Cos'è l'indagine sismica con la metodologia HoliSurface e HVSR

Insieme a Giancarlo Dal Moro approfondiamo un caso studio molto interessante incentrato sull'indagine sismica secondo la metodologia HS (HoliSurface) e HVSR. 
 
In riferimento alla relazione geologica allegata ad un progetto di intervento per la realizzazione di strutture inserite nella prima periferia di Spoleto, è stata effettuata un’indagine sismica secondo la metodologia congiunta HoliSurface® (Holistic analysis of Surface waves - HS) + HVSR (Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio). 
 
Tramite l’analisi dei dati multi-componente acquisiti è possibile definire il profilo verticale delle Vs (velocità di propagazione delle onde di taglio) e determinare la Vs30 e/o la velocità equivalente necessaria a classificare il tipo di sottosuolo così come indicato nelle norme tecniche per le costruzioni (NTC 2018). 

 
La tecnica HS si fonda sulla determinazione di diversi observables (spettri di velocità di gruppo delle componenti verticale (Z), radiale (R) e trasversale (T), Radial-to-Vertical Spectral Ratio – RVSR e curve Rayleigh-wave Particle Motion, RPM) che, anche congiuntamente alla curva HVSR, consentono di impostare un’inversione congiunta utile a determinare in modo robusto e puntuale il profilo V_S (vedi schema concettuale riportato in Figura 1 e tratto da Dal Moro, 2019).    
 
 
 
Figura 1. Schema concettuale per descrivere il significato dell’analisi congiunta possibile da dati multi-componente. Solamente l’utilizzo di diversi “oggetti di analisi” (observables) consente di restringere l’ambiguità che, altrimenti, caratterizza qualsiasi indagine di superficie. 
 

V_S equivalente (VsE) e Vs30

La V_S equivalente inserita nelle NTC 2018 (Norme Tecniche per le Costruzioni) è definita dalla seguente relazione:

in cui la profondità H è quella a cui la velocità V_S è pari o superiore a 800 m/s (bedrock sismico), mentre h e V_S sono i valori di spessore (in metri) e velocità delle onde di taglio (in m/s) per ciascuno degli N strati che costituiscono il modello di sottosuolo.

Si tratta in pratica di una variazione sul tema rispetto al parametro Vs30 (in quel caso il valore di H è fissato a 30 m).

Di fatto, se il bedrock sismico è più profondo di 30 m (dal piano di fondazione) la Vs equivalente (che nei nostri software è sinteticamente indicata come VsE) è pari alla Vs30.

NTC 2018: le categorie di sottosuolo

A - Ammassi rocciosi affioranti o terreni molto rigidi caratterizzati da valori di velocità delle onde di taglio superiori a 800 m/s, eventualmente comprendenti in superficie terreni di caratteristiche meccaniche più scadenti con spessore massimo pari a 3 m. 
 
B - Rocce tenere e depositi di terreni a grana grossa molto addensati o terreni a grana fina molto consistenti, caratterizzati da un miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di velocità equivalente compresi tra 360 m/s e 800 m/s 
 
C - Depositi di terreni a grana grossa mediamente addensati o terreni a grana fina mediamente consistenti con profondità del substrato superiori a 30 m, caratterizzati da un miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di velocità equivalente compresi tra 180 m/s e 360 m/s 
 
D - Depositi di terreni a grana grossa scarsamente addensati o di terreni a grana fina scarsamente consistenti, con profondità del substrato superiori a 30 m, caratterizzati da un miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di velocità equivalente compresi tra 100 e 180 m/s 
 
E - Terreni con caratteristiche e valori di velocità equivalente riconducibili a quelle definite per le categorie C o D, con profondità del substrato non superiore a 30 m.
 
Per qualsiasi condizione di sottosuolo non classificabile nelle categorie precedenti, è necessario predisporre specifiche analisi di risposta locale per la definizione delle azioni sismiche.

Decreto 17 gennaio 2018 in aggiornamento alle Norme Tecniche per le Costruzioni e pubblicato sul Supplemento ordinario n° 8 alla Gazzetta Ufficiale del 20/02/2018.  
  
Per continuare la lettura del caso studio in oggetto sull'indagine sismica secondo la metodologia HS e HVSR clicca e consulta l'intero pdf!  

Come scoprire di più sul tema

Il 29 novembre terrò un corso su Acquisizione e analisi delle curve HVSR congiuntamente a dati sismici DownHole e Holisurface, mentre l'1 dicembre dedicherò un corso di livello più avanzato rispetto al precedente enunciato dal titolo "Oltre ReMi SPAC ed ESAC: lavorare con dispersione e ampiezza di dati sismici passivi multi-componente anche in prospettiva 2D". Scopri tutte le info nei link che ti ho lasciato in questo articolo e iscriviti subito per non perdere il tuo posto virtuale.