Embed Size (px)
Citation preview
Caratterizzazione geotecnica sismica dei
suoli con il metodo
MASW- REMI -HVSR
e suoli tipo S2
Ing. Vitantonio Roma, PhD
www.masw.it
Vitantonio Roma Copyright riservato
Schema della presentazione
INTRODUZIONE
COSA è la prova MASW
A COSA serve la prova MASW
FONDAMENTI TEORICIFONDAMENTI TEORICI
ESEMPI APPLICATIVI
NORMATIVE
Vitantonio Roma Copyright riservato
COSA è la prova MASW
Rayleigh Waves - Multichannel SASW
wave number k
frequency ωωωω
Dispersion RelationShaker
Signal Analyzer
Sensors
wave number k
Vs , Gs
depth
Rayleigh Waves
WWW.MASW.ITVitantonio Roma Copyright riservato
COSA è la prova MASW
WWW.MASW.IT
Tecnica non invasiva: misure eseguite sulla superficie liberaVitantonio Roma Copyright riservato
COSA è la prova MASW
WWW.MASW.IT
MASW con Vibrodina a sorgente controllataVitantonio Roma Copyright riservato
COSA è la prova MASW
WWW.MASW.IT
MASW con grave sollevato con carrello
Vitantonio Roma Copyright riservato
COSA è la prova MASW
MASW con vibrodina a sorgente controllata
WWW.MASW.IT
Vitantonio Roma Copyright riservato
A cosa serve la prova MASW
stratigrafia
Profilo Vs
Vs30Vs30
Categoria sismica
WWW.MASW.IT
Vitantonio Roma Copyright riservato
Fondamenti Teorici del metodo MASW
RicevitoriSorgente
WWW.MASW.IT
Tecnica non invasiva: misure eseguite sulla superficie libera
senza eseguire perforazioni
Onde di Rayleigh
Vitantonio Roma Copyright riservato
Onde di Rayleigh
Onde cilindriche viaggiano sulla superficie del semispazio
Le due componenti del moto formano una ellisse nel piano verticale
In un semispazio omogeneo sono non dispersive
In un semispazio stratificato sono dispersiveIn un semispazio stratificato sono dispersive
Vitantonio Roma Copyright riservato
Onde di Rayleigh
Informazioni sugli strati interessati nella propagazione
Vitantonio Roma Copyright riservato
Fenomeno di Dispersione
Velocità di fase c
Curva di Dispersione
Frequenza (Hz)
WWW.MASW.IT
Vitantonio Roma Copyright riservato
For a fixed frequency f several wavenumbers may exist and for a
fixed wavenumber k several frequencies may exist
Layer h (m) Vp
(m/s)
Vs
(m/s)
Mass
density
Example Case E
0),,,,,( =fkhVsR iiii ρν
0Vs (m/s)500 1000
Dispersione delle Onde di Rayleigh in un mezzo stratificato
(m/s) (m/s) density
(kg/m3)
1 5 1500 1000 1800
2 5 750 500 1800
Half-space ∞ 1500 1000 1800
0
5
10
Z (m)
100
150
Fre
qu
en
cy
(H
z)
Rayleigh modes
Modi di propagazione di Rayleigh
0 0.5 1 1.5 20
50
W avenumber (1/m)
Fre
qu
en
cy
(H
z)
(.) 1st mode
(star) 2nd mode
(+) 3rd mode
(o) 4th mode
0),,,,,( =fkhVsR iiii ρν
500
600
700
800
900
1000P
ha
se
ve
loc
ity
(m
/s)
Theoretical Rayleigh modes for site EModi di propagazione di Rayleigh
0 50 100 1500
100
200
300
400
500
Frequency (Hz)
Ph
as
e v
elo
cit
y (
m/s
)
(.) 1st mode
(o) 4th mode
(+) 3rd mode
(star) 2nd mode
100
150F
req
ue
nc
y (
Hz
)
(o) effective dispersion curve
Theoretical Rayleigh modes and Effective dispersion curve at site E
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.80
50
Fre
qu
en
cy
(H
z)
Wavenumber (1/m)
(.) 1st mode
(star) 2nd mode
(+) 3rd mode
(<) 4th mode
0.6
0.7
0.8
0.9
1
no
rma
liz
ed
sp
ec
tru
m o
f ve
rtic
al
dis
pla
ce
me
nts
Frequencies of resonance at site E
(.) 1st mode
(star) 2nd mode
(+) 3rd mode
(<) 4th mode
Frequencies and Wavenumbers of Resonance in Layered Media
for Traveling Rayleigh Waves
0 50 100 1500
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
Frequency (Hz)
no
rma
liz
ed
sp
ec
tru
m o
f ve
rtic
al
dis
pla
ce
me
nts
600
800
1000
1200P
ha
se
ve
loc
ity
(m
/s)
Theoretical Rayleigh modes and Effective dispersion curve at site E
0 50 100 1500
200
400
Frequency (Hz)
Ph
as
e v
elo
cit
y (
m/s
)
(.) 1st mode
(star) 2nd mode
(+) 3rd mode
(<) 4th mode
(o) effective dispersion curve
Magnitude of the Spectrum of each mode
0.6
0.7
0.8
0.9
1
No
rma
lize
d s
pe
ctr
um
of
ve
rtic
al d
isp
lac
em
en
ts o
n t
he
su
rfa
ce
Frequencies of Resonance for travelling Rayleigh waves
(.) 1st mode
(+) 2nd mode
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
Frequency (Hz)
No
rma
lize
d s
pe
ctr
um
of
ve
rtic
al d
isp
lac
em
en
ts o
n t
he
su
rfa
ce
h1=15m, Vs1=400m/s, Vp=1.5Vs
(>) 3rd mode
(star) 4thmode
(o) 5th mode
Risposta Sperimentale del Sistema
Metodo F-K Attivo
D ∆x
ReceiversSource
∆x
n ricevitori (max 24) disposti lungo una retta passante per la sorgente
Metodo F-K Passivo 16 Sensor
Circular Array
Main Energy
Source
Additional
Sources
16 Sensor
Circular Array
16 Sensor
Circular Array
16 Sensor
Circular Array
Main Energy
Source
Additional
Sources
n ricevitori (max 24) disposti lungo una retta passante per la sorgente
WWW.MASW.IT
Vitantonio Roma Copyright riservato
Risposta Sperimentale del Sistema
Spettro F-K
Curva di dispersione
WWW.MASW.IT
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.30
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Wavenumber (rad/m)
Norm
alized Power
f=costante
Vitantonio Roma Copyright riservato
Fenomeno di Dispersione
e Attenuazione delle onde
Modello
Geometria
Comportamento meccanico
Onde di Rayleigh
WWW.MASW.IT
Inversion Problem
Rigidezza Damping Ratio
Spessori
Risposta Sperimentale
Risposta Teorica
Confronto e Soluzione
Ottimale
WWW.MASW.IT
Vitantonio Roma Copyright riservato
Processo di Inversione
Prova Sperimentale
Simulazione Teorica
Confronto Relazione di
Dispersione
Sperimentale-Teorica
Ipotesi iniziale sui
Parametri geometrico-
meccanici
Simulazione TeoricaSperimentale-Teorica
Minimizzare la “distanza” fra
le due risposte ?
Variazione dei Parametri
NO
SI
FINE
Vitantonio Roma Copyright riservato
ESEMPI NUMERICI
WWW.MASW.IT
ESEMPI NUMERICI
Strato rigido in superficie
Strato rigido intermedio
Substrato rigido
Strato molto soffice intermedio
Strato soffice intermedio
WWW.MASW.IT
Substrato soffice
