FREQUENZE DI RISONANZA

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1 FREQUENZE DI RISONANZA AMPLIFICAZIONE 250,0 200,0 HV_RAYLEIGH_1 ONDE_S_1 AMPIEZZA 150,0 100,0 50,0 0,0 sito 1 h Vs (m) (m/s) ,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 frequenza (Hz)

2 FREQUENZE DI RISONANZA AMPLIFICAZIONE AMPIEZZA 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 sito 2 h Vs (m) (m/s) HV_RAYLEIGH_ 2 ONDE_S_2 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 frequenza (Hz)

3 FREQUENZE DI RISONANZA AMPLIFICAZIONE AMPIEZZA ZA 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 HV_RAYLEIGH_ 3 ONDE_S_3_D1% ONDE_S_3_D5% sito 3 h Vs (m) (m/s) ,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 frequenza (Hz)

4 CHIARIMENTI NTC 2008 DEL FEBBRAIO 2009 NO HVSR (NAKAMURA) X Vs30 SOLO PER RISONANZA

5 HVSR (NAKAMURA)

6 FREQUENZE DI RISONANZA

16 2.1.2 Condizioni di Reliability della curva HVSR: 1) In corrispondenza della frequenza del picco di interesse, vi siano almeno 10 cicli significativi in ogni finestra temporale individuata nel segnale registrato 2) È necessario utilizzare un grande numero di finestre temporali e di cicli, almeno 200 cicli 3) Il livello di scattering, cioè di dispersione delle curve HVSR ottenute nelle diverse finestre temporali deve essere moderato, altrimenti potrebbe essere un sintomo di un rumore ambientale fortemente non-stazionario, che influenza la forma della curva HVSR in maniera non ripetibile. Le condizioni 1) e 2) confermano che la durata del segnale registrato sia sufficientemente estesa, la condizione 3) assicura che la curva HVSR misurata sia di buona qualità e poco dispersa.

17 2.1.3 Condizioni di Clearity del picco massimo: Condizioni sull Ampiezza: 4) Esiste una frequenza f-, compresa tra f0/4 e f0, tale che A0 / AH/V (f-) > 2 5) Esiste un altra frequenza f+, compresa tra f0 e 4.f0, tale che A0 / AH/V (f+) > 2 6) Deve essere A0 > 2 Le condizioni 4) e 5) confermano che il picco sia sufficientemente isolato sia a sinistra (condizione 4), sia a destra (condizione 5) del picco. La condizione 6) assicura che il picco sia sufficientemente elevato e questo dipende dall entità del contrasto di rigidezza tra gli strati.

18 Condizioni sulla Stabilità della curva HVSR: 7) Il picco dovrebbe comparire alla stessa frequenza (entro il ± 5%) nelle curve H/V corrispondenti alla media + e- lo standard deviation. 8) Lo scarto quadratico medio σf deve essere inferiore ad un valore limite (f) dipendente dalla frequenza come riportato nella Tabella ) Deve essere σa (f0) inferiore ad un valore limite θ(f) dipendente dalla frequenza come riportato in Tabella 2.1. Le condizioni 7), 8) e 9) confermano che la curva HVSR misurata sia stabile, cioè di buona qualità e poco dispersa.

19 In aggiunta alle condizioni sopra riportate occorre sempre verificare che: a) La frequenza di picco f0 sia compatibile con la frequenza cut-off del geofono fsensor : Se f0 è inferiore ad 1 Hz, mentre invece il geofono ha una frequenza di risonanza maggiore, allora occorre verificare l attendibilità del picco. b) Il picco individuato non sia di origine industriale o artificiale.

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28 Esempio 1 (STRONG PEAK) L esempio che segue si riferisce ad un sito denominato Strong_Peak e riportato dal progetto SESAME come esempio. Tale esempio è stato considerato come test di validazione dei risultati del software HVSR. I dati di input della misura sono: Tempo totale di acquisizione: 900 sec Delta time di acquisizione: 5 ms Frequenza di campionamento: 200 Hz Componenti rilevate: z, x, y. I dati di elaborazione della misura sono: finestra temporale per il calcolo delle curve HV: 60 sec delta frequenza: 0,4 Hz frequenza massima considerata: 20 Hz

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31 Esempio 2 (Fisciano Foresta) L esempio che segue si riferisce ad un sito a Fisciano (Salerno) dove in occasione del seminario Caratterizzazione Geotecnica Sismica con metodo MASW-REMI organizzato il 4 Febbraio 2011 dall Ordine dei Geologi della Campania sono state eseguite sia la misura per la curva HVSR sia la prova MASW. I dati di input della misura sono: Tempo totale di acquisizione: 1800 sec Delta time di acquisizione: 8 ms Frequenza di campionamento: 125 Hz Componenti rilevate: z, x, y. I dati di elaborazione della misura sono: finestra temporale per il calcolo delle curve HV: 60 sec delta frequenza: 0,4 Hz frequenza massima considerata: 20 Hz

32 f = Vs / (4h) f_misurata f_teorica h Vs_equivalente (Hz) (Hz) (m) (m/s) 1,7 1, ,7 1, ,7 1, ,7 1, ,7 1, ,7 1, Tabella 5.4: combinazioni di h e Vs equivalente a parità di f_picco =1,7 Hz.

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35 Esempio 3 (Casenuove Piazzale - Mariotti) L esempio che segue si riferisce ad un sito denominato Casenuove piazzale e non si dispongono di altre indagini geognostiche o di informazioni geologiche-geotecniche. I dati di input della misura sono: Tempo totale di acquisizione: 180 sec Delta time di acquisizione: 5 ms Frequenza di campionamento: 200 Hz Componenti rilevate: z, x, y. I dati di elaborazione della misura sono: finestra temporale per il calcolo delle curve HV: 60 sec delta frequenza: 0,4 Hz frequenza massima considerata: 20 Hz

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37 Esempio 6 (Montorio-Di Bartolomeo) Nel sito in esame sono state eseguite diverse misure HVSR. Le informazioni geologiche-geotecniche disponibili indicano: circa 5m di colluvioni, poi 5m di sabbie ghiaiose, a circa 10m learenarie formazione della Laga I dati di input della misura sono: Tempo totale di acquisizione: 1200 sec Delta time di acquisizione: 8 ms Frequenza di campionamento: 125 Hz Componenti rilevate: z, x, y. I dati di elaborazione della misura sono: finestra temporale per il calcolo delle curve HV: 60 sec delta frequenza: 0,4 Hz frequenza massima considerata: 20 Hz

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39 Esempio 7 (CARDINALE - TUCCI) Nel sito in esame sono state eseguite diverse misure e si dispone de seguenti informazioni geologiche-geotecniche: da 0 a 10m sabbie e limi alluvionali da 10m bedrock granitico falda a -4m. E inoltre disponibile una prova MASW che consente di vincolare l indeterminazione del profilo di Vs (Figura 5.37). I dati di input della misura sono: Tempo totale di acquisizione: 901 sec Delta time di acquisizione: 5 ms Frequenza di campionamento: 100 Hz Componenti rilevate: z, x, y. I dati di elaborazione della misura sono: finestra temporale per il calcolo delle curve HV: 60 sec delta frequenza: 0,4 Hz frequenza massima considerata: 20 Hz

40 MASW

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42 Esempio 8 (SOVERATO CIMITERO - TUCCI) Nel sito in esame sono state eseguite misure HVSR e si dispone delle seguenti informazioni geologiche-geotecniche: da 0 a 5m terrazzo di sabbie conglomeratiche da 5m a 10m zona di transizione tra le sabbie e il granito (granito molto fratturato) da 10m granito più compatto I dati di input della misura sono: Tempo totale di acquisizione: 900 sec Delta time di acquisizione: 5 ms Frequenza di campionamento: 100 Hz Componenti rilevate: z, x, y. I dati di elaborazione della misura sono: finestra temporale per il calcolo delle curve HV: 60 sec delta frequenza: 0,4 Hz frequenza massima considerata: 20 Hz

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44 Esempio 9 (CA BIANCA - CURATOLO) Nel sito in esame sono state eseguite indagini di sismica a rifrazione, che hanno facilitato l individuazione della posizione del probabile bedrock sismico, ma non si dispongono di altre indagini geognostiche. Le informazioni geologiche-geotecniche indicano la presenza di limi e argille superficiali fino a circa 16 m, dove si trovano le argille grigioazzurre sovraconsolidate (Figura 5.43). I dati di input della misura sono: Tempo totale di acquisizione: 718 sec Delta time di acquisizione: 3,33 ms Frequenza di campionamento: 300 Hz Componenti rilevate: z, x, y. I dati di elaborazione della misura sono: finestra temporale per il calcolo delle curve HV: 60 sec delta frequenza: 0,4 Hz frequenza massima considerata: 20 Hz

45 f_misurato f_teorico H Vs_equ (Hz) (Hz) (m) (m/s) 5,25 5, ,25 5, ,25 5, ,25 5, ,25 5, Tabella 5.14: combinazioni possibili di Vs_equ e H compatibili con la frequenza di picco

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49 Esempio 11 (ANGELUCCI) Nel sito in esame sono state eseguite solo misure HVSR, ma non si dispongono di altre indagini geognostiche o di informazioni geologiche-geotecniche. I dati di input della misura sono: Tempo totale di acquisizione: 2107 sec Delta time di acquisizione: 5 ms Frequenza di campionamento: 200 Hz Componenti rilevate: z, x, y. I dati di elaborazione della misura sono: finestra temporale per il calcolo delle curve HV: 60 sec delta frequenza: 0,4 Hz frequenza massima considerata: 20 Hz

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51 SOFTWARE HVSR

52 CONCLUSIONI SOFTWARES MASW MASW LIGHT (MODO FONDAMENTALE) REMI HVSR SUOLI S2 e RSL SONO DISPONIBILI VERSIONI DEMO GRATUITE

53 CONCLUSIONI VIDEO SU COMUNITA MASW SU PER MAGGIORI DETTAGLI E INFORMAZIONI VISITATE IL SITO

54 CONCLUSIONI MASW ATTIVA E REMI PASSIVA sono complementari dalle basse alle alte frequenze, dagli strati superficiali a quelli più profondi con siti inversamente dispersivi (strati soffici intrappolati tra strati più rigidi e strati rigidi compresi tra strati soffici, forti contrasti di rigidezza) : Inversione con solo modo fondamentale non realistica Calcolare I modi superiori non è sufficiente, si deve calcolare la Curva APPARENTE combinando insieme i modi superiori È praticamente impossibile distinguere correttamente I modi superiori durante il picking manuale sullo spettro, altrimenti siottengono risultati arbitrari e non affidabili.

55 CONCLUSIONI I modi superiori sono come I colori giallo, verde, rosso,etc, se non si sa come combinarli per ottenere la CURVA APPARENTE allora calcolarli è del tutto inutile. I softwares che dichiarano di calcolare I modi superiori e poi chiedono di farne il picking sullo spettro non portano a risultati affidabili, perchè è impossibile riconoscere a priori I modi superiori dallo spettro.

56 CONCLUSIONI Vitantonio Roma Site Geotechnical Characterization by means of Rayleigh Waves, PhD Thesis