HVSR
Il metodo HVSR (Horizontal to Vertical Spectral Ratio) è stato sviluppato in Giappone allo scopo di caratterizzare la risposta di un sito sottoposto a sollecitazione sismica e consiste nel calcolo del rapporto, generalmente indicato come H/V della media delle componenti orizzontali rispetto alla componente verticale dello spettro di Fourier del rumore ambientale, registrato in un unico sito da un sensore tridimensionale (velocimetro 3D). Visto il basso costo di acquisizione e della semplicità di utilizzo, questo metodo è ampiamente usato in progetti di Microzonazione Sismica, per calibrare la Risposta Sismica Locale relativamente ad analisi numeriche, per valutare in maniera quantitativa la suscettibilità alla liquefazione del terreno, ricavare il profilo delle velocità delle onde S con la profondità e calcolare il parametro Vs30, analizzare la vulnerabilità sismica degli edifici, esistenti o in progetto.
Concetti generali
Il metodo HVSR è classificabile come tecnica di indagine sismica passiva in quanto registra il rumore circostante o i microtremori ambientali. Tale tecnica costituisce una parte importante nella valutazione del rischio sismico di un determinato sito perché permette di calcolarne la frequenza fondamentale o frequenza di risonanza. La frequenza caratteristica di risonanza di un sito rappresenta un parametro fondamentale per il corretto dimensionamento degli edifici in termini di risposta sismica locale.
La frequenza fondamentale di risonanza di un edificio può essere misurata eseguendo le misurazioni all'interno dello stesso. In seguito sarà possibile confrontarla con quella del terreno su cui sorge per comprendere al meglio il rischio sismico a cui è sottoposto l'edificio in caso di sisma. Il parametro più importante per una buona acquisizione HVSR è la durata di registrazione: più si ha un ambiente rumoroso (ad es. traffico stradale pesante nelle vicinanze, le condizioni atmosferiche sono pessime, presenza di industrie ecc.) e più lunga è la durata della registrazione da effettuare. La durata minima consigliata dovrebbe variare dai 10 (2 Hz) a 20 (4,5 Hz) minuti per i siti con un frequenza fondamentale compresa tra 10 Hz e 0,2 Hz rispettivamente
Strumentazione e modalità di esecuzione
La tecnica HVSR richiede un sismometro a stazione singola triassiale e un digitalizzatore di segnale con dinamica ad almeno 16 bit. Come regola generale è raccomando di utilizzare sismometri (velocimetri) che siano in grado di registrare in un ampio intervallo di frequenze (0.1-100 Hz) e per una durata sufficientemente lunga (mediamente 10-20 minuti). Il sensore viene appoggiato direttamente sul terreno naturale per ottenere l'accoppiamento terreno/sensore migliore. Il contatto terreno/sensore deve rimanere stabile durante l'acquisizione e non deformare, in caso contrario, il sensore può inclinarsi e la forma della curva H/V può essere modificata. Il microtremore viene misurato in termini di velocità secondo il passo di campionamento impostato dall’operatore (generalmente frequenze >60-100 Hz, tempo di campionamento <15-10 ms). Le misure registrate vengono poi elaborate e restituite in un grafico frequenza (x) – ampiezza del rapporto H/V (y). Poiché la frequenza è relazionata alla profondità, il grafico HVSR può tramutarsi in un grafico ampiezza del rapporto H/V (x) – profondità (y), dove l’ampiezza del rapporto H/V (x) descrive in modo relativo l’ampiezza del contrasto di impedenza tra i mezzi sopra e sotto quella determinata profondità (y).
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