della modellazione condotta in procedura diretta sul modello preliminare, attraverso la determinazione della curva di dispersione numerica del modo fondamentale e dei primi due modi superiori dell Onda di Rayleigh sovrapposti alla curva di dispersione osservata. Sovrapposti al profilo di rigidezza preliminare sono evidenziati in verde i campi di incertezza in termini di spessore e valore di V S di ciascun sismo-strato, considerati nella procedura di inversione automatica: SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

18 I risultati dell inversione automatica sono di seguito riportati: il modello preliminare di partenza, il modello medio calcolato secondo l operazione statistica MPPD (Dal Moro et al., 2006) e il modello migliore in termini di discrepanza tra curva di dispersione osservata e quella calcolata sono riportate nella tabella seguente, ove S e V S indicano rispettivamente il valore di spessore e velocità delle onde S di ciascun sismo-strato considerato: Unità Modello preliminare Modello medio Modello migliore S (m) V S (m/s) S (m) V S (m/s) S (m) V S (m/s) U U U U SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

19 L indagine MASW ha permesso di individuare il seguente profilo di rigidezza medio, in cui i valori assoluti dello spessore e delle velocità di ciascuna unità sono da considerarsi affetti da una certa variabilità legata all indeterminatezza del problema inverso e al fatto che tale profilo rappresenta una delle tante soluzioni possibili: PROFILO MEDIO VS MASW Unità s (m) Z (m) (g/cm 3 ) V S (m/s) V P (m/s) Fonte del dato U U U U SIMBOLOGIA s = spessore unità Z = profondità letto unità = densità (stimato da dati di letteratura) = coefficiente di Poisson V S = velocità delle onde di taglio V P = velocità delle onde di compressione Dati desunti dall indagine di sismica a rifrazione e MASW ANDAMENTO DELLE Vs CON LA PROFONDITA' Vs (m/s) Z (m) SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano 19

20 6.2 RISULTATI INDAGINI PUNTUALI INDAGINE HVSR n. 1 LOCALITA SAN ZENO DATA: 17/03/2015 ORA: 10:30 LUOGO: Mazzano (BS) OPERATORI: Geol. Massimo Compagnoni Ing. Stefano Munda TIPO GPS: Garmin etrex Vista LATITUDINE: 45 31'5.35'' N LONGITUDINE: 10 21'38'' E ALTITUDINE: 158 m TIPO STAZIONE : Stazione Singola TIPO SENSORE: Veloget 3D 1 Hz e Geode a 24 canali della Geometrics con estensione di banda fino a 0,6 Hz N STAZIONE: 1 N SENSORE: 1 DIRECTORY: - NOME FILE: - PUNTO: HVSR1 GUADAGNO: - FREQ. CAMP. 125 Hz DURATA REG: 32 min CONDIZIONI METEO VENTO no debole medio forte Misure: PIOGGIA no debole medio forte Misure: Temperatura 10 C Osservazioni: terra ghiaia sabbia roccia erba TIPO TERRENO asfalto cemento cls pavimentato altro terreno asciutto terreno bagnato Osservazioni: ACCOPIAMENTO ARTIFICIALE TERRENO STRUMENTO no si, tipo: DENSITA EDIFICI no sparpagliati addensati altro, tipo: TRANSITI macchine nessuno poco frequenti moderato frequenti molto frequenti distanza (m) SORGENTI DI RUMORE (fabbriche,lavori,fiumi,..) no si, tipo: STRUTTURE VICINE (alberi,edifici,ponti,strutture sotterranee,..) (descrizione,altezza,distanza) camion pedoni altro SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

21 Vista verso N Vista verso S Vista verso E Vista verso W SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

22 Ubicazione dell indagine Campo di moto acquisito nelle tre direzioni SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

23 Rimozione transienti (STA = 1 s; LTA = 30 s; min STA/LTA = 0.5; max STA/LTA = 2.0) e fenestratura del segnale utile (numero 37 finestre di lunghezza 30 s senza sovrapposizione) E-W N-S Z Spettri di ampiezza calcolati per ciascuna finestra e per ciascuna componente: in basso a destra gli spettri di ampiezza medi di ciascuna componente (E-W: Rossa N-S: Verde Z: Blu) SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

24 Curve HV calcolate per ciascuna finestra di elaborazione (a sinistra) e curva HV media e relativa deviazione standard (a destra) Grafico di direzionalità della curva HV f 0 >10/Lw Picco H/V 18.9 Hz ± 1.6 Criteri per una curva H/V affidabile [Tutti 3 dovrebbero risultare soddisfatti] > OK f 0 >10/Lw Picco H/V 5.9 Hz ± 0.8 Criteri per una curva H/V affidabile [Tutti 3 dovrebbero risultare soddisfatti] 5.95 > OK n c (f 0 )> > 200 OK n c (f 0 )> > 200 OK σa(f) < 2 per 0.5f 0 < f < 2f 0 se f 0 >0.5Hz f 0>0.5Hz SI σa(f) < 3 per 0.5f 0 < f < 2f 0 se f 0 < 0.5Hz f 0<0.5Hz NO OK Criteri per un picco H/V chiaro [Almeno 5 su 6 dovrebbero essere soddisfatti] Esiste f - in [f 0 /4, f 0 ] A H/V (f - ) < A 0 /2 Esiste f + in [f 0, 4f 0 ] A H/V (f + ) < A 0 /2 NO NO A 0 > > 2 OK f picco [A H/V (f) ±σ A (f)] = f 0 ± 5% 0.05 < 0.05 OK σ f < ε(f 0 ) < NO σ A (f 0 ) < θ(f 0 ) < OK σa(f) < 2 per 0.5f 0 < f < 2f 0 se f 0 >0.5Hz f 0>0.5Hz SI σa(f) < 3 per 0.5f 0 < f < 2f 0 se f 0 < 0.5Hz f 0<0.5Hz NO OK Criteri per un picco H/V chiaro [Almeno 5 su 6 dovrebbero essere soddisfatti] Esiste f - in [f 0 /4, f 0 ] A H/V (f - ) < A 0 /2 Esiste f + in [f 0, 4f 0 ] A H/V (f + ) < A 0 /2 OK OK A 0 > > 2 NO f picco [A H/V (f) ±σ A (f)] = f 0 ± 5% 0.18 < 0.05 NO σ f < ε(f 0 ) < NO σ A (f 0 ) < θ(f 0 ) < OK Criteri Sesame, 2004 per la valutazione dell affidabilità statistica della curva HV e della chiarezza dei picchi di risonanza individuati SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

25 INDAGINE HVSR n. 2 LOCALITA MUNICIPIO DATA: 17/03/2015 ORA: 9:30 LUOGO: Mazzano (BS) OPERATORI: Geol. Massimo Compagnoni Ing. Stefano Munda TIPO GPS: Garmin etrex Vista LATITUDINE: 45 30'19.80'' N LONGITUDINE: 10 21'22.78'' E ALTITUDINE: 152 m TIPO STAZIONE : Stazione Singola TIPO SENSORE: Veloget 3D 1 Hz e Geode a 24 canali della Geometrics con estensione di banda fino a 0,6 Hz N STAZIONE: 1 N SENSORE: 1 DIRECTORY: - NOME FILE: - PUNTO: HVSR2 GUADAGNO: - FREQ. CAMP. 125 Hz DURATA REG: 32 min CONDIZIONI METEO VENTO no debole medio forte Misure: PIOGGIA no debole medio forte Misure: Temperatura 7 C Osservazioni: terra ghiaia sabbia roccia erba TIPO TERRENO asfalto cemento cls pavimentato altro terreno asciutto terreno bagnato Osservazioni: ACCOPIAMENTO ARTIFICIALE TERRENO STRUMENTO no si, tipo: DENSITA EDIFICI no sparpagliati addensati altro, tipo: TRANSITI nessuno poco frequenti moderato frequenti molto frequenti distanza (m) macchine 50 camion 150 pedoni 200 altro SORGENTI DI RUMORE (fabbriche,lavori,fiumi,..) no si, tipo: STRUTTURE VICINE (alberi,edifici,ponti,strutture sotterranee,..) (descrizione,altezza,distanza) SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

26 Vista verso N Vista verso S Vista verso E Vista verso W SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

27 Ubicazione dell indagine Campo di moto acquisito nelle tre direzioni SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

28 Rimozione transienti (STA = 1 s; LTA = 30 s; min STA/LTA = 0.5; max STA/LTA = 2.0) e fenestratura del segnale utile (numero 37 finestre di lunghezza 30 s senza sovrapposizione) E-W N-S Z Spettri di ampiezza calcolati per ciascuna finestra e per ciascuna componente: in basso a destra gli spettri di ampiezza medi di ciascuna componente (E-W: Rossa N-S: Verde Z: Blu) SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

29 Curve HV calcolate per ciascuna finestra di elaborazione (a sinistra) e curva HV media e relativa deviazione standard (a destra) Grafico di direzionalità della curva HV f 0 >10/Lw Picco H/V 17.4 Hz ± 1.5 Criteri per una curva H/V affidabile [Tutti 3 dovrebbero risultare soddisfatti] > OK f 0 >10/Lw Picco H/V 7.4 Hz ± 0.4 Criteri per una curva H/V affidabile [Tutti 3 dovrebbero risultare soddisfatti] 7.38 > OK n c (f 0 )> > 200 OK n c (f 0 )> > 200 OK σa(f) < 2 per 0.5f 0 < f < 2f 0 se f 0 >0.5Hz f 0>0.5Hz SI σa(f) < 3 per 0.5f 0 < f < 2f 0 se f 0 < 0.5Hz f 0<0.5Hz NO OK Criteri per un picco H/V chiaro [Almeno 5 su 6 dovrebbero essere soddisfatti] Esiste f - in [f 0 /4, f 0 ] A H/V (f - ) < A 0 /2 Esiste f + in [f 0, 4f 0 ] A H/V (f + ) < A 0 /2 NO NO A 0 > > 2 NO f picco [A H/V (f) ±σ A (f)] = f 0 ± 5% 0.06 < 0.05 NO σ f < ε(f 0 ) < NO σ A (f 0 ) < θ(f 0 ) < OK σa(f) < 2 per 0.5f 0 < f < 2f 0 se f 0 >0.5Hz f 0>0.5Hz SI σa(f) < 3 per 0.5f 0 < f < 2f 0 se f 0 < 0.5Hz f 0<0.5Hz NO OK Criteri per un picco H/V chiaro [Almeno 5 su 6 dovrebbero essere soddisfatti] Esiste f - in [f 0 /4, f 0 ] A H/V (f - ) < A 0 /2 Esiste f + in [f 0, 4f 0 ] A H/V (f + ) < A 0 /2 OK OK A 0 > > 2 NO f picco [A H/V (f) ±σ A (f)] = f 0 ± 5% 0.02 < 0.05 OK σ f < ε(f 0 ) < NO σ A (f 0 ) < θ(f 0 ) < OK Criteri Sesame, 2004 per la valutazione dell affidabilità statistica della curva HV e della chiarezza dei picchi di risonanza individuati SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

30 INDAGINE HVSR n. 3 LOCALITA MAZZANO DATA: 17/03/2015 ORA: 11:40 LUOGO: Mazzano (BS) OPERATORI: Geol. Massimo Compagnoni Ing. Stefano Munda TIPO GPS: Garmin etrex Vista LATITUDINE: 45 31'7.72'' N LONGITUDINE: 10 21'7.19'' E ALTITUDINE: 158 m TIPO STAZIONE : Stazione Singola TIPO SENSORE: Veloget 3D 1 Hz e Geode a 24 canali della Geometrics con estensione di banda fino a 0,6 Hz N STAZIONE: 1 N SENSORE: 1 DIRECTORY: - NOME FILE: - PUNTO: HVSR3 GUADAGNO: - FREQ. CAMP. 125 Hz DURATA REG: 32 min CONDIZIONI METEO VENTO no debole medio forte Misure: PIOGGIA no debole medio forte Misure: Temperatura 12 C Osservazioni: terra ghiaia sabbia roccia erba TIPO TERRENO asfalto cemento cls pavimentato altro terreno asciutto terreno bagnato Osservazioni: ACCOPIAMENTO ARTIFICIALE TERRENO STRUMENTO no si, tipo: DENSITA EDIFICI no sparpagliati addensati altro, tipo: TRANSITI nessuno poco frequenti moderato frequenti molto frequenti distanza (m) macchine 30 camion 30 pedoni 30 altro SORGENTI DI RUMORE (fabbriche,lavori,fiumi,..) no si, tipo: STRUTTURE VICINE (alberi,edifici,ponti,strutture sotterranee,..) (descrizione,altezza,distanza) SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

31 Vista verso N Vista verso S Vista verso E Vista verso W SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

32 Ubicazione dell indagine Campo di moto acquisito nelle tre direzioni SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

33 Rimozione transienti (STA = 1 s; LTA = 20 s; min STA/LTA = 0.3; max STA/LTA = 3.0) e fenestratura del segnale utile (numero 40 finestre di lunghezza 30 s senza sovrapposizione) E-W N-S Z Spettri di ampiezza calcolati per ciascuna finestra e per ciascuna componente: in basso a destra gli spettri di ampiezza medi di ciascuna componente (E-W: Rossa N-S: Verde Z: Blu) SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

34 Curve HV calcolate per ciascuna finestra di elaborazione (a sinistra) e curva HV media e relativa deviazione standard (a destra) Grafico di direzionalità della curva HV f 0 >10/Lw Picco H/V 15.8 Hz ± 1.3 Criteri per una curva H/V affidabile [Tutti 3 dovrebbero risultare soddisfatti] > OK f 0 >10/Lw Picco H/V 1.8 Hz ± 0.2 Criteri per una curva H/V affidabile [Tutti 3 dovrebbero risultare soddisfatti] 1.77 > OK n c (f 0 )> > 200 OK n c (f 0 )> > 200 OK σa(f) < 2 per 0.5f 0 < f < 2f 0 se f 0 >0.5Hz f 0>0.5Hz SI σa(f) < 3 per 0.5f 0 < f < 2f 0 se f 0 < 0.5Hz f 0<0.5Hz NO OK Criteri per un picco H/V chiaro [Almeno 5 su 6 dovrebbero essere soddisfatti] Esiste f - in [f 0 /4, f 0 ] A H/V (f - ) < A 0 /2 Esiste f + in [f 0, 4f 0 ] A H/V (f + ) < A 0 /2 OK OK A 0 > > 2 OK f picco [A H/V (f) ±σ A (f)] = f 0 ± 5% 0.03 < 0.05 OK σ f < ε(f 0 ) < NO σ A (f 0 ) < θ(f 0 ) < OK σa(f) < 2 per 0.5f 0 < f < 2f 0 se f 0 >0.5Hz f 0>0.5Hz SI σa(f) < 3 per 0.5f 0 < f < 2f 0 se f 0 < 0.5Hz f 0<0.5Hz NO OK Criteri per un picco H/V chiaro [Almeno 5 su 6 dovrebbero essere soddisfatti] Esiste f - in [f 0 /4, f 0 ] A H/V (f - ) < A 0 /2 Esiste f + in [f 0, 4f 0 ] A H/V (f + ) < A 0 /2 OK OK A 0 > > 2 OK f picco [A H/V (f) ±σ A (f)] = f 0 ± 5% 0.02 < 0.05 OK σ f < ε(f 0 ) < NO σ A (f 0 ) < θ(f 0 ) < OK Criteri Sesame, 2004 per la valutazione dell affidabilità statistica della curva HV e della chiarezza dei picchi di risonanza individuati SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

35 INDAGINE HVSR n. 4 LOCALITA SANTELLONE DATA: 17/03/2015 ORA: 12:45 LUOGO: Mazzano (BS) OPERATORI: Geol. Massimo Compagnoni Ing. Stefano Munda TIPO GPS: Garmin etrex Vista LATITUDINE: 45 29'38.77'' N LONGITUDINE: 10 22'4.58'' E ALTITUDINE: 149 m TIPO STAZIONE : Stazione Singola TIPO SENSORE: Veloget 3D 1 Hz e Geode a 24 canali della Geometrics con estensione di banda fino a 0,6 Hz N STAZIONE: 1 N SENSORE: 1 DIRECTORY: - NOME FILE: - PUNTO: HVSR4 GUADAGNO: - FREQ. CAMP. 125 Hz DURATA REG: 32 min CONDIZIONI METEO VENTO no debole medio forte Misure: PIOGGIA no debole medio forte Misure: Temperatura 14 C Osservazioni: terra ghiaia sabbia roccia erba TIPO TERRENO asfalto cemento cls pavimentato altro terreno asciutto terreno bagnato Osservazioni: ACCOPIAMENTO ARTIFICIALE TERRENO STRUMENTO no si, tipo: DENSITA EDIFICI no sparpagliati addensati altro, tipo: TRANSITI nessuno poco frequenti moderato frequenti molto frequenti distanza (m) macchine 20 camion pedoni altro SORGENTI DI RUMORE (fabbriche,lavori,fiumi,..) no si, tipo: STRUTTURE VICINE (alberi,edifici,ponti,strutture sotterranee,..) (descrizione,altezza,distanza) SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

36 Vista verso N Vista verso S Vista verso E Vista verso W SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

37 Ubicazione dell indagine Campo di moto acquisito nelle tre direzioni SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

38 Rimozione transienti (STA = 1 s; LTA = 20 s; min STA/LTA = 0.4; max STA/LTA = 2.5) e fenestratura del segnale utile (numero 33 finestre di lunghezza 30 s senza sovrapposizione) E-W N-S Z Spettri di ampiezza calcolati per ciascuna finestra e per ciascuna componente: in basso a destra gli spettri di ampiezza medi di ciascuna componente (E-W: Rossa N-S: Verde Z: Blu) SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

39 Curve HV calcolate per ciascuna finestra di elaborazione (a sinistra) e curva HV media e relativa deviazione standard (a destra) Grafico di direzionalità della curva HV f 0 >10/Lw Picco H/V 18.9 Hz ± 2.0 Criteri per una curva H/V affidabile [Tutti 3 dovrebbero risultare soddisfatti] > OK f 0 >10/Lw Picco H/V 6.6 Hz ± 0.7 Criteri per una curva H/V affidabile [Tutti 3 dovrebbero risultare soddisfatti] 6.60 > OK n c (f 0 )> > 200 OK n c (f 0 )> > 200 OK σa(f) < 2 per 0.5f 0 < f < 2f 0 se f 0 >0.5Hz f 0>0.5Hz SI σa(f) < 3 per 0.5f 0 < f < 2f 0 se f 0 < 0.5Hz f 0<0.5Hz NO OK Criteri per un picco H/V chiaro [Almeno 5 su 6 dovrebbero essere soddisfatti] Esiste f - in [f 0 /4, f 0 ] A H/V (f - ) < A 0 /2 Esiste f + in [f 0, 4f 0 ] A H/V (f + ) < A 0 /2 NO NO A 0 > > 2 NO f picco [A H/V (f) ±σ A (f)] = f 0 ± 5% 0.02 < 0.05 OK σ f < ε(f 0 ) < NO σ A (f 0 ) < θ(f 0 ) < OK σa(f) < 2 per 0.5f 0 < f < 2f 0 se f 0 >0.5Hz f 0>0.5Hz SI σa(f) < 3 per 0.5f 0 < f < 2f 0 se f 0 < 0.5Hz f 0<0.5Hz NO OK Criteri per un picco H/V chiaro [Almeno 5 su 6 dovrebbero essere soddisfatti] Esiste f - in [f 0 /4, f 0 ] A H/V (f - ) < A 0 /2 Esiste f + in [f 0, 4f 0 ] A H/V (f + ) < A 0 /2 OK OK A 0 > > 2 NO f picco [A H/V (f) ±σ A (f)] = f 0 ± 5% 0.12 < 0.05 NO σ f < ε(f 0 ) < NO σ A (f 0 ) < θ(f 0 ) < OK Criteri Sesame, 2004 per la valutazione dell affidabilità statistica della curva HV e della chiarezza dei picchi di risonanza individuati SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

40 INDAGINE HVSR n. 5 LOCALITA BORGO CALDANA DATA: 17/03/2015 ORA: 11:40 LUOGO: Mazzano (BS) OPERATORI: Geol. Massimo Compagnoni Ing. Stefano Munda TIPO GPS: Garmin etrex Vista LATITUDINE: 45 29'24.29'' N LONGITUDINE: 10 20'51.08'' E ALTITUDINE: 145 m TIPO STAZIONE : Stazione Singola TIPO SENSORE: Veloget 3D 1 Hz e Geode a 24 canali della Geometrics con estensione di banda fino a 0,6 Hz N STAZIONE: 1 N SENSORE: 1 DIRECTORY: - NOME FILE: - PUNTO: HVSR5 GUADAGNO: - FREQ. CAMP. 125 Hz DURATA REG: 32 min CONDIZIONI METEO VENTO no debole medio forte Misure: PIOGGIA no debole medio forte Misure: Temperatura 14 C Osservazioni: terra ghiaia sabbia roccia erba TIPO TERRENO asfalto cemento cls pavimentato altro terreno asciutto terreno bagnato Osservazioni: ACCOPIAMENTO ARTIFICIALE TERRENO STRUMENTO no si, tipo: DENSITA EDIFICI no sparpagliati addensati altro, tipo: TRANSITI nessuno poco frequenti moderato frequenti molto frequenti distanza (m) macchine 30 camion pedoni altro SORGENTI DI RUMORE (fabbriche,lavori,fiumi,..) no si, tipo: STRUTTURE VICINE (alberi,edifici,ponti,strutture sotterranee,..) (descrizione,altezza,distanza) SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

41 Vista verso N Vista verso S Vista verso E Vista verso W SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

42 Ubicazione dell indagine Campo di moto acquisito nelle tre direzioni SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

43 Rimozione transienti (STA = 1 s; LTA = 20 s; min STA/LTA = 0.5; max STA/LTA = 2.0) e fenestratura del segnale utile (numero 30 finestre di lunghezza 30 s senza sovrapposizione) E-W N-S Z Spettri di ampiezza calcolati per ciascuna finestra e per ciascuna componente: in basso a destra gli spettri di ampiezza medi di ciascuna componente (E-W: Rossa N-S: Verde Z: Blu) SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

44 Curve HV calcolate per ciascuna finestra di elaborazione (a sinistra) e curva HV media e relativa deviazione standard (a destra) Grafico di direzionalità della curva HV f 0 >10/Lw Picco H/V 21.7 Hz ± 1.5 Criteri per una curva H/V affidabile [Tutti 3 dovrebbero risultare soddisfatti] > OK f 0 >10/Lw Picco H/V 6.7 Hz ± 0.4 Criteri per una curva H/V affidabile [Tutti 3 dovrebbero risultare soddisfatti] 6.67 > OK n c (f 0 )> > 200 OK n c (f 0 )> > 200 OK σa(f) < 2 per 0.5f 0 < f < 2f 0 se f 0 >0.5Hz f 0>0.5Hz SI σa(f) < 3 per 0.5f 0 < f < 2f 0 se f 0 < 0.5Hz f 0<0.5Hz NO OK Criteri per un picco H/V chiaro [Almeno 5 su 6 dovrebbero essere soddisfatti] Esiste f - in [f 0 /4, f 0 ] A H/V (f - ) < A 0 /2 Esiste f + in [f 0, 4f 0 ] A H/V (f + ) < A 0 /2 NO NO A 0 > > 2 OK f picco [A H/V (f) ±σ A (f)] = f 0 ± 5% 0.02 < 0.05 OK σ f < ε(f 0 ) < NO σ A (f 0 ) < θ(f 0 ) < OK σa(f) < 2 per 0.5f 0 < f < 2f 0 se f 0 >0.5Hz f 0>0.5Hz SI σa(f) < 3 per 0.5f 0 < f < 2f 0 se f 0 < 0.5Hz f 0<0.5Hz NO OK Criteri per un picco H/V chiaro [Almeno 5 su 6 dovrebbero essere soddisfatti] Esiste f - in [f 0 /4, f 0 ] A H/V (f - ) < A 0 /2 Esiste f + in [f 0, 4f 0 ] A H/V (f + ) < A 0 /2 OK OK A 0 > > 2 OK f picco [A H/V (f) ±σ A (f)] = f 0 ± 5% 0.02 < 0.05 OK σ f < ε(f 0 ) < NO σ A (f 0 ) < θ(f 0 ) < OK Criteri Sesame, 2004 per la valutazione dell affidabilità statistica della curva HV e della chiarezza dei picchi di risonanza individuati SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano

45 7. Considerazioni finali L utilizzo del dato derivato dalle acquisizioni HVSR ha un utilità prevalentemente di tipo esplorativo, in quanto finalizzato ad individuare la presenza di fenomeni di risonanza sismica, dando indicazioni sulle frequenze interessate dal fenomeno; in aggiunta, sulla base delle indagini sismiche lineari disponibili e dei dati geologici è possibile fornire indicazioni relative all entità del contrasto di impedenza responsabile del fenomeno di risonanza e allo spessore delle coperture che ne sono responsabili, adottando la relazione, valida solo per i casi semplici di copertura soffice di spessore h poggiante su substrato più rigido, che lega lo spessore h e la velocità media delle onde S all interno della copertura con la frequenza di risonanza fondamentale f: I risultati della campagna di indagine HVSR permette di individuare 3 tipologie di risposta nei siti investigati: - Assenza di fenomeni di risonanza nel sottosuolo e presenza di un graduale aumento di rigidezza dei materiali con la profondità in corrispondenza dei punti 1, 2 e 4; - Presenza di risonanza a frequenza dell ordine dei 6 Hz nel punto 5; - Presenza di risonanza a frequenza dell ordine dei Hz nel punto 3. Le indagine lineari hanno messo in evidenza la presenza di 3 sismo-strati a rigidezza crescente poggianti su un quarto sismo-strato più rigido in grado di generare il picco di risonanza a circa 6 Hz evidenziato dalla curva HVSR n. 5. La combinazione tra le diverse tipologia di indagine ha permesso di ricostruire un modello del sottosuolo affidabile, grazie alla maggior ridondanza delle informazioni acquisite. SismoSoilLab Piazza Leonardo Da Vinci, Milano