GNGTS 2015 - Atti del 34° Convegno Nazionale

GNGTS 2015 S essione 2.2 131 Allo scopo di validare i risultati delle analisi di noise, sono stati effettuati i rapporti spettrali H/V utilizzando come input i 7 terremoti di ML ≥ 5.0 registrati dall’accelerometro installato a CTL8, durante la sequenza emiliana del 2012 (Luzi et al. , 2013). In Fig. 1c sono riportati i risultati in termini di valor medio considerando una finestra di 20 s di segnale selezionata sulla coda degli eventi, caratterizzata dalla presenza di onde di superficie. La Fig. 1c evidenzia, anche in questo caso, la presenza dei picchi in bassa frequenza messi in luce dalle analisi di noise. Analisi da array sismici. Un array sismico è un insieme di sismometri distribuiti su un’area ridotta, possibilmente omogenea dal punto di vista geologico, con registrazioni basate su un segnale di tempo comune in grado di garantire l’acquisizione di segnali tra loro coerenti. Lo scopo dello studio è quello di ricavare un modello monodimensionale di velocità del sottosuolo, tramite l’utilizzo di registrazioni in superficie di rumore sismico ambientale, costituito in prevalenza da onde superficiali. Dal rumore ambientale è quindi possibile estrarre informazioni sulla dispersione delle onde di Rayleigh, utilizzate per ricavare il profilo di velocità del sottosuolo. In particolare i parametri più significativi nel determinare la velocità di fase delle onde di Rayleigh sono la velocità delle onde S (v s ) e lo spessore degli strati. I metodi di analisi utilizzati in questo studio per ricavare la curva di dispersione delle onde di Rayleigh, da registrazioni di noise sismico, sono il metodo f-k beamforming (Lacoss et al. , 1969) e il metodo MSPAC (Modified SPacial AutoCorrelation, Bettig et al. , 2001). Il metodo f-k beamforming esegue una sommatoria dei segnali acquisiti alle diverse stazioni dell’array (w j ), dopo averli traslati nel tempo: (1) dove N sono le stazioni sismiche e r j *s il tempo di ritardo dei segnali alle singole stazioni, con r la distanza delle stazioni da un punto di riferimento e s la slowness. La stessa formula può anche essere scritta in funzione della geometria dell’array (r j ) e di (s-s 0 ) , con s 0 la slowness reale (incognita) e s una qualunque altra slowness. (2) Se si utilizza la slowness corretta (s 0 ) , s-s 0 =0 e B(t)=w(t) , dove w(t) è il segnale originario registrato dalle stazioni degli array. L’energia del fascio (beam) può essere calcolata integrando il quadrato dell’Eq. 2: (3) La stessa equazione può essere scritta in funzione della frequenza ω e della differenza tra numero d’onda reale (k 0 ) e un qualunque altro valore (k) , con la seguente formula: (4) dove w( ω ) è la trasformata di Fourier del sismogramma w(t) e l’Array Transfer Function dell’array. Quest’ultima è particolarmente influenzata dalla geometria dell’array, per questo va attentamente valutata la risposta dell’array in fase progettuale, considerando che tanto più è piccolo k min /2 tanto maggiore è la risoluzione dell’array, mentre maggiore è k max maggiore è il range di validità della curva di dispersione entro cui non si hanno fenomeni di aliasing. Quando la slowness utilizzata per la costruzione del fascio (beam) è quella reale (s 0 ) , l’energia del fascio dell’Eq. 4 è massima e l’Array Transfer Function è pari a 1 (Bormann, 2002). I risultati dell’analisi f-k sono delle rappresentazioni del beampower (energia del fascio), che indicano l’azimuth e la velocità delle onde che viaggiano a maggior energia nel piano del numero d’onda (k x , k y ) , assegnando per ogni frequenza la velocità che nel piano k x , k y definisce i massimi della beampower. Il metodo MSPAC invece è una modifica del metodo SPAC (Aki, 1957), proposto per indagare la natura del rumore sismico e per caratterizzare il mezzo di propagazione delle onde sismiche.