domenica 22 febbraio 2015

Test 11 - HVSR E MICROTREMORI - Imperia - Zona Terre Bianche

Test11: Acquisizione sperimentale HVSR:




Comune: Imperia
Località : Zona Terre Bianche

N° canali attivati 3
Asse considerato XYZ
Frequenza di campionamento 500 hz

Durata acquisizione 20 minuti
Segnale utile 6 minuti circa

Frequenza propria geofono 4,5 hz

1) Condizioni meteo: presenza di vento ( scala 1: 10 ) = 3 ad intervalli di qualche minuto causa di movimento fronde alberi e relativo tronco e apparato radicache.

2) Traffico : assenza di traffico

3) Rumori assenti

Il geofono 3d è posizionato su un suolo soffice limoso infisso nel terreno per circa 4 cm

Attendibilità della prova: buona, anche se il segnale utile rappresenta solo 1/3 del totale di 20 minuti a causa del rumore dovuto al vento e dalla folta presenza di alberi.

Filtraggio applicato hardware 0,50 - 100 hz circa

Filtraggio software 0,50 - 100 hz

Acquisitore utilizzato: Theremino

versione obsoleta senza piastra con 4 punzoni sotto la scatola 3D ( versione old ) non aatta in condizione di vento anche minimo)

Anche il software di acquisizione si limitava a trattare come valore minimo il microvolt, mentre nelle ultime versioni il programma sfrutta il decimo di microvolt visto che il segnale si può considerare stabile fino a 200 nanovolt.

Quando è possibile è meglio non eseguire sondaggi tra gli alberi e con la presenza di vento, in questo caso comunque il dato finale è leggibile, il valore Hv è stato incrementato dal vento di un fattore di almeno 0,5 HVSR in aumento

Stratigrafia tipo presunta:

- terreno agricolo superficiale. 

- conglomerato piocenico ( pochi metri ).

- livelli sabbiosi argillodi regressivi

- livelli marnosi argillosi ingressione marina

- substrato roccioso con calcari marnosi e marne calcaree.





figura 1) grafico HVSR


Il grafico si presenta  con alternanze di periodi con un vento diffuso costante alternato a periodi con maggior vento  al 1°,  6°, 7°, 13°, 14°,19°minuto.
La localizzazione del sondaggio non è sicuramente la migliore in quanto il sito si trova in messo ad un folto numero di alberi di ulivi che generano con il tronco e radici un discreto rumore di fondo.

Come detto in altri casi questo sondaggio ha sofferto la presenza del vento a causa della meccanica del geofono 3d  costituito da una scatola Gevis e quattro punzoni inseriti nel terreno di soli 2 cm. La scatola sotto l'azione del vento genera  un effetto vela che amplificava l'azione orizzontale del vento provocando un aumento sensibile del rapporto HVSR specie a frequenze al di solo dei 4,5 hz quando il segnale viene a decadere a causa dell'effetto filtrante dei geofoni.
Tale problema / stato ridotto  con l'inserimento di una piastra di metallo sotto il geofono 3d e con l'allontanamento dei punzoni.

figura 2) grafico HVSR semplificato

L'andamento del grafico, conoscendo la stratigrafia del luogo, avendo in passato eseguito un rilevamento superficiale relativamente esteso dell'area ,si può interpretare nel seguente modo:

Quota di riferimento a m - 8 circa al ti sotto del punto più elevato della collina.

strato 1) picco a 70 hz - spessore 0,5 -1 metro è esattamente l'altezza del muro a secco  antistante riempito di materiale di riporto


strato 2 picco a  30 hz - spessore  profondità 3 metri  che sommati agli 8 metri iniziali  = 11 probabilmente si riverice al contatto conglomerati regressivi  pliocenici e livelli regressivi sabbiosi argillosi giallastri pliocenici che  vengoni stimati attorno ai 10 - 15 metri. 

strato 3) picco a 2,10 hz - profondità 40 metri circa+ u rispetto alla sommitaà della formazione, fa presupporre che il contatto con il subdtrato roccioso sia a circa 48 - 50 metri al di sotto della vetta delle Terre bianche.

strato 4) picco a 0,5 hz lievemente accennato - possibile complesso basale della formazione , nella zona si sono rilevati in più punti anomalie tra i 05 - 0,6 hz , per dare la certezza occorre fare un sondaggio lontano dagli alberi in assenza totale di vento per una durata di almeno 1 ora a 500 hz.

le profondità ottenute sono indicative, ricavate secondo le tabelle  inserire al seguente link:

figura 3) grafico HVSR tra hz 1 e hz 4

Quando necessita avere maggiore precisione nell'elaborazione è consigliabile dopo aver esaminato  il grafico nella sua completezza rifare una analisi più puntuale, nel nostro caso da 1 a 6 hz, in questo caso è consigliabile settare i filtri software di geopsy con gli stessi parametri della finestra, in questo caso con un passa bada 0,5 - 4 hz, in questo modo si riducono ulteriormente i rumori ottenendo risultati più affidabili.

Anche il filtraggio è stato ridotto dal valoe  o - 100 hz - figure 1 e 2 a   1- 6 hz della figua 3,4 in questo modo si sono tolte frequenze - disturbo non eliminate con il filtraggio precedente passa banda con forbice più grande migliorando il risultato, che ha permesso anche di ottenere  un ravvicinamento delle tracce tratteggiate del grafico hvsr.

 Come detto inizialmente  il vento ha prodotto un contributo aggiuntivo alle azioni Vs orizzontali, ne derivano azioni totali orizzontali maggiorate che fanno aumentare in questo caso un aumento del valore HVSR.
Il programma geopsy , ha implementato una funzione che permette di ricalibrare il valore HVSR per ridurre gli errori di valutazione dell'HVSR indotti dal vento (in questo caso) 
Nel sottostante di vede bene l'azione del ventoche ha bruciato il 50 % del segnale acquisito già inficiato dalla breve durata del sondaggio che dovrebbe essere di almeno 30 minuti 

figura 4) grafico HVSR tra hz 1 e hz 4 schematico

Valgono le stesse considerazioni di figura 3); la presenza di un picco molto largo è dovuto ad un substrato irregolare variamente inclinato che ha generato nel piano x, y delle onde S picchi a frequenza diversa, quasi a formarne 2.

Figura 5) spettri asse z,x,y

Il segnale affidabile  va circa 1,5 hz  fino a oltre 100 hz, purtroppo come avviene con tutti gli acquisitori che usano come trasduttore il geofono il segnale velocimetrico al di sotto dei 4,5 Hz non è da considerare lineare a causa dell'azione filtrante del geofono.

Tra l'FFT Nord e Sud si vedono  delle differenze dovute principalmente ad anisotropie del basamento calcareo nei due assi corrispondenti visibili meglio nel grafico rotate Hvsr non allegato.;.  
Per quanto riguarda l'HVSR  il decadimento del segnale prodotto dai geofoni a partire dai 4,5 hz verso le basse frequenze non rappresenta un problema in quanto si lavora in termini di rapporto tra azioni vibrazionali orizzontali e verticali e non di valori assoluti.

E' possibile realizzare un algoritmo di equalizzazione del segnale acquisito.


Figura 6 ) la zona cerchiata i giallo indica il punto ove è stato fatto il sondaggio
 posto a quota - 90 metri dal culmine della collina.

Interessante sarebbe intensificare i punti di indagine nella zona per determinare l'andamento del basamento calcare della zona raffigurata.


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