Analisi statistica degli effetti di sito da dati di terremoti e di rumore ambientale.

Prato, Italia

L’ultimo ventennio ha visto lo sviluppo e l’uso di tre metodi empirici per l’analisi degli effetti di sito: Standard Spectral Ratio (SSR), Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio da registrazioni sismiche (HVSR) e Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio da registrazioni di rumore ambientale (HVN). SSR è considerato il metodo empirico di riferimento per rilevare le amplificazioni in funzione della frequenza. HVSR e HVN, invece, danno una stima realistica della frequenza fondamentale ma, generalmente, non riescono a fornire valori affidabili di amplificazione.
Nel presente lavoro sono state utilizzate le registrazioni sismiche effettuate in 168 siti provenienti da diverse aree geografiche e per cui sono stati calcolati tutti e tre i tipi di rapporti spettrali (Haghsenas et al., 2008). Su questi dati abbiamo applicato delle analisi statistiche multivariate quali la correlazione canonica (Davis, 2002), con lo scopo di mettere in evidenza e quantificare le correlazioni tra i differenti rapporti spettrali nell’intero intervallo di frequenza compreso tra 0.2Hz e 10Hz. Questo tipo di analisi permette inoltre di associare alle correlazioni una stima della loro significatività ed è stata già utilizzata da Theodulidis et al. (2008) per studiare la relazione tra HVN e danneggiamento in aree urbane.
I risultati mostrano che la correlazione tra HVN e HVSR è molto buona ad esclusione delle basse frequenze e che, per entrambe le tecniche, la presenza di un picco di amplificazione nell’intervallo 0.6-2 Hz è correlato ad un minimo per frequenze 3-10Hz. I picchi di amplificazione evidenziati da queste due tecniche sono inoltre correlabili con un più largo intervallo di frequenze nei rapporti SSR.
Abbiamo quindi esteso l’analisi per correlare SSR, HVSR e HVN in bacini sedimentari (un subset dei dati utilizzati) con parametri geofisici e geometrici. La riduzione del numero dei dati deriva dall’esigenza di avere siti con una buona qualità di informazioni geofisiche e geometriche. Sono stati scelti cinque parametri indicatori delle velocità medie delle onde S e delle caratteristiche geometriche 2D della valle.
Sebbene un più esteso data-set migliorerebbe l’analisi statistica, stabilendo migliori stime quantitative della correlazione tra rapporti spettrali e le caratteristiche geofisiche e geometriche dei bacini sedimentari, i nostri risultati mostrano chiaramente che le correlazioni tra SSR e HVN-HVSR esistono e si modulano in specifici intervalli di frequenza.
Questo studio è stato condotto nell’ambito del progetto ToK ITSAK-GR EC (2006-2010).