ANALISI DEL SEGNALE GEOFISICO
Figura 1 - FFt di tre componenti ; asse verticale, Nord e Owest
In queste pagine si vuole prendere in esame alcuni aspetti dell'analisi sismica applicata alla geofisica utilizzando il programma in fase di realizzazione chiamato ANALISI SEGNALE .
Il programma sarà costituito da utili funzioni da utilizzare assieme all' HVSR, sismica riflessione e rifrazione, MASW, REMI ed ESAC tra queste ve ne saranno alcune difficilmente utilizzabili nei programmi commerciali.
Parte 1° caricamento e visualizzazione del segnale acquisito
(accelerometrico, velocimetreico e spostamento)
Figura 2) segnale oggetto di test, evento sismico di origine antropica, frequenza di campionamento =100, gain 1, durata 70 secondi
A titolo di esempio si è utilizzato un evento acquisito con il programma DOLQUAKE salvato in formato TXT , il file in analogia al file SAF nelle prime 10 - 20 righe verranno salvati ;
i dati principali del sondaggio:
none sondaggio e dati geografici
parametri dell'acquisizione
settaggi e tipologia sensori
altre notizie utili
Seguono i dati acquisiti , ad ogni riga saranno indicati i valori dei canali letti fino ad un massimo di 16 tracce, in futuro sarà possibile espanderle anche a 24 o 48 canali
Si cercherà di rendere importabile l'array anche da Geopsy ed esportare il formato in altri se necessario per eseguire analisi particolari con altri programmi.
Dopo acer caricato i segnale sarà possibile visualizzare derivato e quello integrale
Con segnale acquisito con accelerometro si potrà ottenere il grafico velocimetrico integrandolo 1 volta o il grafico spostamento se si ripete una seconda volta l'integrazione.
Con il segnale velocimetrico ottenuto con il geofono sarà possibile ricavare il grafico accelerometrico derivando il segnale e lo spostamento con l'integrazione.
Figura 3) L'immagine visualizza come il medesimo sismogramma cambia aspetto a seconda che venga acquisito con un accelerometro, un geofono o un sensore di spostamento.
Se integriamo il segnale accelerometrico ( grafico 1) otteniamo il grafico velocimetrico ( grafico 2 - geofonico) , se integriamo quest'ultimo otteniamo il grafico di spostamento ( grafico 3).
Al contrario se deriviamo il grafico di spostamento otteniamo il grafico velocimetrico, se deriviamo amcora quest'ultimo otteniamo il grafico accelerometrico.
Come si può notare il grafico accelerometrico è il più piccolo in valori di ampiezza ed è sfasato verso sinistra rispetto al grafico velocimetrico di mezza lunghezza d'onda anche se l'andamento è assai simile.
Il grafico geofonico ( velocimetro) in ampiezza ha valori intermedi ed è la forma di gracico che siamo abituati a vedere nei normali sismogrammi masw, rifrazione e riflessione.
Il grafico di spostamento mostra le variazioni di spostamento nel tempo, si presenta con ampiezza maggiore rispetto al grafico ottenuto con un geofono, è sfasato di 0,5 lunghezze d'onda verso destra ed è molto più corposo.
Facendo una integrazione doppia dell'accelerazione otteniamo lo spostamento , al contrario una derivazione doppia dallo spostamento otteniamo l'accelerazione.
Per calcolare il valore quantitativo del segnale occorre conoscere, le specifiche tecniche del sensore utilizzato e l'amplificazione utilizzata ( dalla frequenza propria del geofono usato fino ad 1/ della frequenza di campionamento, al di sotto di tali valori è necessaria l'operazione di eaualizzazione del segnale.
Pertanto con l'utilizzo di una delle tre tipologie di sensori, è possibile ottenere il grafico accelerometrico, velocimetrico e di spostamento.
Normalmente è consigliabile utilizzare da 4,5 Hz, nei casi in cui interessano basse frequenze al di sotto di 1 hz è consigliabile utilizzare gli accelerometri con frequenze proprie tra pochissimi decimi di hz fino a 200 - 1000 hz a seconda dei modelli.
Parte 2° Analisi FFT del segnale
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