lunedì 2 marzo 2015

PARTE 3° - Manuale GEOPSY - DINVER - HVSR - Metodo di Nakamura





MENU - ICONE  di GEOPSY UTILI PER L'HVSR





Ora vediamo i principali menu - ( icone ) del menu principale, verranno trattate solo le icone indicate in rosso da sinistra verso destra abbiamo:

  1°  icona - non trattato nel manuale
  2°  icona - non trattato nel manuale
  3°  icona - equivale a cliccare [FILE] + [IMPORT SIGNALS] + [FILE]
   4°  icona - non trattato nel manuale
  5°  icona - non trattato nel manuale
  6°  icona - non trattato nel manuale
  7°  icona - non trattato nel manuale
  8°  icona - non trattato nel manuale
 9° icona - non trattato nel manuale
10° icona - non trattato nel manuale
11° icona - non trattato nel manuale
12° icona - non trattato nel manuale
13° icona - non trattato nel manuale
14° icona - Spectrum Result
15° icona - HV Result            
16° icona - Horizzontal Spectrum Rotate Result
17° icona - H/V Rotate Result
18° icona - non trattato nel manuale
19° icona - Horizontal Particle Motion 
20° icona - non trattato nel manuale
21° icona - non trattato nel manuale
22° icona - non trattato nel manuale

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Spectrum Result
14° icona - gestione FFT 


La determinazione dello spettro di frequenza per ogni singolo asse permette di conoscere quali sono le frequenze principali che si manifestano nel sito e/o che agiscono sulla struttura di un fabbricato.

Per avere un risultato attendibile occorre deselezionare la maggior parte delle vibrazioni dovute a rumori vento, rumori antropici, ecc. e considerare solo i microtremori sia quando si agisce sul terreno che sul fabbricato. 

La finestra di visualizzazione massima è subordinata alla frequenza di campionamento utilizzata per eseguire la prova ed è pari ad 1/2 della frequenza di campionamento; l'ampiezza della finestra si può ridurre operando su apposito menu.

La sequenza delle operazioni da eseguire è la seguente:

Selezionato il file e visualizzate le tre tracce sismiche
cliccare  sull' 14° - Spectrum Result 


si aprirà una form SPECTRUM TOOLBOX 
simile a quella già vista durante la fase 15° icona - HV Result  

anche in questo caso di potrànno gestire la durata delle finestre, il BADSAMPLES THRESOLD .     

dopo aver deselezionato dai segnali selezionati i rumori antropici d ambientali e verificato che per ogni tracci Z,X,Y siano state selezionate almeno 10 windows a traccia sismica si otterrà la tradizionale coloritura delle windows utili al calcolo.


Dopo acer cliccato il pulsante STARTcomparira una finestra con i tre spettri  ---Z,  --- N, --- E
Anche in questo caso sarà possibile  selezionare l'opzione PROPRIETA'  cliccando con il pulsante di destra del mouse sull'immagine  come si e fatto durante LA PROCEDURA "15° icona - HV Result ".
Importante è anche la funzione REJEC TIME WINDOWS che permette di torliere le tracce sporche dal frafico FFT dovute alla presenza di rumori antropici ed ambientali ( con le stessa procedura descritta in HV Result.)


Nella form esistono 6 sottomenu che permettono di agire sull'aspetto e dimensione dei grafici, sui parametri asse x e y del grafico ecc, tali menu sono molto intuitivi, più che leggere un manuale  è più semplice provare a testarli e vedere cosa succede (logicamente su un file di prova).




Questo è il risultato finale dell'elaborazione FFT, in questo caro depurato dai principali rumori antropici ed ambientali.

1° spettro asse Z
2° spettro asse N
3° spettro asse E


Il segnale è stato parzialmente ripulito dai rumori  antropici ed ambientali, nel caso di microtremori uniformemente distribuiti nel piano x ( Nord ) ed Y ( Est )  il 2° e 3° spettro visualizzato saranno molto simili come nel caso esaminato.

In presenza di anomalie morfologiche (esempio sondaggio fatto su un versante o su una  cresta montana molto sviluppata in una direzione e meno dell'altra si potranno osservare anomalie in frequenza ed in ampiezza del segnale.nelle diverse direzioni.

Lungo il versante si avranno ampiezza maggiori  lungo la direzione di massima pendenze e meno nella direzione ortogonale

Nel caso di cresta allungata in una direzione,  i valori massimi di FFT SI avranno nella direzione  ortogonale allo sviluppo della cresta. 

Per analizzare questi fenomeni viene in aiuto il grafico Horizzontal Spectrum Rotate Result che analizza la risultante dello spettro nel piano 

Analogo comportamento se abbiamo sorgenti di microtremori lontani  dovuti alla presenza di città, zone industriali, autostrade, mare e vento, in questi casi gli spettri  orientati verso tali sorgenti di rumore antropico o ambientale ( se lontani anche il microtremore generato)  tenderanno a presentare  picchi di ampiezza elevata proporzionale all'azione sismica indotta del terreno ed alla loro distanza.

Utilizzando i geofoni come trasduttori ( misure velocimetriche ) gli spettri ottenuti sono particolarmente correlabili da 4,5 hz fino a 100 hz mentre nel tratto che va da 4,5 hz a 0 hz l'ampiezza del segnale viene ridotta progressivamente a causa di un effetto filtrante del geofono e quindi i dati numerici ottenuti non possono essere utilizzati per ottenere l'accelerazione, la velocità e lo spostamento a meno che non si esegua una operazione di equalizzazione del segnale se si conoscono  le specifiche del geofono usato.

Il problema dai normali 4,5 hz è spostabile a 2- 1 hz se si utilizzano geofoni da 2 o 1 hz, sono geofoni molto delicati, molto difficili da tarare hanno tempi di assestamento lunghi con smorzamento lento , in particolare quelli ad 1 hz non ultimo il costo , e in tutti i casi il problema di equalizzare il segnale tra 0 e  1 o 2 hz esiste  ugualmente

La terza soluzione è l'utilizzo degli accelerometri normalmente meno sensibili con un segnale più sporco ed accelerometrico, molto costosi e i più sensibili molto delicati ad urti,

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Elaborazione HVSR
15° icona - HV Result  




L'argomento è stato trattato al seguente link
Cliccare qui

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Horizzontal Spectrum Rotate Result
16° icona - Horizzontal Spectrum Rotate Result








da completare


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H/V Rotate Result
17° icona - H/V Rotate Result


Questa funzione permette di discriminare se i picci di risonanza ottenuti sono:

generati dalla stratigrafia: In questo caso utili per  considerare tali picchi utili per individuare le principali discontinuità stratigrafiche, in questo caso avremo una continuità della risposta spettrale in corrispondenza di ogni picco di risonanza  su tutti i 360 ° del piano x/y
Solamente questi picchi di risonanza possono essere utili per la determinazione della stratigrafia del sito.

generati da motivi morfologici: sono generati dalla presenza di linee di cresta, versanti vallivi posizionati trasversalmente alla linea  del corso d'acqua e quindi una diversità di risposta spettrale  del piano x/y 
In questo caso tali anomalie andranno considerate per edeguire l'analisi sizmica del sito ma non per quella che riguarda l'individuazione di particolari orizzonti stratigrafici.

generati da rumori antropici: se nella zona dell'indagine siamo in presenza di strade, aereoporto, ferrovie, zone industriali o da città si osserveranno rumori generalizzati random dalla direzione di provenienza delle fonti di inquinamento sismico, quindi i picchi di risonanza saranno presenti su determinate direzioni e assumeranno colorazioni corrispondenti a picchi di elevato rapporto hvsr, mentre nelle direzioni ortogonali assumeranno colorazioni corrispondenti a rapporto H/V = 1.
In tal caso questi picchi non andranno presi in considerazione sia per l'analisi sismica che per la individuazioni di orizzonti stratigrafici 

generati da rumori ambientali:  sono valide le stesse condizioni del caso precedente, in questo caso si avanno picchi colorati nella direzione da dove soffia il vento, dalla direzione ove fiungono le onde ( se siamo vicino al mare),  dalla direzione dove scorrono corsi d'acqua , dalle direzioni ove si trovano alberi, fabbricati antenne muri di sostegno ed altri manufatti.
In tutti questi casi , quando è possibile è maglio allontanarsi o nel caso di vento rimandare la prova in quando esisteranno condizioni ottimali.

Per tutti questi motivi si consiglia di posiZionare la strumentazione con l'asse individuato dalla posizione del geofono orizzontale ( ch 2 ) in direzione NORD  , in questo modo si ha un riferimento spaziale  delle anomalie individuate nel grafico H\V ROTATE



La procedura dopo aver caricato ol file da elaborare e  selezionato la 17° icona - H/V Rotate Result di Geopsy consiste  di;

- eliminare tutti i rumori dal segnale  con le stesse modalità quando di elabora il segnale nella modalità standar di Geopsy.

si dovrà agire sulla dimensione delle windows ( meglio se maggiori di 16 20 secondi
sul valore di basd sample thresold
sul nimero di winsovwas che non dovranno essere inveriodi di 10



- fatta la selezione dei soli microtremori cliccare su START dopo qualche secondo comparirà tale videata



Sull'asse x abbiamo  il valore della frequenza, generalmente impostabile tra 0,5 e 100 hz
Sull'asse y abbiamo  il valore della direzione polare rispetto al nord

0.00° corrisponde all'asse N/S
90 °   corrisponde all'asse E/W

Il colore rappresenta il valore del rapporto H/V , i valori vengono indicati dalla legenda  allegata   viola rapporto 6, rosso rapporto 1

Il grafico allegato mostra un primo picco di risonanza a 70 Hz dovuto ad una discontinuità superficiale a circa 50 / 80 cm di profondità, terreno ri riporto rimaneggiato - sotto alluvioni  sabbiose  ciottolose e ghiaiose

Un secondo picco a 1,5 / 2 hz circa il contatto stratigrafico profondo tra i livelli pliocenici e substrato roccioso.

La piccola anomalia della colorazione nei 360 ° potrebbe essere dovuta a fattori morfologici in quando lateralmente all'asse della valle ( N/S ) in  direzione ortogonale si hanno versanti relativamente acclivi e lontani che possono aver alterato il dato finale in concomitanza col la leggera pioggia e le piccole raffiche di vento causa di un potenziale appiattimento del dato.
    
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Horizontal Particle Motion 



da completare°





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