GNGTS 2022 - Atti del 40° Convegno Nazionale

GNGTS 2022 Sessione 2.2 301 SUI SIMULATORI DELLE CURVE HVSR E. Lunedei, A. Tanzini, E. Paolucci, D. Albarello Dipartimento di Scienze Fisiche, della Terra e dell’Ambiente, Università degli Studi di Siena, Italia Le misure dei rapporti fra le componenti spettrali orizzontali e verticali del moto del suolo dovuto alle vibrazioni sismiche ambientali (rappresentate dalle note curve HVSR) giocano un ruolo centrale per la caratterizzazione della risposta sismica locale, in particolare negli studî di microzonazione sismica. Oltre che per la stima immediata delle frequenze di risonanza dei siti esaminati, queste misure vengono impiegate per vincolare il profilo di velocità delle onde di taglio nelle procedure d’inversione numerica dei dati geofisici, delle quali sono state sviluppate, negli ultimi decenni, varie versioni, che si differenziano nettamente fra loro, principalmente per i diversi metodi con cui è realizzata la modellazione diretta delle grandezze fisiche coinvolte, in particolare della curva HVSR stessa. Si va da approcci molto semplificati, basati sull’ipotesi che la curva HVSR rappresenti direttamente la funzione di trasferimento delle onde SH od il rapporto fra le funzioni di trasferimento delle onde P ed SH, a modelli via via più complessi, che associano la curva HVSR all’ellitticità delle onde di Rayleigh, alla combinazione di componenti multimodali di onde di Love e Rayleigh, fino a modelli di campo completo basati sull’ipotesi di sorgenti superficiali distribuite o d’un campo d’onda diffuso (la bibliografia raccoglie alcuni riferimenti a tali approcci). Considerando anche la diversa entità del peso computazionale di tali modelli, un’ampia discussione è sorta in questi anni sul livello d’approssimazione con cui essi sono in grado di riprodurre la curva HVSR, discussione essenzialmente legata alla qualità delle ipotesi alla base di ciascun modello. Questo studio intende contribuire a questa discussione, spostando l’oggetto della comparazione dalle ipotesi ai risultati prodotti: si confrontano infatti le curve HVSR sintetiche generate da differenti modelli diretti applicati a 1600 profili sismostratigrafici simulati numericamente e rappresentativi delle situazioni tipiche dell’Appennino Meridionale. Le curve HVSR ottenute per tutti questi profili sono state messe a confronto per valutare l’effettiva eterogeneità dei risultati e quindi la sensibilità di questi ultimi alle diverse ipotesi soggiacenti a ciascunmodello. N’è emerso un valore assai elevato della correlazione fra le curve prodotte dai diversi modelli per lo stesso profilo sismostratigrafico, con valori del coefficiente di correlazione di Pearson prossimi a 0,9. Questo suggerisce l’esistenza d’una qualche caratteristica comune ai vari modelli, che li rende quasi equivalenti per quanto concerne il risultato prodotto, indipendentemente dalla complessità delle specifiche ipotesi sulle quali la modellazione diretta del rapporto spettrale H/V giace. Questa evidenza, pur preliminare, suggerisce che inseguire una sempre maggiore complessità della modellazione diretta (che va, sovente, a scapito dell’efficienza della procedura d‘inversione), pur conservando un interesse per la comprensione del fenomeno delle vibrazioni ambientali, potrebbe risultare di scarsa utilità pratica, vista la sostanziale omogeneità dei risultati prodotti dai diversi modelli. Se adeguatamente confermata, quest’osservazione deporrebbe a favore dell’uso di modelli semplificati per la simulazione della curva HVSR, i quali, pur basandosi su una descrizione meno accurata del reale campo d’onda delle vibrazioni ambientali, potrebbero contribuire alla realizzazione di procedure d’inversione più efficienti e meno soggette ad instabilità numeriche. L’abbreviazione dei tempi d’esecuzione potrebbe agevolare l’uso di procedure d’inversione maggiormente esplorative e quindi maggiormente capaci d’esprimere l’effettivo livello d’incertezza associato alle soluzioni trovate dall’algoritmo d’inversione medesimo. Rimane aperto l’interessante problema teorico di spiegare la ragione dell’omogeneità dei risultati a fronte della notevole eterogeneità delle ipotesi soggiacenti ai diversi modelli di simulazione diretta della curva HVSR.