beyond the surface
Indagine di Sismica Passiva HVSR
Obiettivi
La prospezione sismica a rifrazione consente di:
Calcolare la f0 di sito e verificare l'eventuale doppia risonanza con la struttura.
stimare la profondità del bedrock sismico e ricostruire la sismostratigrafia del sottosuolo;
Calcolo velocità onde di taglio (Vs,eq e Vs30) per classificazione suolo NTC 2018.
supportare gli studi di microzonazione sismica e la valutazione della risposta sismica locale.
Integrazione MASW: sismostratigrafia completa onde (P e S)
Principio del metodo
L’indagine di sismica passiva a stazione singola HVSR (Horizontal to Vertical Spectral Ratio), nota anche come tecnica Nakamura (1989) o tromografia, si basa sulla registrazione e sull’analisi spettrale del microtremore ambientale, ovvero delle vibrazioni sismiche di bassissima ampiezza – dell’ordine di 10-4 – 10-2 mm – naturalmente presenti sulla superficie terrestre.
Tali vibrazioni sono generate tanto da fenomeni naturali (perturbazioni atmosferiche, moto ondoso oceanico, microsismicità) quanto da sorgenti antropiche (traffico veicolare, attività industriali) e si propagano prevalentemente come onde superficiali di Rayleigh.
Il metodo si fonda sul calcolo del rapporto spettrale tra le componenti orizzontali (H) e la componente verticale (V) del segnale registrato. Nei siti con presenza di terreni sciolti sovrapposti a un substrato più rigido, le onde superficiali vengono amplificate per risonanza stratigrafica alle frequenze caratteristiche del sottosuolo, che corrispondono ai picchi della curva H/V. La frequenza
fondamentale di risonanza f è legata allo spessore h dello strato e alla velocità delle onde di taglio Vs dalla relazione: f0 = Vs / 4h
Caratteristiche dell’indagine
La tecnica è totalmente non invasiva, non richiede alcuna energizzazione artificiale del terreno, né stendimenti di cavi né perforazioni, ed è applicabile in qualsiasi contesto morfologico e urbanistico.
La registrazione è eseguita per una durata minima di 20 minuti, orientando lo strumento secondo le direzioni geografiche.
L’elaborazione dei dati viene condotta secondo le linee guida del progetto europeo SESAME (2005), verificando i criteri di affidabilità della curva H/V e di chiarezza dei picchi
di risonanza individuati.
Strumentazione
Le misure vengono eseguite mediante il tromografo digitale TROMINO® (Micromed / MoHo S.r.l.), strumento brevettato “tutto in uno” per la registrazione sismica passiva e attiva a stazione singola.
Il TROMINO® è dotato di tre canali velocimetrici elettrodinamici ad alta risoluzione per l’acquisizione del microtremore sismico ambientale (fino a ±1,5 mm/s), tre canali velocimetrici per la registrazione di vibrazioni forti (fino a ±5 cm/s), tre canali accelerometrici, un canale analogico con ricevitore GPS integrato e un modulo radio per la sincronizzazione tra più unità. La risoluzione del convertitore A/D è superiore a 24 bit, con frequenza di campionamento fino a 512 Hz, e l’intervallo operativo copre la banda 0,1 – 1024 Hz.
Lo strumento, di dimensioni contenute (10 × 14 × 8 cm, peso 1,1 kg) e alimentato a batterie, registra i dati su memoria Flash interna da 1 GB con trasferimento tramite USB.
L’elaborazione delle tracce acquisite viene effettuata con il software dedicato GRILLA (Micromed), conforme alle direttive SESAME (2005), con esportazione dei risultati in formato ASCII o SAF.
Risultati forniti
Frequenza fondamentale di risonanza del sito f [Hz] con relativa deviazione standard.
Curva H/V media con bande di confidenza e verifica dei criteri di affidabilità SESAME.
Profilo sismostratigrafico con stima delle velocità V per sismostrato.
Calcolo di Vs ,eq (0–30 m) e categoria di sottosuolo ai sensi delle NTC 2018.
Spettri di risposta elastici (componenti orizzontale e verticale) per gli stati limite SLD e SLV.
Riferimenti normativi e tecnici
- D.M. 17 gennaio 2018 – Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC 2018);
- Circolare n. 7 del 21 gennaio 2019 – Istruzioni per l’applicazione delle NTC 2018;
- Progetto europeo SESAME – Guidelines for the Implementation of the H/V Spectral Ratio
Technique on Ambient Vibrations (2004); - Linee Guida per le Indagini Geofisiche – Associazione Società di Geofisica (ASG, 2015).
