Geofisica a malta

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TITOLO-TITLE:
INGEGNERIA INTEGRATA
di Ing. Diego Dell’Erba
ISO9001CERFIED
Campagna di Indagini e Monitoraggi Geognostici
presso VILHENA PALACE – M’DINA (MALTA)
COMM.-JOB
10070 AC
N°DOCUMENTO
RT 0094/4
NOME DEL FILE:
RT191 GEOFISICA
VILHENA
0 EMISSIONE – ISSUE 02/07/2001
GEOL.D.BOSO ARCH.A.ARANA ING.M.FALCI
SCALA-
SCALE
PAGINA-SHEET
REV. DESCRIZIONE – DESCRIPTION
DATA
DATE
ESEG.
PREP’D
CONTR.
CHK’D
A.Q.
Q.A.
APPR.
APPR’D N.A. 1/35
IL PRESENTE DOCUMENTO E’ PROPRIETA’ IRMA DIAGNOSIS S.r.l..e INGEGNERIA INTEGRATA.. A TERMINE DI LEGGE OGNI DIRITTO E’
RISERVATO
SOSTITUISCE IL – REPLACES
THIS DOCUMENT IS THE PROPERTY OF IRMA DIAGNOSIS S.r.l.. e INGEGNERIA INTEGRATA..ALL RIGHTS ARE RESERVED ACCORDING TO LAW
SOSTITUITO DA – REPLACED BY
TIPO DOCUMENTO - DOCUMENT TYPE:
RAPPORTO TECNICO
LOCALITA’ – LOCATION
M’dina (Malta)
OGGETTO – SUBJECT
INDAGINI GEOFISICHE PRESSO VILHENA PALACE
DATA INDAGINE:- SURVEY DATE DATA FINE REPORT –REPORT END DATE DATA CONSEGNA REPORT – REPORT DELIVERY
15/09/2001

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10070 AF
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RT 00191 /4
NOME DEL FILE: RT191 GEOFISICA VILHENA
0 EMISSIONE – ISSUE
SCALA-SCALE PAGINA-SHEET
REV. DESCRIZIONE – DESCRIPTION N.A. 2/35
RISERVATO
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TO LAW SOSTITUITO DA – REPLACED BY
INDICE
1 PREMESSA ............................................................................................................................ 4
2 PROSPEZIONI RADAR SPR................................................................................................ 4
2.1 Principio di funzionamento del radar SPR............................................................................................ 5
2.2 Dati tecnici ................................................................................................................................................. 8
2.2.1 Modello di velocità adottato.................................................................................................................................................. 8
2.2.2 Restituzione e rappresentazione dei dati radar................................................................................................................... 9
2.2.3 Area indagata.......................................................................................................................................................................... 10
2.2.4 Descrizione dei risultati e conclusioni ............................................................................................................................... 13
3 PROSPEZIONE GEOELETTRICA TOMOGRAFICA .....................................................13
3.1.1 Strumentazione ed acquisizione dati.................................................................................................................................. 13
Geometria d’acquisizione...............................................................................................................................15
3.1.2 RISULTATI........................................................................................................................................................................... 16
4 PROSPEZIONE SISMICA ASSIALE TOMOGRAFICA SUPERFICIALE.......................17
Metodologia di calcolo - G. S. A. O. (Generalized Simulated-Annealing Optimization) ....................18
4.1.1 RISULTATI........................................................................................................................................................................... 20
5 SISMICA IN FORO DEL TIPO DOWN - HOLE ............................................................. 20
5.1.1 Attrezzatura utilizzata e metodologia d’esecuzione ........................................................................................................ 21
5.1.2 Elaborazione dati................................................................................................................................................................... 23
5.1.3 RISULTATI........................................................................................................................................................................... 26
6 CAMPIONATURE “NOISE” - RISPOSTA SISMICA DEL SITO.................................... 27
6.1.1 Generalità sulla Valutazione dell’effetto d’amplificazione sismica locale dei siti...................................................... 27
6.1.2 Descrizione del metodo ....................................................................................................................................................... 28
Sistema d’acquisizione e raccolta dati...........................................................................................................30
6.1.3 Elaborazione dati................................................................................................................................................................... 31
6.1.4 RISULTATI........................................................................................................................................................................... 32
6.1.5 Osservazioni ........................................................................................................................................................................ 33
7 MODELLO 1D HASKELL - THOMSON .......................................................................... 34
INDICE DELLE FIGURE

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Figura 1 - Principio di funzionamento del SPR ................................................................................................. 6
Figura 2- Esempio di visualizzazione di tre sezioni radar bidimensionali : la definizione aumenta in
proporzione alla frequenza ............................................................................................................................ 6
Figura 3 - Sistema di elaborazione differita......................................................................................................... 7
Figura 4 – Schema delle passate effettuate (in verde le scansioni con antenna da 100 MHz, in viola con array
200 – 600 MHz) ............................................................................................................................................11
ALLEGATI:
Sezioni ElettroTomografiche
Sezioni SismoTomografiche
Restituzioni grafiche Down-Hole
Tabelle moduli elasto-dinamici
Restituzioni grafiche analisi spettrali “noise”
Restituzioni fotografiche

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1 PREMESSA
Di seguito vengono illustrati i risultati delle indagini di tipo geofisico per la caratterizzazione
geometrica, fisica e meccanica dei terreni di fondazione nei pressi di Vilhena Palace.
In particolare si è proceduto all’esecuzione di:
•800 ml di Prospezioni radar SPR;
•N° 06 Tomografie elettriche del tipo dipolo-dipolo;
•N° 06 Tomografie sismiche assiali di superficie;
•N° 04 Sismiche in foro del tipo Down-Hole;
•N° 10 Campionature “noise”.**
**NOTA: al fine di verificare e dare completezza alle campionature “noise” è stato eseguito il calcolo della funzione di
trasferimento teorica (modello 1D)
2 Prospezioni radar spr
In questo paragrafo si illustrano i risultati della campagna di prospezioni radar SPR orizzontali
multifrequenza effettuata all’esterno di Palazzo Vilhena a M’dina.
L’indagine costituisce una importante fase conoscitiva preliminare delle caratteristiche dei primi
metri del sottosuolo in quanto consente di ottenere la definizione di elementi presenti all’interno di un
qualsiasi mezzo, sia esso terreno o manufatto, in modo totalmente non invasivo e non distruttivo.
La prospezione è stata indirizzata a molteplici obiettivi sia a fini geognostici di superficie, sia
strutturale, in particolare:

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• caratterizzazione del primo sottosuolo;
• ricerca di discontinuità nel terreno;
• confinamento di aree di anomalia;
• individuazione di cavità;
• individuazione di strutture o manufatti sepolti;
La prospezione radar al di sotto dei bastioni esterni presso Palazzo Vilhena è stata effettuata in due
fasi distinte:
- una prima fase ha previsto l’utilizzo di un array di antenne radar da 200 e 600 MHz. Questa
configurazione di antenne ha consentito di indagare il sottosuolo fino ad una profondità massima di circa
2,5 m (in funzione delle caratteristiche elettromagnetiche del terreno).
- una seconda fase ha previsto l’utilizzo di una antenna singola da 100 MHz. Questa configurazione
ha consentito di indagare il sottosuolo fino a circa 3,5 – 4 m di profondità, sempre in funzione delle
caratteristiche del terreno.
Le aree indagate e i risultati della prospezione sono stati sintetizzati graficamente nelle planimetrie in
scala 1:200 e 1:100 allegate alla presente relazione con gli elementi individuati (riflettori di onde
elettromagnetiche) e la loro interpretazione.
2.1 Principio di funzionamento del radar SPR
Il radar di tipo SPR modello RIS utilizzato nella presente indagine si basa sull’emissione di impulsi a
radiofrequenza nel sottosuolo e registrazione degli echi riflessi dagli oggetti in esso presenti. Tali oggetti
hanno la possibilità di essere “visti” dal radar se hanno una dimensione (superficie equivalente radar)
sufficiente e proprietà elettromagnetiche sufficientemente differenti dal terreno che li contiene (contrasto
dielettrico). La trasmissione e la ricezione degli impulsi avviene per mezzo di una o più antenne che,
scorrendo sul terreno, consentono di ricostruire una “sezione” del sottosuolo indagato.
I dati acquisiti sono memorizzati, elaborati e quindi rappresentati in immagini radar che forniscono
una visione di sezioni verticali del sottosuolo, perpendicolari alla direzione di scorrimento del radar stesso.
Eventuali oggetti presenti nel sottosuolo sono visualizzati nelle immagini radar secondo le
caratteristiche forme iperboliche. L’iperbole, come illustrato in figura 1, si genera poiché l’antenna “vede”
l’oggetto per un tratto di terreno che precede e succede la perpendicolare rispetto allo stesso, nel quale la
distanza tra antenna e oggetto prima diminuisce e poi aumenta nuovamente.

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La capacità di rivelare il bersaglio dipende, oltre che dalle dimensioni dell’oggetto e dal contrasto
dielettrico col terreno che lo contiene, anche dalla massima profondità esplorabile dal sistema (portata) la
quale a sua volta dipende principalmente dal contenuto in acqua del terreno e dalla frequenza di
trasmissione. In generale, minore è la frequenza di trasmissione e maggiore è la profondità di penetrazione a
spese di una perdita di risoluzione.
x
xNx-N x0x-1 x1
Sezione radar
Generazione
iperbole
Acquisizione
moto
antenna
oggetto sepolto
d0 dNd-N
x0 xNx-N
d0
dNd-N
d1d-1
Antenna
Il Radar “vede” il bersaglio in un intorno
della posizione di minima distanza
L’oggetto sepolto risulta visibile se:
- si trova nel fascio di irradiazione antenna
- rapporto segnale/clutter > minimo valore sufficiente alla rivelazione
Figura 1 - Principio di funzionamento del SPR
Figura 2- Esempio di visualizzazione di tre sezioni radar bidimensionali : la definizione aumenta in
proporzione alla frequenza
Direzione di scansione
Profondità

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Il sistema RIS opera con un array di antenne che consente di incrementare la probabilità di corretta
rivelazione dei bersagli. L’array comunemente utilizzato è costituito da un set di antenne multifrequenza, in
grado di irradiare simultaneamente vari valori di frequenze, in genere comprese tra 200 MHz e 600 MHz,
allo scopo di raggiungere il miglior compromesso tra maneggevolezza, portata e risoluzione del sistema. Con
tale sistema si può operare con un array modulare di antenne a bassa (200MHz) ed alta frequenza (600MHz)
in grado di acquisire contemporaneamente dati radar fino ad un massimo di 8 canali con differente
frequenza e polarizzazione, in configurazione monostatica e bistatica. I canali ad alta frequenza sono
utilizzati per avere una elevata risoluzione nei primi due metri del sottosuolo mentre quelli a bassa frequenza
sono usati per le esplorazioni con minore risoluzione fino ai 3 m. I canali cross-polari sono utilizzati sia per
l’analisi geofisica del sottosuolo. La configurazione bistatica, in talune circostanze, è utile per limitare gli
effetti di mascheramento talvolta determinati dai fenomeni di riflessione multipla su bersagli metallici. I dati
radar multifrequenza acquisiti sul campo sono elaborati per effettuare un’analisi geofisica del sottosuolo.
Per le indagini in cui sia richiesto il raggiungimento di una maggiore profondità di investigazione, è
possibile utilizzare una antenna singola da 100 MHz (figura 4), in grado di raggiungere in condizioni
ottimali, profondità dell’ordine di 4 – 5 m.
Il sistema di elaborazione è costituito da un PC dotato di 2 monitor, uno per la visualizzazione dei
dati radar, l’altro per la visualizzazione in ambiente CAD della mappa del sito e dei dati radar. Un data base
relazionale è di supporto all’operatore nella gestione organizzata delle grandi moli di dati SPR. Il risultato
finale della procedura di elaborazione, estrazione delle informazioni relativi a servizi e manufatti presenti nel
sottosuolo è costituito da una mappa tematica radar.
Figura 3 - Sistema di elaborazione differita

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2.2 Dati tecnici
Per la presente indagine si è utilizzata una strumentazione radar specifica per le introspezioni nel
sottosuolo con le seguenti caratteristiche:
• array di antenne ad alta (600 Mhz) e bassa frequenza (200 Mhz) composto da:
• N. 2 moduli a 2 antenne multifrequenza multicanali;
• unità di distribuzione;
• sensore di posizione per la misura delle coordinate dei dati acquisiti (ruota metrica);
• telecomando per il controllo delle funzioni principali di acquisizione;
• unità di acquisizione radar costituita da:
• PC Pentium based;
• scheda controllo radar, scheda conversione A/D e scheda alimentazione radar;
• registratore digitale DAT (Digital Audio Tape);
• software di acquisizione.
Inoltre, per la detezione più profonda è stata utilizzata:
• antenna a bassa frequenza (100 MHz) con:
• sensore di posizione per la misura delle coordinate dei dati acquisiti (ruota metrica);
• telecomando per il controllo delle funzioni principali di acquisizione;
• unità di acquisizione radar costituita da:
• PC Pentium based;
• scheda controllo radar, scheda conversione A/D e scheda alimentazione radar;
• registratore digitale DAT (Digital Audio Tape);
• software di acquisizione.
2.2.1 Modello di velocità adottato
La riflessione delle onde elettromagnetiche si verifica ogni volta che il mezzo di propagazione
mostra una variazione (o disomogeneità) delle caratteristiche elettromagnetiche, come accade in
corrispondenza di un cambiamento del mezzo o di presenza di un bersaglio; la capacità di riflessione di un

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bersaglio è funzione di una molteplicità di parametri quali: forma, dimensione e materiale del bersaglio;
mezzo circostante; frequenza e polarizzazione dell’onda e.m. incidente; distanza del bersaglio dall’antenna.
Per la prospezione 200-600 MHz il tempo di scansione è stato impostato in 96 ns, in modo da
raggiungere una profondità di investigazione teorica di circa 6.40 metri. La profondità reale raggiunta si è
attestata intorno a 2.50 metri a causa della notevole attenuazione del segnale operata dalle litologie presenti
nel sottosuolo.
Per la prospezione con antenna singola da 100 MHz il tempo di scansione è stato impostato in 256
ns, in modo da raggiungere un profondità massima teorica maggiore rispetto alla indagine a più alta
frequenza. In questo caso la profondità massima realmente raggiunta è stata pari a circa 3,5- 4 m.
La velocità di propagazione è funzione della costante dielettrica del mezzo, e può variare di quasi 10
volte in funzione della natura del suolo ed è espressa in m/sec. La stima della velocità di propagazione è
essenziale per misurare correttamente la profondità dei bersagli.
La velocità di propagazione tipicamente nei sottosuoli urbani è generalmente compresa tra 7x108
e
11x108
m/sec. Per tale indagine, dopo stime sulla velocità effettuata sulle sezioni acquisite, si è adottato un
modello con valori di 9x108
m/sec, supposta costante per tutta l’area indagata.
2.2.2 Restituzione e rappresentazione dei dati radar
Con la presente metodologia di indagine radar, il dato radar viene acquisito in forma grezza, senza
cioè che vengano impostati dei fattori correttivi del segnale. Successivamente il dato viene inserito all’interno
di un “framework”, composto da processatore, data-base e interfaccia CAD, per la processazione
(applicazione di algoritmi di pulitura del clutter del segnale), per il posizionamento su cartografia, tramite la
referenziazione impostata sul campo, e la elaborazione interattiva su data-base e CAD.
I dati radar sono quindi univocamente definiti e posizionati all’interno di un sistema di coordinate
ortogonali (L,T) con l’asse T.
In ogni sezione radar nella porzione inferiore sinistra è visualizzato il proprio codice di
identificazione. Esso è formato da un codice alfanumerico di tipo XYYCNNNN, dove:
X è l’identificativo della coordinata (T o L),
YY è l’identificativo della zona,
C è il canale di acquisizione
NNNN il numero progressivo di acquisizione delle scansioni.

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All’interno del sistema d’elaborazione, si ha la possibilità di visualizzare il dato sotto molteplici
modalità di analisi, quali:
• Sezioni Radar: Si tratta di sezioni verticali del sottosuolo (lunghezza per profondità)
che contengono informazioni circa la presenza di anomalie e
discontinuità fisiche riconoscibili sulla base di segnali caratteristici. Il
sistema è in grado di definire con estrema precisione la posizione
degli elementi individuati.
• Sezioni tomografiche: Sono sezioni orizzontali (lunghezza per larghezza) che consentono
una visione in pianta del sottosuolo alle varie profondità. Le mappe
tomografiche sono di ausilio per ottimizzare la capacità di
individuazione degli elementi di interesse.
• Mappe di penetrazione e
attenuazione del segnale:
Distinguono le aree di penetrazione delle onde elettromagnetiche
sulla base delle caratteristiche fisiche del sottosuolo, quali litologia,
presenza di vuoti, strutture sepolte, ecc.
La descrizione dei risultati, tratti dall’insieme di tali informazioni, viene sintetizzata mediante
planimetrie riportate in scala opportuna.
2.2.3 Area indagata
L'area oggetto di indagine è stata estesa in tutta la zona Sud-Est esterna al Palazzo, nel fossato e sul
bastione. Sono state effettuate numerose scansioni. Complessivamente sono stati effettuati circa 834 metri
lineari di scansioni su due direzioni fra loro perpendicolari con passo variabile. le scansioni hanno diverso
colore a seconda che siano state effettuate con array 200-600 MHz (colore viola), e con antenna singola da
100 MHz (colore verde).

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Figura 4 – Schema delle passate effettuate (in verde le scansioni con antenna da 100 MHz, in viola
con array 200 – 600 MHz)

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N.
passata
Lunghezza
(m)
Canali
Metri
acquisiti
Codice
scansione
N.
passata
Lunghezza
(m)
Canali
Metri
acquisiti
Codice
scansione
T0 12,00 1 12,00 TME10000 T26 22,00 3 22,00 TAE10000
T1 15,00 1 15,00 TME10001 T27 57,45 3 57,45 TAE10001
T2 17,60 1 17,60 TME10002 T28 14,50 3 14,50 TAE10002
T3 5,30 1 5,30 TME10003 T29 52,80 3 52,80 TAE10003
T4 8,10 1 8,10 TME10004 T30 25,60 3 25,60 TAE10004
T5 27,00 1 27,00 TME10005 T31 6,70 3 6,70 TAE10005
T6 33,00 1 33,00 TME10006 T32 49,50 3 49,50 TAE10006
T7 7,15 1 7,15 TME10007 T33 45,50 3 45,50 TAE10007
T8 11,30 1 11,30 TME10008 T34 15,00 3 15,00 TAE10008
T9 9,70 1 9,70 TME10009 T35 16,20 3 16,20 TAE10009
T10 4,05 1 4,05 TME10010 T36 18,50 3 18,50 TAE10010
T11 22,60 1 22,60 TME10011 T37 24,00 3 24,00 TAE10011
T12 18,15 1 18,15 TME10012
T13 10,20 1 10,20 TME10013
T14 4,15 1 4,15 TME10014
T15 6,85 1 6,85 TME10015
T16 7,80 1 7,80 TME10016
T17 46,00 1 46,00 TME10017
T18 21,10 1 21,10 TME10018
T19 55,80 1 55,80 TME10019
T20 27,85 1 27,85 TME10020
T21 45,60 1 45,60 TME10021
T22 18,50 1 18,50 TME10022
T23 74,15 1 74,15 TME10023
T24 13,70 1 13,70 TME10024
T25 17,95 1 17,95 TME10025
Tot. 540,60 Tot. 347,75
Lunghezza totale passate (m) Lunghezza totale
888,35 888,35
Palazzo Vilhena
Scansioni Scansioni
540,60 347,75
Tabella 1 - Sezioni radar acquisite

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2.3 Descrizione dei risultati e conclusioni
3 PROSPEZIONE GEOELETTRICA TOMOGRAFICA
Ha lo scopo, nella fattispecie, di individuare anomalie elettriche imputabili a variazioni dei litotipi
attraversati dai flussi di corrente elettrica immessa. La “Tomografia Elettrica”, consiste nella determinazione
di profili di resistività attraverso la disposizione sul terreno di un numero elevato d’elettrodi (Barker, 1981)
che progressivamente vengono spostati lungo una data direzione variandone la distanza inter-elettrodica al
fine di aumentare la profondità d’investigazione. Il set di dati così ottenuto consente la costruzione di una
matrice di valori di resistività la cui inversione, mediante algoritmi matematici, restituisce la definizione del
mezzo investigato in “immagini” d’elettro-resistive.
3.1 Strumentazione ed acquisizione dati.
La strumentazione utilizzata consiste in un georesistivimetro multielettrodico digitale (16 bit) con
risoluzione fino a 100 microvolts, dotato di una gestione automatica degli

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Fig.1 - Strumentazione utilizzata
elettrodi, in grado cioè, di commutare gli elettrodi disposti lungo la sezione da investigare in elettrodi
d’immissione ed in elettrodi di misura con tutte le possibili combinazioni quadripolari degli elettrodi (Figura
seguente).
Misura Multielettrodica tipo dipolo - dipolo
Fig.1 - Strumentazione utilizzata
L’acquisizione dei dati consiste nel misurare la differenza di potenziale che si genera nei picchetti di
misura M – N, secondo delle geometrie prefissate.
Nel dettaglio l’operazione d’acquisizione può essere riassunta così come segue:
disposizione sul terreno degli elettrodi lungo un dato profilo;
scelta della configurazione geometrica (nel caso specifico dipolo-dipolo);
annullamento dei potenziali spontanei;
immissione della corrente;
misura ed archiviazione dati.
La restituzione dei dati avviene in forma matriciale consentendone l’immediata elaborazione.
1.1.1.1.1.1.1.1.11.1.1.1.1.1.1.1.21.1.1.1.1.1.1.1.31.1.1.1.1.1.1.1.4

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GEOMETRIA D’ACQUISIZIONE
Da quanto detto, risulta che la scelta della geometria da adottare è uno degli aspetti più importanti
nell’esecuzione della tomografia elettrica, spesso dettata dalle condizioni logistiche in cui si opera. Esistono
diverse configurazioni geometriche ciascuna delle quali ha una sua peculiarità. Nella fattispecie è stata
valutata la possibilità di utilizzare la geometria dipolo-dipolo.
La prospezione geoelettrica dipolo-dipolo consiste nel disporre due elettrodi d’immissione (coppia
dipolare A-B) e due elettrodi di misura (coppia dipolare M-N). La distanza tra ciascuna coppia d’elettrodi è
uguale ad a (A a B; M a N), mentre la distanza tra le coppie A-B e M-N (separazione dipolare n
= 1 // 6) è un multiplo a.
1.1.1.1.1.1.1.1.7 A1.1.1.1.1.1.1.1.6 B 1.1.1.1.1.1.1.1.5 M1.1.1.1.1.1.1.1.4
1.1.1.1.1.1.1.1.3 a 1.1.1.1.1.1.1.1.21.1.1.1.1.1.1.1.1 n
a
Disposizione geometrica - Misura Multielettrodica tipo dipolo - dipolo
Tale configurazione geometrica consente di indagare un punto del mezzo dato dall’intersezione di
due semirette, con pendenza pari a 45°, aventi origine dai centri dei due dipoli, rispettivamente di
energizzazione e di misura.

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3.1.1 RISULTATI1
La profondità d’investigazione ottenuta è variabile in funzione della lunghezza delle sezioni elettro-
tomografiche eseguite e delle caratteristiche elettriche dei litotipi attraversati dalle linee elettriche. In
particolare:
rif. Elettro-tomografia (n°) Profondità di investigazione massima
(metri) ottenuta con modello di inversione
1 8.0
2 8.0
3 8.0
4 4.0
5 2.6
6 1.3
La lettura delle sezioni tomografiche allegate, deve essere fatta in relazione alla litostratigrafia desunta
dai sondaggi meccanici, considerando le seguenti condizioni geo-resistive:
Argilla e/o argilla sabbioso limosa ± umida2 1.5 < < 50 ohm.m
Copertura detritica ± umida 60 < < 1000 ohm.m
Roccia calcarea ± fratturata > 1000 ohm.m
1 In allegato vengono restituite le sezione tomografiche.
2 Il valore più basso di resistività può essere riferito ad una maggiore umidità

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4 PROSPEZIONE SISMICA ASSIALE TOMOGRAFICA
SUPERFICIALE
4.1 Generalità
Specificatamente, nel sito oggetto di studio sono state eseguite n° 6 sezioni tomografiche di sismica a
rifrazione. Lo “step” geofonico utilizzato, è stato fissato a 2 e 5 metri, in funzione delle condizioni logistiche
del sito e della lunghezza delle stese sismiche.
Il numero degli “shots” imposti per la configurazione geometrica utilizzata sono stati n° 5 per tutte
le sezioni.
Per l’esecuzione di tali prove è stata utilizzata una strumentazione costituita da:
- Sismografo M.A.E. modello A2000 digitale, 32 canali 16 bit a memoria incrementale e possibilità di
campionamento compresa tra 50 e 45.000 c/sec.
- Trasduttori di velocità del moto del suolo OYO, a componente verticale con frequenza propria > 10
Hz.
- Sistema d’energizzazione costituito da massa battente (8 Kg.) e piastra di battuta d’acciaio.

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Fig.2 (Strumentazione utilizzata)
4.1.1 Metodologia di calcolo - G. S. A. O. (Generalized Simulated-Annealing Optimization)
Il G.S.A.O. è un modello di calcolo che consente l’ottimizzazione non lineare dell’inversione dei
tempi di primo arrivo delle fasi dirette e rifratte delle onde sismiche registrate durante una prospezione
sismica superficiale a rifrazione.
Il vantaggio di tale tecnica è nell’assoluta indipendenza dal modello iniziale di velocità.
Le fasi di calcolo che vengono eseguite nel processo d’elaborazione dei dati, possono essere così
sintetizzate:
Calcolo dei travel - times attraverso un modello iniziale di velocità e determinazione
dell’errore minimo quadrato (E0 = least-square error), tra il travel – time calcolato e quello osservato.
Per ogni iterazione i è possibile definire il “least – square error” secondo la formula:

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





−= ∑=
N
j
cal
j
obs
ji tt
N
E
1
2
)(
1
(1)
dove N è il numero di campioni, j denota ogni osservazione, e tobs
e tcal
sono rispettivamente il
tempo osservato e calcolato.
Perturbazione del modello di velocità mediante l’inserimento di una costante di velocità
casuale, mantenendo la non linearità del sistema, e calcolo del nuovo “least – square error” E1.
Determinazione della probabilità P di ammettere il nuovo modello (cioè che il modello sia
accettabile):
P = 1; 01 EE ≤ (2)





 ∆−
==
T
EEE
PP
q
c
)(
exp 1min
; 01 EE > (3)
dove Pc è la probabilità di accettare la condizione, qEEE ,10 −=∆ è una costante d’integrazione
(che si determina empiricamente), e Emin è il valore oggettivo della funzione dei minimi totali.
Teoricamente si ha Emin = 0. L’equazione (2), media tutti i valori accettati dal nuovo modello, laddove
l’errore minimo quadrato (least – square error) è minore nell’iterazione prevista. Ciò consente, durante
l’inversione dei dati, di sfuggire dall’intorno dei minimi, andando alla ricerca del minimo globale.
Ripetizione delle inversioni fino al raggiungimento della convergenza richiesta tra la
differenza dell’errore minimo quadrato ed il successivo modello e la probabilità di accettare nuovi
modelli di velocità a minimo errore.

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4.2 RISULTATI3
Dall’analisi dei dati e dalle restituzioni numeriche e grafiche ottenute, si evincono i seguenti risultati:
a) La profondità massima di investigazione ottenuta (funzione della lunghezza degli stendimenti
eseguiti) è pari a circa 10 metri dal piano campagna.
b) I “range” delle velocità longitudinali ottenuti per le due sezioni sono:
250 < Vp < 1250 m/s. (TS1); 250 < Vp < 1200 m/s. (TS2); 200 < Vp < 1250 m/s. (TS3);
150 < Vp < 850 m/s. (TS4); 600 < Vp < 2100 m/s. (TS5); 180 < Vp < 620 m/s. (TS6).
c) Complessivamente viene intercettato, ad una profondità di circa 8.00-10.00 m. dal piano
campagna, il tetto di un rifrattore caratterizzato fisicamente da una Vp (Velocità longitudinale)
crescente a partire da 650 - 900 m/s.. L’andamento morfologico di tale rifrattore, lungo le sezioni,
risulta piuttosto regolare.
d) Per quanto concerne la porzione più superficiale (aerato), compresa tra 0.00 e 7.00 – 10.00
metri di profondità, si osserva una marcata anisotropia latero – verticale. Ciò si evince dalle sezioni dei
percorsi dei raggi sismici (vedi allegato), ove risulta bassa la concentrazione degli stessi fino a circa 8.0
– 10.00 metri di profondità.
e) Lungo i tratti rettilinei investigati non emergono particolari anomalie di tipo fisico (cavità
grossolane).
5 SISMICA IN FORO DEL TIPO DOWN - HOLE
Nel corso della specifica campagna si è proceduto all’esecuzione di n° quattro sismiche in foro del tipo
Down – Hole realizzati secondo la tabella seguente:
3 In allegato vengono restituite le sezione tomografiche.

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Rif. Down – Hole (n°) Profondità (m.) N° Letture
(step = variabile)
1 21 6
2 20 6
3 20 6
4 20 6
Mediante questa tecnica d’indagine, è possibile determinare la velocità di propagazione in senso
verticale (media e d’intervallo) delle onde sismiche di compressione (P) e di quelle trasversali o di taglio (S).
La metodologia down - hole, come le altre tecniche di sismica in perforo ha, rispetto alla sismica di
rifrazione, il vantaggio di non aver come condizione che la velocità aumenti con la profondità in quanto si
valutano i tempi d’arrivo delle onde elastiche via via che esse penetrano negli strati più profondi senza subire
fenomeni di rifrazione ; quindi è sempre possibile valutare eventuali inversioni di velocità nell’ambito del
pacco di litotipi incontrati nella perforazione e, inoltre, la preventiva conoscenza della stratigrafia permette
di scegliere il passo di misura più idoneo a caratterizzare anche strati aventi ridotto spessore.
5.1 Attrezzatura utilizzata e metodologia d’esecuzione
La tecnica Down - Hole consiste nella lettura dei tempi di propagazione delle onde longitudinali Tp e
delle onde trasversali Ts tra un punto d’energizzazione prossimo alla testa del foro di sondaggio ed il
geofono tridimensionale ancorato all’interno del foro mediante un dispositivo pneumatico (Vedi figura
seguente).

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Massa battente
Piastra
Sismografo
trigger
Cavo in acciaio
cavo fissaggio
Sistema
pneumatico Geofono
Ancoraggio
Swich
I modelli e gli algoritmi adottati, tengono conto di tutte quelle leggi d’attenuazione ed accelerazione che
contribuiscono a modificare un segnale sismico all’interno di un mezzo qualunque. Tali modellizzazioni ed
interpretazioni dei segnali restituiti dall’indagine, permettono di stimare le caratteristiche elasto - dinamiche
della sezione in perforo investigata. Nel caso specifico, l’energizzazione del terreno è stata effettuata
mediante massa battente, così come rappresentato nella figura precedente. Al fine di facilitare la generazione
di onde trasversali, per la valutazione della velocità di propagazione delle onde di taglio, il terreno è stato
sollecitato tangenzialmente tramite una piastra di ferro e legno infissa ad una distanza di 2 metri dall’asse del
perforo, in modo da ridurre la dissipazione in fase d’energizzazione. Tale dispositivo di energizzazione, in
funzione delle modeste profondità operative (max 21 m.), si è rivelato sufficientemente valido ed ha
consentito di evitare l’uso di esplosivi, trovandosi ad operare in un’area urbanizzata.
I fori di sondaggio, opportunamente attrezzati in modo da essere solidali con le pareti del foro, hanno
ospitato il geofono tridimensionale, composto da un geofono verticale e due orizzontali, ancorato alle pareti

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del foro per mezzo di un sistema pneumatico, alle varie profondità di lettura. Il geofono tridimensionale è
stato collegato ad un sismografo del tipo AS2000 multicanale con memoria incrementale, che ha permesso
di acquisire le tre componenti del segnale, rispettivamente : la componente verticale ⇒ traccia uno e quelle
orizzontali in inversione di fase ⇒ tracce 2 - 3. I sismogrammi così acquisiti sono stati successivamente
trasferiti su dischetto magnetico per le successive fasi di elaborazione.
5.2 Elaborazione dati
L’analisi dei risultati consente di valutare la funzione velocità sismica - profondità, sia per le onde
compressive P che per le onde trasversali S. I dati così ricavati hanno consentito di associare le velocità
sismiche agli strati individuati durante l’esecuzione del sondaggio meccanico e di valutare i parametri
meccanici caratteristici (Moduli Elastici Dinamici). Tale concetto, può essere sintetizzato sia fisicamente sia
analiticamente da quanto segue.
Il fronte d’onda ed il relativo raggio sismico non subiranno deviazioni per la presenza di eventuali
discontinuità elastiche in profondità in caso di incidenza normale e cioè solo quando la sorgente
energizzante è molto prossima al perforo e le superfici di discontinuità sono perpendicolari all’asse del
perforo stesso. In genere però la sorgente energizzante viene a trovarsi sia per motivi logistici sia perché è
necessario evitare che l’onda elastica si trasmetta lungo il materiale di condizionamento, ad una distanza non
trascurabile dall’asse del perforo (circa metri 2), per cui è necessario correggere i tempi di arrivo in modo da
ottenere i valori che si riscontrerebbero se il percorso dei raggi sismici fosse verticale.
Considerando la figura precedente, se d è la distanza della sorgente energizzante S dall’asse del perforo,
z è la profondità cui è fissato il sistema di rilevazione G ed αααα è l’angolo tra la congiungente G-S e la verticale
(corrispondente all’asse del perforo) il tempo verticale o corretto tv, cioè il tempo di propagazione dell’onda
elastica secondo l’asse del perforo, è uguale a :
tv = t cosαααα (1)

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dove t è il tempo di ricezione del primo impulso rilevato e dove αααα è dato da :
αααα = arctan d/z (2)
La correzione che si effettua è di tipo equazionale e trascura le deviazioni dei percorsi dei raggi generate
dalla rifrazione lungo eventuali superfici di discontinuità, approssimando le grandezze geometriche e fisiche
in gioco. Tale approssimazione è tanto più accettabile quanto più deboli sono i contrasti di velocità e quanto
più prossimi all’asse del perforo, mantenendo costanti la profondità dei sensori e la sorgente energizzante.
I tempi corretti tv sono diagrammati rispetto alla profondità z in modo da individuare le dromocrone
relative ai litotipi incontrati nella perforazione, determinandone le velocità e gli spessori.
Infatti, se vj è la velocità dello strato jesimo di spessore hj e z è la profondità del geofono, posto
all’interno dello strato jesimo, il tempo verticale o corretto tv(z) è dato dalla seguente relazione teorica :
t
z h
V
h
Vv z
i
i
j
j
i
ii
j
( ) =
−
+=
−
=
−∑
∑1
1
1
1
(3)
che è l’equazione di una retta con coefficiente angolare pari all’inverso della velocità dello strato iesimo.
Allo scopo di avere una valutazione del grado di disomogeneità dei sismostrati riscontrati nella perforazione,
si determina la velocità intervallo vi cioè la velocità cui viaggerebbe il fronte d’onda, lungo l’asse verticale,
tra due posizioni consecutive dell’apparato geofonico ; calcolando le distanze parziali sz = zn - z(n-1), le
velocità intervallo date da :
vi = sz/stv (4)
La fase di interpretazione relativa alla lettura dei tempi di arrivo delle fasi longitudinali e trasversali, è
stata eseguita utilizzando la tecnica dell’inversione di fase :

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inversione di fase (esempio)
I tempi scaturiti, consentono in funzione della distanza tra il punto di energizzazione e la ricezione dei
segnali, di definire, per i singoli intervalli, le velocità delle onde P (Vp) e
delle onde S (Vs) (4), e di calcolare, inoltre, i rapporti Vp/Vs e Vs/Vp, per la stima del coefficiente di
Poisson ( σσσσ ) e quindi il calcolo dei moduli elasto-dinamici e geosismici. I moduli elastici esprimono le
caratteristiche elastiche di un corpo quando sottoposto ad uno sforzo e sono:
(modulo di elasticità o di Young) esprime la resistenza alla deformazione lineare quando lo si
sottopone ad uino sforzo di dilatazione o di compressione;
(rapporto di Poisson) indica la misura del cambiamento geometrico in forma di un corpo elastico e
varia da 0.2 a 0.3 per le rocce compatte; da 0.3 a 0.35 per le sabbie; e da 0.4 a 0.5 per le argille;

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G (modulo di rigidità) dà una misura del rapporto sforzo-deformazione nel caso di uno sforzo
tangenziale ed esprime quindi la capacità del materiale a resistere cambiando di forma e non di volume;
(modulo di volume o coefficiente di incompressibilità) misura il rapporto sforzo-deformazione nel
caso di una pressione idrostatica ed indica la resistenza di un corpo alle variazioni di volume.
I parametri geosismici, consentono di quantificare il comportamento sismico in termini di potere di
trasmissione dell’energia sismica da una formazione all’altra. Tale caratteristica è legata all’impedenza
sismica ed a due coefficienti ad essa dipendenti: coefficiente di rifrazione (t) e coefficiente di riflessione ( ).
L’Impedenza sismica è data dal prodotto della velocità di propagazione delle onde trasversali per la densità
del mezzo in cui l’onda si propaga. Essa da una misura diretta sull’energia sismica che si propaga da un
mezzo ad un altro; infatti, quando l’onda sismica incontra una superficie di separazione che delimita due
diversi orizzonti fisici, una parte dell’energia si riflette nello stesso mezzo in cui si propaga l’onda e una parte
si rifrange nell’altro mezzo. Pertanto, l’impedenza sismica è intrinseca del materiale litoide studiato ed è un
parametro che mette in relazione le caratteristiche geodinamiche del sito con gli effetti prodotti da un
evento sismico.
5.2.1 RISULTATI
- Complessivamente, le funzioni velocità intervallo relative alle onde di tipo “P” e di tipo “S”
mostrano: da 0.00 a 5.00 metri dal piano campagna, una zona d’interfaccia suolo-atmosfera,
laddove si rilevano velocità medie delle onde P ed S rispettivamente di 258 e 133 m/s.; da 5.00 a
9.00 metri di profondità si passa ad una fascia più addensata del litotipo precedente, con velocità
medie Vp ≅ 618 m/s. e Vs ≅ 275 m/s.; a 9.00 metri di profondità si riscontra un “marker” fisico
netto con velocità longitudinali Vp che passano da 1465 m/s. a 1823 m/s. fino a fondo foro (20
m.); evidente risulta, inoltre, un’inversione dei valori delle velocità Vs che decrescono da 578 m/s.

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a 298 m/s. a 17 metri di profondità, per poi crescere in valore fino a fondo foro. L’inversione dei
valori delle Vs indica, evidentemente, la presenza di litotipi di natura argillosa.
- I valori numerici del coefficiente di Poisson sono ascrivibili a terreni prevalentemente Argillosi a
partire da 9 metri di profondità (> 0.4). Superficialmente (0.00 – 9.00 metri), il Poisson è
compreso tra 0.32 e 0.38.
- I valori dei moduli elastici sono riferibili a terreni plastici (dai 9.00 metri fino a fondo foro,
laddove ha inizio la formazione argillosa).
- La funzione “Impedenza sismica” evidenzia un netto contrasto a 9.00 metri di profondità.
6 CAMPIONATURE “NOISE” - RISPOSTA SISMICA DEL SITO
6.1.1 Generalità sulla Valutazione dell’effetto d’amplificazione sismica locale dei siti
Uno degli aspetti fondamentali che deve essere valutato in uno studio di microzonazione, è la risposta in
frequenza del sito quando è sottoposto ad un input sismico.
Il comportamento dei siti è, infatti, inteso in termini di differente energia e/o diversa distribuzione in
frequenza della stessa a causa degli effetti d’amplificazione o attenuazione selettiva di determinate frequenze,
in funzione delle caratteristiche fisiche - geometriche degli strati attraversati da un'onda sismica. Questo
parametro è fondamentale per la scelta, in fase di progettazione, dei periodi propri d’oscillazione dei
manufatti, onde evitare fenomeni di risonanza suolo - struttura (casi in cui sono sufficienti basse energie per
provocare danni). Il fenomeno della risonanza avviene quando un sistema oscillante riceve una
perturbazione esterna con frequenza simile a quella propria; in queste condizioni l’ampiezza dell’oscillazione
diventa molto grande. Pertanto, anche terremoti di bassa magnitudo possono dar luogo a notevoli danni se
il periodo proprio d’oscillazione della struttura è confrontabile con quello del suolo.

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La caratterizzazione della risposta in frequenza dell'area in esame, quando sottoposta ad una
sollecitazione sismica, è stata affrontata valutando le modificazioni che l'onda sismica subisce nel
raggiungere la superficie libera del terreno, in funzione delle caratteristiche (litologia, spessore degli strati,
morfologia, presenza di falde acquifere, et.) delle formazioni giacenti sul basamento, attraverso il
campionamento di "microtremori", al fine di quantizzare, tramite analisi dei rapporti spettrali tra la
componente orizzontale e verticale, gli effetti d’amplificazione sismica locale.
L’efficacia dei microtremori nella determinazione degli effetti di sito, è stata comprovata da diversi studi
indirizzati al confronto delle risposte spettrali ottenute dall’analisi d’eventi sismici e di microtremore.
Recentemente è stato dimostrato, sia sperimentalmente4 sia matematicamente5, che la risposta in frequenze
del sito, ottenuta con il metodo dei rapporti spettrali delle componenti orizzontali del moto del suolo sulla
componente verticale, è confrontabile con quella ricavata da eventi sismici.
6.1.2 Descrizione del metodo
La tesi di partenza si basa sul fatto che l’energia dei microtremori consiste principalmente in onde di
Rayleigh, e che l’effetto d’amplificazione del sito è dovuto alla presenza in superficie di uno strato soffice
sovrastante un semispazio. In queste condizioni avremmo che le quattro componenti del moto del suolo
coinvolte sono: la componente del moto orizzontale e verticale nel semispazio e la componente del moto
orizzontale e verticale alla superficie.
4 Nakamura, Y. (1989). A method for dynamic characteristics estimation of subsurface using microtremor on the ground ruface, QR - RTRI
30, 1, February.
Lermo J. & Chàvez -Garcìa F. : Are microtremor Useful in Site Response Evalutation ?. B.S.S.A. 84, 5, 1350-1364, Oct. 1994.
Milana G., Barba S., Del Pezzo E. and Zabonelli E., 1996 ; Site response from ambient noise misurament :new perspectives from an array
study in central Italy ; B.S.S.A. 86 ; 320-328.
Bongiovanni G., Gorelli V. Gorini A., Marucci S., Marsan P., Milana G., Zambonelli E. ; Effetti di amplificazione sismica locale nella
valle dell’aterno. Un confronto tra dati sismici e dati di microtremore. (G.N.G.T.S. 1997).
5 Lachet, C & Bard P-Y (1994). Numerical and Theoretical Investigations on the Possibilities and Limitations of Nakamura’s Technique. J.
Phys. Earth, 42. 377-397, 1994.

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In accordo con Nakamura6, è possibile valutare gli effetti legati alla sorgente, AS(w), secondo il rapporto :
A
V
VS
S
B
( )
( )
( )
ωωωω
ωωωω
ωωωω
==== (1)
dove
VS = Ampiezza spettrale della componente verticale del moto del suolo alla superficie e
VB = Ampiezza spettrale della componente verticale del moto del suolo al tetto del semi - spazio
La stima degli effetti di sito d’interesse ingegneristico, SE (w), è data dal rapporto :
S
H
HE
S
B
( )
( )
( )
ω
ω
ω
= (2)
dove
HS(w) = Ampiezza spettrale della componente orizzontale del moto del suolo alla superficie
HB(w) = Ampiezza spettrale della componente orizzontale del moto del suolo alla base dello strato
considerato.
Al fine di compensare SE (w) dagli effetti legati alla sorgente, è calcolata la funzione degli effetti di sito SM
(w), come
S
S
A
H
V
H
V
M
E
S
S
S
B
B
( )
( )
( )
( )
( )
( )
( )
ω
ω
ω
ω
ω
ω
ω
= =












; assumendo che
H
V
B
B
( )
( )
ω
ω
= 1 *
quindi la funzione degli effetti di sito, corretta dai termini della sorgente può essere scritta :
6 Nakamura, Y. (1989). A method for dynamic characteristics estimation of subsurface using microtremor on the ground surface, QR -
RTRI 30, 1, February.
* Tale assunzione è stata comprovata sperimentalmente da Nakamura in numerose misure in sismiche in profondità eseguite in fori
opportunamente condizionati.

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S
H
VM
S
S
( )
( )
( )
ω
ω
ω
=
Ulteriori studi7 hanno dimostrato, oltre alla validità di tale tecnica, che l’applicazione del metodo a dati di
microtremore e a dati relativi ad eventi sismici di piccola magnitudo produce risultati coerenti in grado di
fornire utili informazioni sui terreni di copertura8, e di determinare la frequenza fondamentale di risonanza
del sito investigato9.
6.2 Sistema d’acquisizione e raccolta dati
Per la valutazione dell’amplificazione sismica locale eseguita con la tecnica di Nakamura, è necessario
campionare i microtremori su almeno due componenti del moto del suolo: la verticale e l’orizzontale.
Nel caso in oggetto è stato utilizzato un trasduttore del moto del suolo 3D (3 componenti), del tipo
MARK avente periodo fondamentale di 1 s., interfacciato secondo lo schema che segue (Figura seguente) :
Inoltre, le campionature sono state effettuate in orari poco disturbati antropicamente (traffico veicolare,
industriale, ecc..) e con amplificazione opportunamente scelta al fine di aumentare il rapporto segnale -
disturbo per eliminare fenomeni transienti dovuti a sorgenti antropiche nel “near - field” in modo da
7 Lachet, C & Bard P-Y (1994). Numerical and Theoretical Investigations on the Possibilities and Limitations of Nakamura’s Technique. J.
Phys. Earth, 42. 377-397, 1994.
8 Lermo J. & Chàvez -Garcìa F. : Are microtremor Useful in Site Response Evalutation ? B.S.S.A. 84, 5, 1350-1364, Oct. 1994.
Milana G., Barba S., Del Pezzo E. and Zabonelli E., 1996 ; Site response from ambient noise misurament: new perspectives from an array
study in central Italy ; B.S.S.A. 86 ; 320 – 328.
Bongiovanni G., Gorelli V. Gorini A., Marucci S., Marsan P., Milana G., Zambonelli E. ; Effetti di amplificazione sismica locale nella valle
dell’aterno. Un confronto tra dati sismici e dati di microtremore. (G.N.G.T.S. 1997).
9 Field, Clement, Jacob, Ahoronian, Hough, Frieberg, Babaian, Karapetian, Hovenessian, Abramian : Eartquake Site-Responce Study in
Giumri (Formerly Leininaken), Armenia, Using Ambient Noise Observation ; B.S.S.A. , 85,1,349-353, Feb. 1995.

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garantire la stabilità del segnale analizzato. In ogni sito si è proceduto alla registrazione di 10 finestre
temporali della durata di 30 secondi intervallate tra loro in maniera casuale.
6.3 Elaborazione dati
Il segnale ricavato nel dominio del tempo è stato processato nel seguente modo :
- ogni serie temporale è stata corretta mediante una funzione “base - line” al fine di
eliminare off - set e trend anomali, quindi è stata applicata una funzione “cosine-taper
(10%) ” per evitare l’insorgenza d’effetti di “bordo” ed infine è stato applicato un filtro
band - pass tra 0.1 e 20 Hz.
- Il segnale temporale così processato, è stato analizzato nel dominio delle frequenze
tramite la funzione F.F.T. (Fast Fourier Transform). Nella fattispecie sono state utilizzate
finestre temporali di 20.48 secondi. Tale procedura è stata applicata alle 10 campionature
di 30 secondi.
- Sui singoli spettri, onde evitare fluttuazioni troppo rapide del segnale, è stata applicata
una funzione di smoothing con passo del 5%.
- Infine, si è proceduto al calcolo del rapporto spettrale H/V, dove H è la media spettrale
risultante sul piano orizzontale delle componenti N-S – E-W e V è la media spettrale
della componente verticale.
- Inoltre, su tale rapporto è stata calcolata e rappresentata la “deviazione standard”.

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6.3.1 RISULTATI
L’analisi nel dominio in frequenza delle sequenze temporali acquisite ha mostrato la presenza
d’effetti di sito significativi (ampiezza >2) nella banda di frequenza analizzata (0 - 10 Hz). In dettaglio si
osserva, dalla tabulazione numerica, quanto segue:
rif. Noise Effetto di sito (Hz) Ampiezza (H/V)10
1 2.60 – 4.00 4.00
2 2.40 – 3.58 4.90
3 2.20 – 3.52 5.00
4 2.85 – 4.30 5.20
5 2.20 – 3.50 4.80
6 2.20 – 3.20 4.50
7 2.10 – 3.20 4.10
8 3.00 – 4.30 6.00
9 3.20 ÷ 8.30 8.00
10 4.00 ÷ 7.50 3.50
10 Si precisa che i valori in ampiezza hanno una scarsa attendibilità.

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Distribuzione degli effetti di sito in frequenza ed in ampiezza
degli spettri ottenuti
1
2 3
4
5 6 7
8
9
10
9
10
1
2 3 4
5
6
7
8
9
10
9
10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
rif. n°Noise
Hz//H/V
Hz H/V
Sommità della struttura
Nota: in rosso sono evidenziati le seconde bande spettrali emerse (N9 – N10)
6.4 Osservazioni
I segnali registrati nel dominio del tempo (serie temporali), hanno evidenziato caratteristiche del tipo “Random”,
cioè assenza di transienti impulsivi dovuti a sorgenti locali (vedi in allegato funzioni d’autocorrelazione).

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7 MODELLO 1D HASKELL - THOMSON
Il modello 1D è stato calcolato al fine di ricostruire una funzione di trasferimento mono –
dimensionale strettamente legata alle caratteristiche fisico- stratigrafiche del sito oggetto di studio. La
funzione di trasferimento teorica 1-D utilizzata è di Haskell-Thomson, per la quale è stata osservata la
coerenza con i valori spettrali H/V ottenuti sperimentalmente.
L’ipotesi di partenza ha considerato un modello del terreno in funzione delle risultanze scaturite
dalle indagini geognostiche e geofisiche eseguite. In particolare la formazione argillosa è stata estesa, in
termini di spessore, fino a 40 metri di profondità.
Quanto detto si evince dalla seguente tabella rappresentativa del modello di velocità utilizzato:
Modello di Velocità – Funzione di trasferimento 1-D – Haskell-Thomson.
Strato
N°
prof. (m) Spessore
(m)
Vp (m/s) Vs (m/s) Peso di Volume
(g/cm3
)
1 0 1 258 132 1.75
2 1 4 618 275 1.85
3 5 35 1574 431 1.95
4 40 Semispazio 2500 1500 2.30

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Modello 1D Haskell -Thomson
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
0,10 1,00 10,00
Freq. (Hz)
Amplitude
substratum P-velocity and S-velocity:
2500, 1500
substratum density (gm/cc):
2.0
number of layers:
3
Incident w ave type (P/S):
S
Type of calculation (H/V, horizontal or vertical) :
H
layers parameters (6F10.4):
Thick Pvel Svel Dens
1.0 258. 132. 1.7500
4.0 618. 275. 1.8500
35.0 1574. 431. 1.9500
1D teorico
noise
Dal grafico precedente si evince una coerenza tra teorico 1D e H/V relativamente alle risposte in
frequenza. Tale coerenza risulta sottostimata in ampiezza per la funzione teorica 1D rispetto al rapporto
H/V. Pertanto possiamo supporre di avere adottato la giusta sequenza geometrico – stratigrafica (coerenza
dei valori in frequenza), ma di avere probabilmente sottostimato il contrasto d’impedenza (ampiezze
teoriche non confrontabili con quelle sperimentali). Quest’ultima considerazione è giustificata dall’avere
esteso le informazioni fino a 40 metri di profondità dal piano campagna.

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