domenica 17 maggio 2015

Test 18: Acquisizione sperimentale HVSR - VENTIMIGLIA

Test 18: Acquisizione sperimentale HVSR:
comparazione sondaggio meccanico

La prova ha lo scopo di comparare la stratigrafia nota di un sondaggio meccanico con i risultati del sondaggio HVSR e verificare l'attendibilità.

Il sondaggio è stato fatto in condizioni stratigrafiche ottimali in quanto di tratta di un'area alluvionale da considerare sufficientemente omogenea e costituita da sequenze stratigrafiche con alternanze ciottolose, ghiaiose, sabbioso limose su un substrato costituito da conglomerato pliocenico.

N ° Canali attivati ​​3 Asse considerato XYZ
Frequenza di campionamento 500 hz
Durata Acquisizione 20 minuti
Segnale Utile > di 7 minuti
Frequenza propria della geofono 4,5 hz
1) meteo: presenza di vento debole
2) Traffico vicino al punto di prova assente sia dovuto ad auto che a persone
3) qualche goccia di pioggia in qualche momento del sondaggio
4) Il geofono 3D é stato posizionato su un suolo ghiaioso sabbioso costipato

Attendibilità della prova: buona
Filtraggio applicato hardware 0,50 - 100 Hz circa
Software di filtraggio 0,50 - 100 hz
Acquisitore utilizzato: Theremino - progetto Dolfrang

Prototipo utilizzato N° 6. con piastra tre punte da 8 mm, cubo in legno di ciliegio 13 x 13 x 5 in scatola Gewiss da 14 x 19 , h=7 cm - circa

Stratigrafia tipo fornita dal sondaggio meccanico:

1) da 0 - 1 metro - riporti ghiaiosi frammisti con materiali più fini costipati di materiale di riporto
2) da 1 -12 metri - ghiaia ciottolosa e sabbia limosa ben classata, spesso con intercalazioni di livelli 
sabbiosi / ghiaiosi si pochi metri
3) da 12 - a 20 m - sabbia debolmente ghiaiosa
4) da 20 - a 26 m - ghiaia con sabbia
5) da 26 - a 40 m - (ghiaia con sabbia limosa materiale piu veloce degli strati precedenti)
6) da 40 - a 56 m - ghiaia anche di grosse dimensioni arrotondata bel classata con materiali più fini
7) > 56 metri - conglomerato pliocenico fratturato costituito da grossi ciottoli
8) substrato roccioso non raggiunto da sondaggio meccanico.


ELABORAZIONE SONDAGGIO

cercheremo ora di ricostruire la stratigrafia ottenuta con sondaggio meccanico




Il sondaggio HVSR si presenta estremamente pulito nonostante piccoli rumori occasionali dovuti a piccole raffiche di vento e a rumori antropici e ad una leggera pioggia in atto durante il sondaggio.

A destra nel grafico HVSR è ben visibile un picco di risonanza a circa 75,5 Hz dovuto alla discontinuità tra i riporti superficiali e il primo livello ghiaioso con ciottoli e sabbie limose. 

Seguono alternanze   di ghiaie - sabbie , limi  che non hanno dato evidenti picchi tra 1- 40 metri di profondità

La discontinuità a 3,5 hz potrebbe coincidere con l'inizio delle ghiaie a presenti  a 40 metri


mentre le anomalie attorno a 2,4 hz potrebbero essere assegnate  all'inizio del pliocene a 56 metri

1,7 H è chiaro l'inizio del substrato calcareo a profondità stimata ad oltre 90 metri come evidenziato dall'elaborazione eseguitatramite Dinver  in quanto il sondaggio meccanico è stato sospeso a profondità  di una sessantina di metri.

---------------------------------------------------------------

Si vogliono ora confrontare  il sondaggio meccanico con l'elaborazione Dinver ed evidenziare le differenze  stratigrafiche  tra i dati del sondaggio meccanico e quello HVSR con le tavole di correlazione sotto riportate.

La tabella  correla la frequenza con la profondità ottenuta sperimentalmente su siti costituiti da sedimenti argillosi - sabbiosi normalmente consolidati e uniformi.

Essendo in presenza, nel caso specifico, di materiali diversi da quelli presi in considerazione dai dati tabellati si vuole ora ricavare un coefficiente "K" di correzione da applicare alla tabella sotto riportata.



A titolo di esempio la tabella va utilizzata nel seguente modo :
se ad esempio la frequenza di risonanza  di un contatto stratigrafico tra sabbie (normalmente consolidate) e il substrato roccioso  corrisponde al picco di frequenza 2,61 hz la profondità probabile  del substrato roccioso sarà  circa pari a 30 metri di profondità circa( colonna violetta di destra ) valore indicato in tabella accanto alla riga dove è tabellata la frequenza di 2.60 Hz (colonna bianca di sinistra) .
-------------------------------------------------------------

strato 1
- 75,5 Hz 0.7 m -> 1 m* K= 0,70 riporti ghiaiosi
- K = 1 circa

strato2 
- profondità dello strato corrispondente al picco di 75 Hz = 1 m
- profondità dello strato corrispondente al picco di 3,4 Hz = 22 m 
- spessore tabellato = 22-1 = 21m
- spessore misurato 40-1 = 39m
- K = 39/21= 1.8 circa

strato 3
- profondità dello strato corrispondente al picco di 3,4 Hz = 22 m
- profondità dello strato corrispondente al picco di 2,5 Hz = 32 m 
- spessore tabellato = 32-22 = 10 m
- spessore misurato 56-40 = 16 m
- K = 16/10= 1,6 circa
per il Pliocene e la sottostante roccia non si hanno dati misurati e/o la tabella di riferimento non è valida per il substrato lapideo 

elaborazione con DINVER
In questa fase si voglioni comparare 
i risultati del sondaggio meccanico 
con quelli ottenuti tramite sondaggio HVSR


grafico Hvsr sondaggio  di soli 20 minuti

si possono notare tre picchi principali, incominciando da destra verso sinistra:

1)  picco a 78 Hz  contatto riporti superficiali - alluvionali fluviali

2)  picco a  3,4 hz passaggio da depositi prevalentemente limosi sabbiosi. ghiaiosi a terreni ciottolosi ben classati più veloci

3) Picco a 2,5 hz passaggio da livelli conglomeratici a  conglomerati pliocenici  cementai 

4)picco a 1,8 hz  contatto stratigrafico con il substrato  roccioso costituito dalla formazione di Ventimiglia

(un punto interessante del grafico  hvsr è anche il cambiamento di pendenza a 8h dove il valore di hvsr inizia a salire , empiricamente  valutabile a ( 7,5-1) * k =  12 metri circa  corrispondente allo strato con sabbie debolmente ghiaiose posto appunto a -12 metri come evidenziato dalla colonna  stratigrafica allegata. )

Dall'elaborazione con  Geopsy - Dinver si è ottenuta la seguente stratigrafia:

cliccare sull'immagine per ingrandirla
interessante notare la variazione di Vs con la profondità che ha evidenziato:
1) strato superficiale di 1 metro riporti antropici ghiaiosi

2) ghiaie e sabbie da 1 a 20 m

3) da 20 a 36/40 metri ghiaie e sabbie limose più addensate
4)  da 40 m a  56 m ghiaie ben classate e costipate ulteriormente costipate
5) da 56 metri a 80/85 sedimenti conglomeratici pliocenici
6)oltre gli 80/85 metri substrato roccioso - flisch di Ventimiglia



Strato1 costitito da coltri superficiali di spessore inferiore al metro   chiaramente visibile nella parte alta selle sezioni
Vp 200 m/sec,
Vs =  150 m/sec
gamma t = 1700 kg / mc
Dall grafico di dinver lo spessore è dato inferiore al metro valore coincidente con quello della stratigrafia ottenuta tramite carotaggio ( k=1.0)

Strato 2 - 1- 20 metri -  costituito da  alternanze si sabbia, ghiaia e ciottoli  è ben visibile nei grafici alla profondità 22 metri dove si ha un cambiamento di velocità  Vs e Vp - Il calcolo sovrastima di 2 metri la profondità di 20 m ottenuta con sondaggio meccanico.     
Vp =  1100   m/sec, a 20 metri di profondità
Vs = 360   m/sec a 20 metri di profondità
gamma t = 2100  kg / mc a 20 metri di profondità
Anche in questo caso la profondità ottenuta con dinver coincide con quella ottenuta con il sondaggio meccanico ( con una sovrastima di un  K=1.10

Strato 3 - 1- 40 metri -  costituito da  alternanze si sabbia, ghiaia e ciottoli  è ben visibile nei grafici alla profondità 38 - 42 metri dove si ha un incremento di velocità  Ps e Vp     
Vp =  1250   m/sec, a 40 m di profondità
Vs = 480  m/sec 40 m di profondità
gamma t = 2200  kg / mc a 40 m di profondità
Anche in questo caso la profondità ottenuta con dinver coincide con quella ottenuta con il sondaggio meccanico

Strato 4 da 40 a 56 metri costitito da  ciottoli  ben classati  
Vp =  1550  m/sec,
Vs =  550  m/sec
gamma t = 2550    kg / mc
Intorno a 53metri dinver  evidenzia un cambiamento di pendenza dell'incremento di velocità onde S compatibile con la profondità ottenuta dal sondaggio meccanico

Termine del sondaggio meccanico, 

Strato 5 da 56 a 78/85 m - costitito da sedimenti pliocnici
Vp =  > 1600  m/sec,
Vs = > 6000   m/sec
gamma t =  2450   kg / mc
Il pliocene probabilmente  potrebbe essere presente tra i 56 metri e i 78 -85 m di profondità dato non disponibile con il sondaggio meccanico

Strato 6 oltre i 78 - 85 m di profondità, costituito da   substrato roccioso  - formazione calcarea di Ventimiglia
Vp = 1900  m/sec,
Vs =  > 900 m/sec non ben definita  
gamma t 2500 kg / mc
Il substrato roccioso costituito dal flysh di Ventimiglia 

Purtroppo non avendo dati  di altre prove sismiche, masw - sismiche a rifrazione non si è potuto tarare a sufficienza il sondaggio e i dati sono puramente indicativi. 


grafico horizzontal particle motion
si vede che le massime azioni orizzontali sono allineate nella direzione  40- 130 °  dovute all'azione dell'acqua del Fiume Roja.


ubicazione del sondaggio
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