Ένα από τα σημαντικά προβλήματα που αντιμετωπίζουμε στο κλάδο
των κατασκευών, σε περιοχές που δοκιμάζονται από έντονη
σεισμικότητα και επομένως έντονες εδαφικές επιταχύνσεις, είναι ο
προσδιορισμός της κύριας συχνότητα συντονισμού του υπεδάφους,
επίσης, πολλές φορές απαιτείται η εκτίμηση του πάχους των ιζημάτων,
ώστε να χρησιμοποιηθεί σε μελέτες και κατασκευαστικές εφαρμογές με
χρήση του φασματικού λόγου H/V του μικροθορύβου της τεχνικής
Nakamura H/V ή QTS, (Quasi-Transfer Spectra). Έχει χρησιμοποιηθεί
εκτίμηση των δυναμικών χαρακτηριστικών του εδάφους και της δομής
των γεωλογικών στρωμάτων, καθώς λαμβάνονται σημαντικές
πληροφορίες από πολύ απλές και μικρού κόστους μετρήσεις θορύβου. Η
μέθοδος απαιτεί τη χρήση μόνο ενός σεισμομέτρου ευρέος φάσματος
τριών συνιστωσών για την καταγραφή του σεισμικού θορύβου του
περιβάλλοντος. Επομένως, είναι σαφές ότι μιλάμε για μία ταχεία και
εύχρηστη μέθοδο.
Από την καταγραφή του σεισμικού θορύβου του περιβάλλοντος
προκύπτει η αναλογία του μέσου όρου του φάσματος συχνοτήτων της
οριζόντιας προς κατακόρυφο συνιστώσας, από την οποία γίνεται ο
προσδιορισμός της επικρατούσας συχνότητας συντονισμού θέσης. Από
την τελευταία, με τη χρήση εμπειρικών σχέσεων γίνεται εκτίμηση για το
πάχος των ιζημάτων και το βάθος του υποβάθρου. Σύμφωνα με πολλούς
ερευνητές, το θεωρητικό υπόβαθρο αυτής της τεχνικής δεν είναι σαφές.
Οι αριθμητικές προσομοιώσεις από τους Lachet και and Bard (1994), από
την άλλη πλευρά, αποδεικνύουν ότι η μέγιστη συχνότητα H/V θα
μπορούσε επίσης να οφείλεται στην ελλειπτικότητα του θεμελιώδους
Rayleigh κύματος. Οι κατακόρυφες συνιστώσες δεν περιέχουν ενέργεια
στην παρατηρούμενη μέγιστη συχνότητα H/V, αφού όλα τα κύματα
Rayleigh στη συνέχεια είναι γραμμικά πολωμένα στην οριζόντια και στη
κάθετη συνιστώσα. Οι Bonnefoy-Claudet et al. (2008) δείχνουν σε μια πιο
πρόσφατη αριθμητική μελέτη ότι η μέγιστη συχνότητα Η/V είναι πάντα
μια καλή εκτίμηση για τη θεωρητική συχνότητα συντονισμού των
2
κατακόρυφα προσπίπτοντων SH κυμάτων, αλλά το μέγεθος της κορυφής
είναι ανάλογο του σχετικού μέρους των κυμάτων Love., με αποτέλεσμα
η εφαρμογή της να μην τυγχάνει ευρείας αποδοχής. Παρά τις
αντιρρήσεις όμως, υπήρξαν πολλές επιτυχημένες πειραματικές μελέτες.
Στην παρούσα μελέτη έγινε εφαρμογή της μεθόδου στο Λουτράκι
Κορινθίας, σε μία περιοχή μήκους 1500 μέτρων και πλάτους 500 μέτρων
που καλύπτεται από τεταρτογενείς αποθέσεις.
Μέσω της επεξεργασίας των δεδομένων περιβαλλοντικού θορύβου που
ελήφθησαν στα πλαίσια της παρούσας εργασίας σε 24 θέσεις εντός της
περιοχής μελέτης, προέκυψαν σαφείς και εύκολα προσδιορισμένες
κορυφές συχνότητας που αντιστοιχούν στην επικρατούσα συχνότητα
της κάθε θέσης.
Παρά τις εκπεφρασμένες αντιρρήσεις, αλλά και το γεγονός ότι
πρόκειται για μία εμπειρική μέθοδο χωρίς σαφές θεωρητικό υπόβαθρο
για την οποία η βιβλιογραφία προσφέρει αντιφατικές απόψεις για αρκετά
βασικά σημεία της μεθόδου, υπάρχει μια ευρεία συναίνεση στις
δυνατότητες που προσφέρει η μέθοδος φασματικού λόγου HVSR, αλλά
και αποδοχή των αποτελεσμάτων της. Λαμβάνοντας υπ’ όψιν την
απλότητα και το χαμηλό κόστος της μεθόδου, πιστεύουμε ότι στη πράξη
είναι ένα ιδιαίτερα χρήσιμο εργαλείο.
(EL)
One of the major problems we face in the construction industry, in areas
that are experiencing severe seismicity and therefore intense soil
acceleration, is the determination of the main frequency of subsoil
coordination, also, the thickness of the sediments is often required to be
used. in studies and construction applications using the H / V spectral
ratio of the Nakamura H / V or QTS, (Quasi-Transfer Spectra). An
assessment of the dynamic characteristics of the soil and the structure of
the geological layers has been used, as important information is obtained
from very simple and low-cost noise measurements. The method requires
the use of a wide range seismometer with three components to record
the seismic noise of the environment. Therefore, it is clear that we are
talking about a fast and easy to use method.
The recording of the seismic noise of the environment results in the ratio
of the average frequency spectrum of the horizontal to vertical
component, from which the prevailing position coordination frequency is
determined. From the latter, the use of empirical relationships is used to
estimate the thickness of sediments and the depth of the background.
According to many researchers, the theoretical background of this
technique is not clear. Numerical simulations by Lachet and Bard (1994),
on the other hand, show that the maximum H / V frequency could also be
due to the ellipticity of the fundamental Rayleigh wave. The vertical
components do not contain energy at the observed maximum H / V
frequency, since all Rayleigh waves are then linearly polarized in the
horizontal and vertical components. Bonnefoy-Claudet et al. (2008) show
in a more recent numerical study, that the maximum H / V frequency is
always a good estimate of the theoretical frequency of tuning of
vertically incident SH waves, but the magnitude of the peak is
proportional to the relative proportion of Love waves, resulting in its
implementation should not be widely accepted. Despite the objections,
however, there have been many successful experimental studies.
In the present study, the method was applied in Loutraki, Corinth, in an
area of 1500 meters long and 500 meters wide, covered by quaternary
deposits.
Through the processing of environmental noise data, obtained in the
present work, in 24 positions within the study area, clear and easily
identified peak frequencies corresponding to the prevailing frequency of
each site were obtained. The depth and geometry of the resulting
background surface are well correlated with drilling data and previous
seismic surveys.
Despite the objections, but also the fact that it is an empirical method
without a clear theoretical background, for which the literature offers
4
contradictory views on several key points of the method, there is a broad
consensus on the possibilities offered by the HVSR spectral speech
method, but also acceptance of its results. Given the simplicity and low
cost of the method, we believe that in practice it is a very useful tool.
(EN)
Εθνικό και Καποδιστριακό Πανεπιστήμιο Αθηνών
