Contributi per l'aggiornamento degli "Indirizzi e criteri - Dipartimento ...

di onde di volume rispetto a quelle di onde
superficiali varia da caso a caso e dipende
dall’intervallo di frequenze considerato. Se
si considera un intervallo di tempo dell’ordine
di qualche decina di minuti, le proprietà
medie del campo d’onde sismiche
generato da una molteplicità di sorgenti differenti,
distribuite casualmente attorno a un
punto di misura, hanno un andamento che
non dipende dalle singole sorgenti ma solo
dalle proprietà del mezzo in cui le onde si
propagano.
Si può immaginare che, in media, le
componenti orizzontali e verticali del moto
del suolo tendano a essere sollecitate alla sorgente
in modo equivalente, con un’ampiezza
media pari al livello medio del rumore in
quell’intervallo temporale. In questa ipotesi,
i rapporti fra le ampiezze verticali e orizzontali
del moto (H/V) saranno statisticamente
indipendenti dalle caratteristiche
delle sorgenti e saranno condizionati dalle
sole caratteristiche del mezzo attraversato.
Un elemento chiave per l’interpretazione
delle curve H/V è definire quali sono le fasi
sismiche responsabili dei massimi osservati.
Sono state avanzate diverse ipotesi in proposito:
1. risonanza onde di volume, 2. ellitticità
delle onde di Rayleigh, 3. fasi di Airy
delle onde di Love. Ciascuno di questi elementi
è potenzialmente presente nel campo
delle vibrazioni ambientali. Tuttavia si vede
che le varie ipotesi concordano nell’associare
il valore sperimentale di detto massimo alla
frequenza di risonanza fondamentale delle
coperture:
1. Se le vibrazioni ambientali misurate
fossero costituite da onde di volume stazionarie
emergenti secondo una direzione perpendicolare
alla superficie, il rapporto H/V
avrebbe dei massimi in corrispondenza delle
frequenze di risonanza delle onde S nella copertura,
ovvero quando l’ampiezza delle
onde S è relativamente maggiore.
2. Se invece il campo d’onda è dominato
dalle onde superficiali, sarà l’ellitticità delle
onde di Rayleigh (ovvero il rapporto fra le
componenti orizzontali e verticali del moto
ellittico associato a questo tipo di onda) e
l’ampiezza delle onde di Love (che agiscono
solo sul piano orizzontale) a condizionare
l’andamento della curva H/V. In questo
caso argomentazioni teoriche permettono di
stabilire che, in presenza di coperture soffici
su un basamento rigido, la componente verticale
delle onde di Rayleigh si annulla per
frequenze corrispondenti alla frequenza di
risonanza delle onde S per la struttura.
3. Anche la fase di Airy delle onde di
Love presenta un massimo in corrispondenza
delle frequenze di risonanza delle
onde S. Questa generale concordanza ha
origine nel fatto che le onde di Love e Rayleigh
(nella componente orizzontale) sono figlie
dell’interferenza di onde di volume
(segnatamente le componenti SH) con la superficie
del terreno: risulta quindi ragionevole
che tutte risentano in qualche modo dei
fenomeni di risonanza relativi alle onde S.
Questo implica che, indipendentemente
dalla natura del campo d’onde, la funzione
H/V sarà sempre caratterizzata da valori
massimi in corrispondenza della frequenza
di risonanza delle onde S. In assenza di contrasti
di impedenza alla base della copertura,
il rapporto H/V sarà all’incirca unitario, sia
nel caso di rumore ambientale dominato da
onde di volume, che da onde di superficie.
Studi teorici e osservazioni sperimentali mostrano
che esiste una relazione non lineare
tra l’ampiezza dei massimi della curva H/V
e l’entità del contrasto di impedenza sismica
alla base della copertura. Altri fattori che influenzano
l’ampiezza dei massimi H/V sono
il contributo delle diverse fasi sismiche, lo
smorzamento, il rapporto di Poisson nelle
coperture e la distribuzione delle sorgenti attorno
al ricevitore (Lunedei e Albarello,
2010).
Non è possibile prevedere a priori per un
dato sito l’entità del contributo relativo delle
onde di volume e delle onde di superficie (nei
diversi modi di propagazione) al campo
d’onda delle vibrazioni ambientali. I rap-
36 Supplemento alla rivista Anno XXVIII - n. 2 - 2011