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Indagine geofisica in ambiente urbano per la caratterizzazione stratigrafica a larga scala ai fini della microzonazione sismica

Stocco Stefano Bena Emanuele Ansaldi Giovanni
Articolo Immagine
ISSN:
1121-9041
Rivista:
GEAM
Anno:
2016
Numero:
147
Fascicolo:
GEAM N.147/2016

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Si è eseguita un’indagine geofisica in Comune di Chiusa di Pesio (CN) per la caratterizzazione stratigrafica e il calcolo del parametro Vs30 a larga scala. L’indagine è stata eseguita in ambiente urbano, su strade interessate da traffico veicolare. Data la logistica dell’area, l’ambiente urbano, la necessità di calcolare il parametro Vs30 e di individuare eventuali e probabili inversioni di velocità, si è scelto di eseguire una campagna di indagini geofisiche con esecuzione di prove per onde superficiali (SWM), utilizzando un land-streamer sismico, trascinato da automezzo. La tecnica di indagine ha previsto l’acquisizione e l’elaborazione di numerosi profili verticali di velocità di propagazione delle onde di taglio (S). La tecnica di trattamento dei dati SWM ha previsto l’inversione simultanea con tecnica SCI (Spatially Constrained Inversion) che vincola reciprocamente tutti i profili di Vs e restituisce un modello pseudo-3D, non interpolato, delle velocità di propagazione delle onde S. I risultati mostrano come l’abitato sia suddiviso in due macro aree: la parte ovest, a quota più alta a causa di un terrazzamento, mostra inversioni di velocità delle onde S, causate dalla presenza di strati più rigidi sovrastanti strati più soffici (depositi fluvio-torrentizi terrazzati con diversa granulometria) e non individua il substrato fino alla profondità indagata; la parte est, depressa, mostra in generale un gradiente verticale di velocità e individua il substrato sismico. La mappatura del parametro Vs30 mostra un incremento dei valori del parametro nell’area più urbanizzata, in prossimità dei rilievi collinari. Nella zona più a nord, in pianura, si nota una diminuzione dei valori del parametro, causata dalla presenza di una maggiore copertura di depositi fluvio-torrentizi caratterizzata da una bassa velocità di propagazione delle onde S e dall’approfondirsi del substrato. L’indagine mostra come le aree indagate siano stabili e suscettibili di amplificazione sismica. 
Parole chiave: caratterizzazione stratigrafica, ambiente urbano, inversione spazialmente vincolata, parametro Vs30.

Geophysical survey in urban environment for the large scale stratigraphic characterization for the purpose of seismic microzoning. 
We carried out a geophysical survey in the town of Chiusa di Pesio (CN) for the stratigraphic characterization and the large scale evaluation of the Vs30 parameter. The survey was carried out in urban areas, on roads affected by traffic. Because of the logistic problem given by the urban environment, and the need to calculate the Vs30 parameter and to identify possible velocity inversion, we used the surface waves method (SWM) with a land seismic streamer, trailed by a vehicle. The survey technique consists in the acquisition and processing of numerous vertical profiles of velocity of propagation of shear waves (S). The SWM data processing consists of the simultaneous inversion with SCI technique (Spatially Constrained Inversion) that constrains all Vs profiles and returns a pseudo-3D model, not interpolated, of the velocity of propagation of the S waves. The results show that the town is divided into two main areas: the western part, placed at higher level because of a terrace, shows S wave velocity inversion, caused by the presence of rigid layers overlying softer layers (river-torrential terraced with different grain size) and does not identify the bedrock up to the investigated depth; the eastern part, depressed, generally shows a vertical gradient of propagation velocity of S waves and identifies the seismic bedrock. The Vs30 parameter mapping shows an increase in the value of the parameter in the most urbanized area, close to the hills. In the northern part of the area, in the plain, there was a decrease of the parameter values caused by the presence of a thicker overburden of river-torrential deposits, characterized by a low velocity of propagation of the S waves and by the deepening of the bedrock. The survey shows that the surveyed areas are stable and susceptible to seismic amplification. 
Keywords: stratigraphic characterization, urban environment, spatially constrained inversion, Vs30 parameter.

Prospection géophysique pour la caractérisation stratigraphique urbaine à grande échelle dans le but de micro-zonage sismique. 
Nous avons conduit une prospection géophysique dans la ville de Chiusa di Pesio (CN) pour la caractérisation stratigraphique et l’évaluation à large échelle du paramètre Vs30. L’enquête a été menée dans le centre urbain, dans des rues affectées par le trafic véhiculaire. Compte tenu de la logistique du terrain, le milieu urbain, la nécessité de calculer le paramètre Vs30 et de déterminer des inversions de vitesses probables et éventuelles, nous avons choisi de mener une campagne de prospection géophysique avec l’exécution de tests par ondes superficielles (SWM) en utilisant un land-streamer sismique trainé par un véhicule. La méthode d’analyse a consisté en l’acquisition et l’élaboration de plusieurs profils verticaux des vitesses de propagation des ondes transversales (S). La technique de traitement des données SWM a prévu l’inversion simultanée avec la méthode SCI (Spatially Constrained Inversion) qui lie réciproquement tous les profils de Vs et donne un modèle pseudo-3D, non interpolé, des vitesses de propagation des ondes S. Les résultats montrent que l’agglomération est divisée en deux macro-zones: la partie ouest, à une altitude majeure à cause d’un étagement, montre une inversion des ondes S, liée à la présence de couches plus rigides situées au dessus de couches plus souples (dépôts fluviaux/torrentiels en terrasses avec une granulométrie différente) et on ne localise pas le substrat jusqùà la profondeur analysée; la partie est, déprimée, montre en général un gradient vertical de vitesse et on localise un substrat sismique. La cartographie du paramètre Vs30 montre une augmentation de la valeur dans la zone la plus urbanisée, proche des reliefs collinaires. Dans la zone plus au nord, dans la plaine, on observe une diminution des valeurs du paramètre, provoquée par la présence d’une couverture plus épaisse des dépôts fluviaux/ torrentiels caractérisée par une faible vitesse des ondes S et par l’approfondissement du substrat. La prospection montre que les zones étudiées sont stables et susceptibles d’amplification sismique. 
Mots-clés: caractérisation stratigraphique, environnement urbain, problème de l’inversion avec contraintes spatiales, paramètre Vs30.