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Misure di rumore sismico ambientale

 

Cross-correlazione del rumore sismico

Il rumore sismico ambientale, registrato da una coppia di ricevitori, può essere utilizzato per ricostruire la risposta impulsiva del mezzo (funzione di Green).

Diversi autori hanno dimostrato che la cross-correlazione di un campo d'onda diffuso, registrato in due punti riceventi, è proporzionale alla derivata temporale della funzione di Green del mezzo interposto tra i ricevitori. Considerando un intervallo di tempo sufficientemente lungo, un raggio sismico che fa parte di questo campo diffuso in tutte le direzioni passerà per uno dei ricevitori e dopo un certo ritardo per l'altro. Pertanto l'utilizzo di tale tecnica risulta vantaggioso soprattutto laddove non è possibile effettuare esperimenti di sismica attiva o in aree caratterizzate da una sismicità poco frequente o di bassa energia. Questo metodo è stato applicato in diverse aree del mondo, conseguendo ottimi risultati a diverse scale (da poche centinaia di metri a molte centinaia di chilometri).

Esperimenti di cross-correlazione sono stati condotti nell'area urbana di Napoli, utilizzando stazioni accelerometriche  Kinemetrics Quanterra Q330, equipaggiate con Episensor ES-T a 3 componenti,  al fine di ricostruire modelli di  Vs del sottosuolo.

Un esempio è dato dall'acquisizione di rumore sismico, lungo uno stendimento di 445 m, per una durata di 90 minuti, nella villa comunale del quartiere Scampia (vedi mappa).

Le cross-correlazioni sono state calcolate utilizzando una finestra d'analisi di 4 s in un range di frequenza 0.5-4 Hz. Le funzioni cosi ottenute per le  componenti verticale e  radiale sono state analizzate con la tecnica multifiltro FTAN, che ha permesso di estrarre una curva media di dispersione delle velocità di gruppo del modo fondamentale delle onde superficiali di Rayleigh.

Nella medesima area è stato condotto un esperimento di sismica attiva (vedi mappa). I dati di dispersione ottenuti dalle due indagini sono stati integrati (risultando complementari in periodi) ottenendo un'unica curva media. Tale curva è stata invertita con il metodo non lineare Hedgehog restituendo un modello di Vs rappresentativo per il sito in esame, fino ad una profondità di 100 m.

 

Misure di vibrazioni

 

Misure di vibrazioni sismiche sono state effettuate nell’area urbana di Napoli con stazioni accelerometriche Kinemetrics Quanterra Q330.

Analisi segnali per confronto con la normativa UNI9916


L’analisi dei segnali, dopo l’integrazione numerica, è stata fatta su una finestra di 21 s mediata su un segnale di durata totale minima di 50 minuti. In alcuni siti dei quartieri di Posillipo e Ponticelli, le misure sono state effettuate anche di notte.
Per ogni sito investigato le velocità misurate sono state confrontate con i valori di soglia di normativa UNI9916 più restrittivi (cioè quelli minori, rispettivamente per ogni classe di edificio) a seconda della tipologia edilizia o di destinazione d’uso che caratterizzano il sito stesso.

Analisi segnali per effetti di sito


L’analisi dei segnali è stata effettuata su finestre di 21 s. Per ogni finestra sono stati calcolati gli spettri di ampiezza di Fourier ed il rapporto H/V (rapporto tra la media delle componenti spettrali nel piano orizzontale e la componente verticale). Il rapporto H/V è stato mediato su tutto il segnale (almeno 50 min) e calcolato valore medio ed errore (standard deviation). Infine è stato effettuato un leggero lisciamento.