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GeoExplorer HVSR – 2.2.3 – Manuale d'uso
GEOEXPLORER HVSR
Versione 2.2.3
MANUALE D'USO
(02 / 2017)
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Nota: alcune caratteristiche del software potrebberoessere state modificate nelle versioni più recenti;
le funzioni basilari descritte nel manuale restano comunque valide.
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Avvertenza!Questo software è prodotto per scopi professionali e di ricerca. Deve essere usatoin un sistema informatico e congiuntamente a dispositivi elettronici adatti,utilizzato da personale qualificato nel rispetto delle leggi vigenti in materia dicostruzioni, ingegneria civile, meccanica ed elettronica. L'uso del software alloscopo di determinare parametri costruttivi di strutture e/o valutazione di rischi ecaratteristiche meccaniche dei suoli è riservato a personale qualificato especializzato quali dottori in ingegneria, architettura e fisica avendo seguitoaltresì corsi di specializzazione in geofisica e calcolo strutturale. Lo sviluppatoredi GEOEXPLORER HVSR non si ritiene responsabile di perdite, infortuni odanni di qualunque tipo nel caso che il software sia usato in situazioni diimportanza vitale e senza la necessaria competenza tecnica indispensabile per lavalidazione del dato ottenuto.
CreditiLa funzione di modellizzazione della curva di ellitticità sintetica disponibile inGEOEXPLORER HVSR utilizza il modulo GPELL della suite softwaregeopsy.org, scaricabile dal sito www.geopsy.org.
GPELL è rilasciato con licenza GPL (versione 2); le librerie utilizzate daGPELL, distribuite insieme a GEOEXPLORER HVSR, sono rilasciate conlicenza LGPL (versione 2.1). I testi di entrambe le licenze sono presenti nellasottocartella gpell della cartella di installazione di GEOEXPLORER HVSR.Il codice sorgente di GPELL e delle librerie che utilizza sono disponibili surichiesta; la versione più recente del codice sorgente della suite geopsy.org si puòscaricare dal sito http://www.geopsy.org/download.php?platform=src.
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CONTRATTO DI LICENZA D'USO
La SARA electronic instruments S.R.L. (di seguito "FORNITORE") concede al CLIENTElicenza d'uso non esclusivo del programma GEOEXPLORER HVSR (di seguito "SOFTWARE").Il SOFTWARE e tutti i diritti su di esso rimangono di proprietà del FORNITORE.
Il SOFTWARE viene fornito in formato eseguibile, su supporto di memoria o scaricabile daInternet, assieme alla chiave hardware USB necessaria per il suo funzionamento.
Il FORNITORE garantisce che il supporto contenente il SOFTWARE e la chiave hardware sonoesenti da vizi di fabbricazione. In caso di malfunzionamenti verranno forniti un supporto o unachiave sostitutiva, solo una volta avvenuta la restituzione del componente difettoso. La chiavehardware Safenet/Sentinel è dotata di anello in poliestere indicante il numero di matricola. In casodi danneggiamento dell'anello (rimozione o lacerazione) e con chiave non funzionante la medesimachiave NON potrà essere sostituita in garanzia, il CLIENTE dovrà conservare con la massima curala chiavetta e il suo anello identificativo.
Il FORNITORE non offre nessuna garanzia in merito al SOFTWARE, nemmeno in relazione aeventuali difetti, difformità o errata utilizzazione. La validazione del dato ottenuto è di esclusivacompetenza del CLIENTE. Il FORNITORE non si assume nessuna responsabilità per qualunquedanno o lesione diretti o indiretti (ad esempio perdita di profitto, dati o informazioni, danni allaproprietà, interruzioni dell'attività commerciale o professionale) derivanti dall'utilizzo delSOFTWARE.
Il SOFTWARE sarà soggetto a sviluppo e miglioramenti. Le versioni successive sarannoclassificate tramite il numero di versione a tre cifre convenzionalmente espresse con 1^, 2^ e 3^cifra (es Versione 2.3.5). I costi delle nuove versioni del software saranno stabiliti di volta in voltatuttavia si specifica quanto segue: le versioni con cambio di versione della 1^ cifra saranno semprea pagamento, queste sono generalmente classificate come versioni che mutano notevolmentel'architettura del programma; versioni che comportino variazioni della 2^ cifra, con cambiamentiimportanti ma non maggiori, potranno essere a pagamento a discrezione del FORNITORE; versioniche implicano correzioni di errori e miglioramenti minori varieranno solamente della 3^ cifra epertanto saranno sempre gratuite.
L'assistenza tecnica post–vendita fornita al CLIENTE sarà solo ed esclusivamente legata allecaratteristiche funzionali del prodotto e non sarà MAI fornita rispetto ad interpretazioni e/oconsiderazioni analitiche sui segnali.
In caso di furto o smarrimento della chiave hardware, il FORNITORE invierà, al costo del 20% delprezzo di listino corrente, una nuova chiave al CLIENTE; questo solo dietro presentazione delladenuncia di furto o smarrimento alle autorità competenti. Questa possibilità è offerta una sola voltanell'arco della durata del contratto.
La licenza d'uso è concessa a tempo indeterminato.
Con l'installazione del SOFTWARE il CLIENTE accetta senza riserve i termini della licenza sopradescritti.
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CONFEZIONE:1. CHIAVETTA DI MEMORIA.2. UNA CHIAVETTA DI PROTEZIONE CON ANELLO
SIGILLATO INDICANTE NUMERO DI MATRICOLA.
ATTENZIONE! NON DANNEGGIARE L'ANELLO CON ILNUMERO DI MATRICOLA; IL PRODOTTO NON POTRÀESSERE SOSTITUITO O AGGIORNATO IN GARANZIASENZA TALE ANELLO.
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Indice
1 Introduzione 9
2 Finestra principale 10
2.1 Caricamento di un segnale 11 2.2 Variazione delle opzioni di visualizzazione del segnale 11 2.3 Selezione delle finestre 13 2.4 Voci di menù e altri pulsanti 14
3 Elaborazione HVSR 15
3.1 Gestione delle finestre 15 3.2 Parametri di calcolo 16 3.3 Personalizzazione della visualizzazione 16 3.4 Verifica dei criteri SESAME 17 3.5 Raffinamento della selezione delle finestre 17 3.6 Voci di menù e altri pulsanti 18
4 Direzionalità e persistenza 19
5 Modellizzazione profilo stratigrafico 21
5.1 Inserimento della stratigrafia 21 5.2 Generazione curva sintetica 22 5.3 Parametri di visualizzazione 22 5.4 Voci di menù 23
6 Grafico delle velocità 24
7 Report 26
8 Altri tools 27
8.1 Riproduttore audio 27 8.2 File di risposta 27 8.3 Aggiornamento del programma 27
9 Funzioni comuni 28
Installazione 29
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1 Introduzione
GeoExplorer HVSR è un software dedicato all'elaborazione di segnali sismici secondo latecnica HVSR (Horizontal to Vertical Spectral Ratio).
La tecnica consiste nella stima del rapporto tra gli spettri delle componenti orizzontali equello della componente verticale del segnale registrato da una singola stazione sismicatriassiale.
L'operazione deve essere eseguita su diverse porzioni del segnale, dette finestre, allo scopo diottenere una popolazione statisticamente significativa di rapporti H/V; facendo poi la media ditutti i rapporti calcolati è possibile determinare la curva HVSR, o di ellitticità, rappresentativadel sito oggetto d'indagine.
La curva di ellitticità consente di ricavare in modo diretto le frequenze di risonanza del sito ein modo indiretto, tramite un'operazione d'inversione e ricerca, il profilo sismostratigraficostimato del luogo in esame.
GeoExplorer HVSR è stato progettato in modo da rendere semplice e immediatal'elaborazione, lasciando comunque all'utente professionista la possibilità d'interveniredirettamente sui parametri che la regolano.
Tra le caratteristiche e funzionalità principali si possono menzionare:
• Selezione manuale o automatica delle finestre, con aggiornamento in tempo realedella curva HVSR.
• Esclusione opzionale dei transienti con soglia in ampiezza.
• Posizione e dimensione delle finestre regolabile con precisione di un campione.
• Verifica immediata dei criteri SESAME su qualsiasi frequenza della curva.
• Grafici di stazionarietà e direzionalità della curva HVSR.
• Grafico dello spettro delle singole componenti.
• Inserimento di una stratigrafia di riferimento e calcolo della curva HVSR sinteticacorrispondente, paragonabile alla curva HVSR attualmente elaborata.
• Grafico del profilo stratigrafico e calcolo della velocità equivalente delle onde S auna data profondità, tenendo conto dell'eventuale offset del piano di fondazione.
• Viste grafiche personalizzabili.
• Report in formato pdf.
• Correzione strumentale opzionale.
• Audificazione del segnale sismico.
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2 Finestra principale
L'immagine che segue mostra la finestra principale del programma.
Sono evidenziati le voci di menù e i controlli che permettono di caricare e visualizzare unsegnale sismico.
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Illustrazione 1
CARICAMENTO ZOOM VERTICALE
ZOOM ORIZZONTALE SCORRIMENTO ORIZZONTALE
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2.1 Caricamento di un segnale
La voce File → Load signal del menù principale apre la finestra di dialogo standard perl'apertura di un file.
Il programma permette di caricare file sismici in diversi formati tra cui SAF (SESAME ASCIIformat), SEG e GSE.
Le caselle in alto mostrano alcune informazioni basilari sul segnale:
• File path: percorso completo del file caricato.
• SPS: frequenza di campionamento.
• Length: lunghezza del file, in campioni (samples) e in secondi (seconds).
• Latitude, longitude, elevation: informazioni sulla localizzazione del sito diacquisizione.
Il primo grafico mostra il segnale della componente verticale, il secondo quello dellacomponente orizzontale N–S e il terzo quello della componente orizzontale E–W.
Nota bene: Se si utilizzano file creati da strumenti di produttori diversi dallaSARA electronic instruments è molto importante assicurarsi che i canali sianoidentificati correttamente all'interno del file e siano caricati nel giusto ordine.
2.2 Variazione delle opzioni di visualizzazione del segnale
Una volta caricato il segnale, le barre di scorrimento a destra dei grafici permettono di variarela scala grafica verticale.
La casella Scale all channels indica, se spuntata, che la scala verticale deve variaresimultaneamente con gli stessi valori su tutti e tre i grafici alla modifica di uno qualunque deitre.
La casella Auto Y scale abilita la scala verticale automatica e disabilita le barre di scorrimento;la scala automatica regola lo zoom verticale in modo da visualizzare l'intera ampiezza delsegnale nello spazio a disposizione. Se è selezionata l'opzione Common la scala verticale saràimpostata su tutti e tre i canali allo stesso modo, in base a quella del canale che raggiungel'ampiezza maggiore; se è selezionata l'opzione Per channel la scala verticale sarà impostataautonomamente su ogni canale, in base alla sua ampiezza massima.
Le etichette numeriche sopra e sotto la parte sinistra di ogni canale indicano le massimeampiezze positiva e negativa del segnale; l'unità di misura dei valori è quella indicata traparentesi quadre a fianco dell'etichetta Signal max/min.
Le etichette numeriche sopra e sotto la parte destra di ogni canale indicano i limiti superiore einferiore della scala grafica verticale corrente; l'unità di misura dei valori è quella indicata traparentesi quadre a fianco dell'etichetta Scale max/min.
L'unità di misura viene prelevata dal file caricato; se il file non la contiene viene utilizzatal'unità di misura predefinita, il count.
Lo slider al di sotto dei grafici serve a scorrere il segnale in senso orizzontale; questocontrollo è abilitato solo se è attivo lo zoom orizzontale, che si regola con la barra discorrimento sottostante. La casella appena a destra della barra di scorrimento indica il livello
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di zoom, mentre le due caselle più grandi su entrambi i lati della barra mostrano la posizionedel primo e dell'ultimo campione della porzione di segnale attualmente rappresentata e iltempo a cui si riferiscono.
È possibile eseguire uno zoom orizzontale su una porzione arbitraria di segnale eseguendo undoppio click con il pulsante sinistro del mouse sul punto da cui si desidera abbia inizio lozoom, trascinando il mouse e rilasciando sul punto di fine. Durante l'operazione vienevisualizzato un riquadro sopra la porzione selezionata.
Anche la rotella del mouse può essere utilizzata per agire sulla rappresentazione del segnale,dopo aver cliccato sul grafico su cui si desidera agire. Il semplice scorrimento della rotellapermette di muovere il segnale in senso orizzontale, come se si usasse lo slider, ma con unmaggior dettaglio, di un campione alla volta. Lo scorrimento ha effetto solo se sul segnale èattivo uno zoom orizzontale e risulta utile quando lo zoom è piuttosto approfondito e si vuoleregolare con precisione la porzione da visualizzare.
Se invece la rotella viene mossa e premuta contemporaneamente, si potrà agire sulla scalagrafica verticale come se si usassero le barre di scorrimento verticali a destra del segnale. Lafunzione è abilitata solo quando la scala verticale automatica non è attiva.
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2.3 Selezione delle finestre
Per selezionare una porzione di segnale, da utilizzare come finestra per l'elaborazione HVSR,basta cliccare sul segnale, in uno qualunque dei tre grafici, con il pulsante sinistro del mousesul punto da cui si desidera abbia inizio la selezione, trascinare il mouse e rilasciare sul puntodove si desidera abbia fine.
La figura che segue mostra un segnale su cui sono state selezionate due finestre ed è in corsoun'ulteriore selezione.
La selezione avviene in base a quanto indicato nei campi del riquadro Windows selection.
I campi Length indicano la lunghezza minima e massima delle finestre in secondi. Perselezionare finestre della stessa lunghezza impostare entrambi i campi con lo stesso valore.
Il campo T10 permette di indicare la lunghezza minima delle finestre inserendo la frequenzapiù bassa che si desidera analizzare in modo affidabile (frequenza T10 secondo il protocolloSESAME). Il contenuto dei campi Length cambierà in accordo con la frequenza inserita.
I tre campi a destra permettono di indicare, canale per canale, la soglia di ampiezza oltre laquale il segnale deve essere scartato; queste soglie sono prese in considerazione se la casellaUse levels è spuntata.
Le posizioni delle soglie, rappresentate in verde nel grafico, possono essere spostate con i tastiSU/GIU, dopo aver cliccato con il mouse sul grafico d'interesse. Oppure, desiderandomaggior precisione, si può cliccare con il tasto centrale del mouse (o con la rotellina) sulpunto in cui si desidera venga impostata la soglia.
La casella Hide levels agisce sulla sola visualizzazione del segnale, nascondendo le lineeverdi che rappresentano le soglie.
Allo stesso modo, la casella Hide selected windows nasconde tutte le finestre di segnaleselezionate.
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Illustrazione 2
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La casella Free selection, se spuntata, indica al programma di ignorare quanto indicato inmerito a lunghezze o soglie, permettendo di selezionare finestre di qualunque lunghezza.
Il pulsante Select all agisce, in base alle impostazioni correnti, come se manualmente siselezionasse l'intero segnale.
La pressione del pulsante Select all quando la casella Free selection è spuntata provocherebbela selezione di una finestra lunga quanto l'intero segnale; ciò è sconsigliato in quanto ilcalcolo del rapporto H/V richiederebbe un notevole periodo di tempo (dipendente dallalunghezza del segnale e dalle impostazioni di calcolo, nell'ordine delle decine di secondi nelcaso di un segnale e di un'elaborazione standard).
Se si desidera spostare, ridimensionare o eliminare una finestra, è sufficiente cliccare su diessa, in modo da selezionarla, ed usare rispettivamente i tasti DESTRA/SINISTRA(spostamento di un campione) o PAGEUP/PAGEDOWN (spostamento di un secondo),SHIFT+DESTRA/SHIFT+SINISTRA (ingrandimento/rimpicciolimento di un campione) oSHIFT+PAGEUP/SHIFT+PAGEDOWN (ingrandimento/rimpicciolimento di un secondo),CANC (cancellazione finestra).
La voce di menù File → Load windows permette di caricare le finestre da selezionare da unfile di testo. Il file da selezionare deve essere stato precedentemente salvato tramite la voce dimenù File → Save windows, che salva in un file di testo le finestre attualmente selezionate.
2.4 Voci di menù e altri pulsanti
La voce di menù File → Exit chiude il programma.
Le voci del menù Report permettono di impostare e generare un report, come sarà indicato inseguito nell'apposita sezione.
La voce di menù Tools → Seismograms player apre il riproduttore audio del segnale, che saràtrattato nell'apposita sezione.
La voce di menù Tools → Response files apre la finestra per la selezione dei file di risposta daassociare al segnale, canale per canale, che saranno utilizzati per la correzione strumentaleopzionale, come indicato nella sezione relativa al calcolo del rapporto H/V.
La voce di menù Windows → H/V results apre la finestra del calcolo del rapporto H/V. Lostesso risultato si ottiene usando il pulsante H/V results, in basso a destra nella finestraprincipale.
La voce di menù Windows → H/V modelling, o il pulsante H/V modelling, aprono la finestraper la modellizzazione della curva di ellitticità sintetica e il fitting della curva sperimentale.
La voce di menù Windows → Reset windows positions permette di riportare tutte le finestrealla loro dimensione e posizione iniziale, qualora una o più finestre del programma si trovinocaricate in una posizione al di fuori dello schermo e non siano più utilizzabili.
La voce di menù ? → GeoExplorer HVSR manual apre il manuale del programma con illettore di documenti pdf predefinito del sistema.
La voce di menù ? → Check for updates apre la finestra per il controllo e l'installazione degliaggiornamenti.
La voce di menù ? → Credits mostra la versione e i crediti del programma.
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3 Elaborazione HVSR
Per visualizzare il risultato dell'elaborazione HVSR sulle finestre selezionate basta cliccaresul pulsante H/V results sull'angolo in basso a destra della finestra principale.
Se la finestra è aperta, il grafico dell'elaborazione cambia dinamicamente in base alle finestredi segnale selezionate nella finestra principale.
3.1 Gestione delle finestre
Nella griglia in alto a sinistra sono mostrate le finestre selezionate e la loro lunghezza; èpossibile escluderle temporaneamente dall'elaborazione cliccando sulla casella corrispondentenella colonna Use.
Il pulsante Select all riseleziona tutte le finestre, se alcune erano state escluse, il pulsanteClear deseleziona tutte le finestre, mentre il pulsante Invert inverte la selezione.
Il pulsante Delete elimina le finestre selezionate e va usato con cautela poiché non è possibileannullare l'operazione; eventuali finestre eliminate vanno selezionate di nuovo nella finestraprincipale.
La casella Switch one window at a time forza la selezione di una sola finestra alla volta, inmodo da permettere di capire come ogni singola finestra contribuisce alla curva media.Quando la casella è selezionata, sulla griglia è possibile cambiare l'unica finestra selezionatausando i tasti direzionali, senza bisogno di cliccare sulla casella Use.
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Illustrazione 3
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3.2 Parametri di calcolo
Il riquadro H/V calculation regola i parametri di elaborazione. Ogni modifica a questiparametri causa il ricalcolo della curva H/V.
I campi Frequency indicano le frequenze minima e massima entro cui calcolare la curva,mentre il campo Number of points indica il numero di punti della curva, scelti con spaziaturalogaritmica.
La casella Windowing indica se deve essere effettuata l'operazione di finestratura. Questa halo scopo di stabilizzare il calcolo dello spettro e consiste nel moltiplicare il segnale conun'apposita funzione matematica. La funzione applicata è quella nota come Tukey window (otapered cosine window). Il parametro Width indica la larghezza della finestratura applicata inrapporto alla dimensione dell'intera finestra di segnale.
Il campo Smoothing permette di scegliere l'algoritmo da utilizzare per eseguire lo smoothing,o lisciatura, del segnale. Gli algoritmi disponibili sono quelli di Konno-Ohmachi, triangolarecon finestra di dimensione costante e triangolare con finestra di dimensione proporzionale allafrequenza; è anche possibile scegliere di non lisciare il segnale. Il campo Smoothingbandwidth regola la larghezza della finestra usata per eseguire lo smoothing.
La casella Correct spectrum down to indica se deve essere eseguita la correzione strumentalee fino a quale frequenza questa deve spingersi. Le frequenze inferiori a quella indicatasaranno corrette con lo stesso fattore utilizzato per la frequenza indicata. L'opzione dicorrezione strumentale è disponibile solo se sono stati selezionati dei file di risposta validitramite la finestra mostrata usando la voce Tools → Response files della finestra principale.
3.3 Personalizzazione della visualizzazione
Il riquadro H/V and spectra plot options permette di mostrare o nascondere le diverse curve edi cambiare la scala grafica, sia orizzontale che verticale.
La casella Show ratio agisce sulla curva H/V media, mentre la casella Standard deviationsmostra o nasconde le curve di confidenza. La casella e i campi Manual scale a fiancopermettono di regolare manualmente la scala grafica verticale per quanto riguarda le curveH/V.
Le caselle Horizontal e Vertical agiscono sugli spettri delle singole componenti. Se la casellasenza descrizione a destra della casella Horizontal è selezionata, gli spettri delle duecomponenti orizzontali verranno mostrati separatamente (linea verde per la componente N–S,linea magenta per quella E–W), altrimenti ne verrà mostrata la media. La casella e i campiManual scale a fianco permettono di regolare manualmente la scala grafica verticale perquanto riguarda gli spettri delle singole componenti.
La casella Show single ratios mostra o nasconde le curve H/V corrispondenti alle singolefinestre di segnale.
La casella e i campi Frequency manual scale agiscono sulla scala grafica orizzontale;ovviamente non è possibile estendere la scala oltre le frequenze su cui è calcolata la curva,indicate nel riquadro H/V calculation.
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3.4 Verifica dei criteri SESAME
Cliccando sul grafico con il pulsante sinistro del mouse si seleziona la frequenza da utilizzareper la verifica dei criteri SESAME; tale frequenza si può cambiare cliccando in un altro puntodel grafico o usando i tasti direzionali DESTRA/SINISTRA.
I nove riquadri posti in verticale sulla destra del grafico danno un'indicazione visiva delrispetto dei criteri. Portando il cursore del mouse sopra ciascun riquadro e attendendo qualcheistante viene visualizzato un messaggio che riporta il valore corrente del criterio e il valore disoglia. Il decimo riquadro indica se i criteri sono globalmente rispettati (tutti i tre del primogruppo e almeno cinque su sei del secondo gruppo).
3.5 Raffinamento della selezione delle finestre
È possibile selezionare visivamente le finestre da escludere dall'elaborazione tenendo premutoil tasto CTRL, cliccando sul grafico con il pulsante sinistro del mouse e trascinandolo,tenendo premuto il pulsante, in modo da selezionare un'area di forma rettangolare: tutte lecurve delle singole finestre che ricadranno all'interno dell'area saranno esclusedall'elaborazione. Questa funzione è abilitata solo se la casella Show single ratios, all'internodel riquadro H/V and spectra plot options, è selezionata.
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Illustrazione 4
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3.6 Voci di menù e altri pulsanti
La voce di menù File → Load H/V curve carica la curva H/V da files in formato “.hv”. Taleformato è lo stesso formato testuale utilizzato dal software Geopsy. Se la casella Show loadedH/V curve è selezionata, la curva così caricata viene visualizzata sovrapposta alla curva H/Vcorrente.
La voce save File → Save H/V curve salva la curva H/V corrente in un file in formato “.hv”.
La voce di menù File → Exit chiude la finestra.
La voce di menù Windows → H/V time apre la finestra del grafico della persistenza dellacurva. Lo stesso risultato si ottiene usando il pulsante H/V time in basso a sinistra.
La voce di menù Windows → H/V rotate apre la finestra del grafico della direzionalità dellacurva. Lo stesso risultato si ottiene usando il pulsante H/V rotate in basso a sinistra.
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4 Direzionalità e persistenza
I grafici di direzionalità e persistenza permettono di capire se la curva H/V calcolata ègenerata da segnale che proviene da tutte le direzioni e se tale situazione è stabile per tutta ladurata dell'indagine. In entrambi i grafici sull'asse delle ordinate è rappresentata la frequenza eil colore indica l'ampiezza del rapporto H/V, come indicato dalla legenda sulla destra. Nelgrafico della direzionalità sull'asse delle ascisse è rappresentata la direzione, a partire da Nordin senso orario, mentre nel grafico della persistenza è rappresentato il tempo. Il segnalinotriangolare di colore azzurro, presente su entrambi i grafici, indica la frequenza selezionataper la verifica dei criteri SESAME nella finestra dell'elaborazione HVSR.
Il grafico della direzionalità mostra l'intensità del rapporto H/V calcolato utilizzando le solefinestre di segnale selezionate. Una colorazione uniforme in una banda orizzontale compresafra due frequenze indica che le vibrazioni in quel range di frequenze provengono con la stessaintensità da tutte le direzioni. Quando la colorazione di una banda orizzontale cambia levibrazioni hanno una provenienza preponderante dalla direzione con i colori corrispondenti aun livello H/V più elevato.
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Illustrazione 5: Grafico di direzionalità
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Il grafico della persistenza viene invece ricavato scomponendo l'intero segnale in finestre di ugualelunghezza, senza tener conto della selezione effettuata dall'utente; è possibile scartare una porzionedei dati dalla parte iniziale del segnale. Il grafico della persistenza mostra sulla parte superiore laposizione delle finestre effettivamente selezionate dall'utente in relazione al tempo rappresentato.Cliccando con il tasto destro del mouse su una delle finestre viene mostrato un menù contestualecomposto da una sola voce, Exclude window, che permette di escludere immediatamente la finestradall'elaborazione.Il campo Use max color at permette di utilizzare il colore che rappresenta l'ampiezza massima pertutte le ampiezze che vanno da quella massima a quella uguale all'ampiezza massima ridotta dellapercentuale indicata. Questa impostazione permette di visualizzare meglio le ampiezze più basse,specie se nel grafico domina un'ampiezza particolarmente superiore alle altre.Uno scopo simile è assolto dalla casella Color manual scale unitamente al campo Max H/V level, incui indicare il valore oltre il quale tutte le ampiezze vengono rappresentate con il colore cherappresenta l'ampiezza massima.Quando è rappresentato il grafico della persistenza la finestra contiene due controlli aggiuntivi:Time window length, in cui specificare la dimensione delle finestre di segnale da utilizzare pergenerare il grafico, e Offset, in cui indicare l'eventuale porzione iniziale da scartare.Eventuali modifiche apportate alla selezione delle finestre o ai parametri di calcolo non vengonoriportate in tempo reale sui grafici di direzionalità e persistenza.La voce di menù View → Refresh aggiorna il grafico in base allo stato corrente dell'elaborazione.
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Illustrazione 6: Grafico di persistenza
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5 Modellizzazione profilo stratigrafico
Per costruire il modello del profilo stratigrafico a partire dalla curva H/V elaboratasperimentalmente va cliccato il pulsante H/V modelling, nell'angolo in basso a destra dellafinestra principale.
Il grafico seguente rappresenta una curva H/V (o di ellitticità) sperimentale (colore giallo),che può essere quella attualmente calcolata oppure una caricata da file, e la curva di ellitticitàsintetica (colore verde), calcolata in base alla stratigrafia inserita.
5.1 Inserimento della stratigrafia
Il riquadro Ground model permette di inserire e modificare le informazioni sulla stratigrafiache verranno usate dal programma per generare la curva di ellitticità sintetica.
La griglia della stratigrafia contiene i dati stratigrafici organizzati nelle seguenti colonne:• H [m]: altezza dello strato.• D [m]: profondità dello strato.• VP [m/s]: VP dello strato.• VS [m/s] VS dello strato.• Poisson: rapporto di Poisson dello strato.• RHO [kg/m^3]: densità dello strato.
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Illustrazione 7
GeoExplorer HVSR – 2.2.3 – Manuale d'uso
Ogni riga della griglia corrisponde ad uno strato; l'ultima riga corrisponde al bedrock.
Per popolare la griglia basta selezionare la cella di interesse e inserire il valore desiderato:l'eventuale valore precedentemente contenuto verrà eliminato e il contorno della cella, che almomento si trova in fase di modifica, diventerà più marcato. Per interrompere l'inserimentobasta spostarsi su di un'altra cella, tramite il mouse o le frecce direzionali, o premere il tastoINVIO.
Si tenga presente che nella griglia si possono inserire solamente valori numerici (incluso ilpunto come separatore decimale). Inoltre le celle con sfondo grigio non possono esseremodificate: il valore delle celle della colonna della profondità è infatti derivato dall'altezzadello strato e lo spessore del bedrock è considerato infinito.
Se si desidera modificare il contenuto di una cella senza eliminare il valore già esistente sideve selezionare la cella e premere il tasto F2. Se invece si desidera annullare quanto inseritoin fase di modifica e riportare la cella nello stato precedente l'inizio della modifica, si devepremere il tasto ESC.
È possibile bloccare il contenuto di una cella, per evitare di modificarlo accidentalmente. Perfarlo si deve selezionare la cella di interesse e premere il tasto Spazio, oppure cliccare sopra lacella con il tasto destro e selezionare la voce Lock cell dal menù contestuale che vienemostrato. Le celle bloccate sono evidenziate con sfondo rosso. Per sbloccare una cellabloccata si devono eseguire le stesse azioni, con la differenza che la voce di menù daselezionare è Unlock cell.
Inizialmente la griglia non contiene nessuno strato. I pulsanti Layer +Up e Layer +Downinseriscono un nuovo strato sopra o sotto la riga contenente la cella attualmente selezionata. Ilpulsante Remove layer elimina lo strato selezionato.
Il pulsante Undo annulla le modifiche effettuate alla griglia, sia per quanto riguarda intererighe inserite o tolte che per quanto riguarda i valori delle singole celle.
Il pulsante Show profile apre la finestra del grafico delle velocità, che sarà trattata in dettaglionella relativa sezione.
5.2 Generazione curva sintetica
Il riquadro Synthetic curve permette di generare la curva di ellitticità sintetica.
Nei campi Frequencies vanno inserite la frequenza iniziale e finale della curva, mentre ilcampo Points ne indica il numero di punti.
Il pulsante Generate utilizza il modulo GPELL di Geopsy per produrre la curva di ellitticitàsintetica corrispondente alla stratigrafia corrente.
5.3 Parametri di visualizzazione
Il riquadro Plot options permette di modificare le impostazioni di visualizzazione delle curve.
I riquadri Frequency manual scale e H/V ratio manual scale permettono rispettivamente dimodificare la scala grafica orizzontale e verticale.
Le opzioni nel riquadro Link frequencies to permettono d'impostare in modo automatico lascala orizzontale in modo che siano visualizzate per intero entrambe le curve, solo una di esseo ne siano visualizzate le sole parti in comune.
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Le caselle Experimental curve, Standard deviation curves e Synthetic curve mostrano onascondono le relative curve. La casella Auto plot experimental curve from H/V results indicase la curva sperimentale mostrata deve essere quella attualmente calcolata o quellaeventualmente caricata da file.
5.4 Voci di menù
La voce di menù File → Save ground model salva la stratigrafia corrente in un file di testo,mentre la voce File → Load ground model carica la stratigrafia da un file precedentementesalvato.
La voce File → Load experimental curve permette di caricare la curva H/V sperimentale daun file in formato “.hv”.
La voce File → Exit chiude la finestra.
Il menù contestuale della griglia della stratigrafia, oltre alle voci Lock cell o Unlock cell giàmenzionate, contiene anche la voce Copy grid image to the clipboard, che consente di copiarenegli appunti di Windows la griglia in formato immagine.
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6 Grafico delle velocità
La finestra del grafico delle velocità viene mostrata cliccando sul pulsante Show profile dellafinestra per la creazione del modello della curva H/V.
Il grafico mostra l'andamento della velocità delle onde P ed S al variare della profondità.
L'asse delle ascisse riporta la velocità delle onde S in m/s, la cui scala è indicata nella partebassa, e la velocità delle onde P in m/s, con la scala in alto, se le Vp sono visualizzate. Laprogressione dei valori è differente per le due velocità in modo da visualizzarle correttamente,evitando per quanto possibile di sovrapporle.
L'asse delle ordinate rappresenta la profondità in m.
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Illustrazione 8
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La casella Show Vp mostra o nasconde la rappresentazione delle velocità delle onde P.
La casella Auto abilita o disabilita la scala automatica delle profondità. Quando questavisualizzazione è disabilitata è possibile ridurre la massima profondità visualizzata scrivendoil valore desiderato nella casella Depth.
I campi Offset e Vs permettono di calcolare la velocità equivalente delle onde S ad una dataprofondità e scartando un certo numero di metri superficiali (offset). Se ad esempio sidesidera calcolare la velocità equivalente dei primi 30 metri scartando i 3 metri superficialibasta inserire “3” nel campo Offset e “30” nel campo Vs, calcolando così la velocitàequivalente degli strati che vanno da 3 a 33 metri.
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7 Report
Per generare il report dell'elaborazione basta cliccare sulla voce di menù Report → Generatereport della finestra principale: nella finestra che verrà mostrata è possibile inserire emodificare alcuni dati descrittivi dell'indagine, che verranno riportati nella prima pagina delreport. È inoltre possibile indicare fino a due file immagine da inserire nel report.
Il report è generato in formato pdf.
Il pulsante Generate Report avvia la generazione del report.
La casella Show report after generation, se selezionata, indica al programma di visualizzare ilreport una volta che ne è terminata la generazione, utilizzando il programma di sistemapredefinito per la visualizzazione dei file in formato pdf.
La voce di menù File → Save place information permette di salvare in un file di testo leinformazioni riportate nei campi del riquadro Place, mentre la voce File → Load placeinformation carica tali informazioni da un file precedentemente salvato. Grazie a questafunzione è possibile generare rapidamente più report per elaborazioni effettuate nello stessoluogo.
La finestra aperta dalla voce di menù Report → Settings della finestra principale, invece,permette di inserire i parametri che non cambiano tra un'indagine e l'altra (ad esempio il tipodi strumento e il tipo di sensore).
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Illustrazione 9
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8 Altri tools
8.1 Riproduttore audio
Tramite la voce Tools → Seismograms player del menù della finestra principale vienemostrata una finestra che permette di ascoltare la sonorizzazione del segnale caricato.
Il campo Channel permette di selezionare il canale da riprodurre, mentre nel campo Playbackfrequency si imposta la frequenza di riproduzione; lo slider nella parte destra serve invece aregolare il volume.
I pulsanti allineati nella parte inferiore assolvono alle funzioni standard di ogni playermultimediale, nell'ordine Play, Pause, Rewind, Fast forward e Stop.
Durante la riproduzione viene visualizzato un segnalino di colore verde che scorre sul graficodel canale attualmente in riproduzione, come mostrato in figura (sul grafico del canale V).
La funzione di sonorizzazione del segnale può essere utile per verificarne la qualità, inparticolare per discriminare la presenza di fonti di rumore antropico non rilevabili da unasemplice osservazione del sismogramma.
8.2 File di risposta
La voce di menù Tools → Response files mostra la finestra per la selezione dei file di risposta,dove va associato ad ogni canale il proprio file.
Il riquadro colorato a fianco di ciascun file indica se quel file contiene dati validi (coloreverde) oppure no (colore rosso).
8.3 Aggiornamento del programma
La voce di menù ? → Check for updates mostra la finestra per la ricerca e l'installazione diaggiornamenti del programma e del manuale. Questa funzione necessita di una connessionead Internet funzionante.
Il pulsante Check now controlla la presenza di aggiornamenti; se sono presenti vengonomostrati altri pulsanti che permettono di avviare l'aggiornamento.
È sempre necessario riavviare il programma per utilizzarne la versione aggiornata.
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Illustrazione 10
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9 Funzioni comuni
Tutti i grafici del programma dispongono di un menù contestuale visualizzabile cliccando conil tasto destro sopra il grafico.
La voce Copy image to the clipboard copia il grafico negli appunti di Windows, in modo dapoterlo incollare in una qualunque altra applicazione.
La voce Save as image file permette di salvare il grafico come file immagine in diversiformati.
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Installazione
1. Inserire la chiavetta di memoria usb.
2. Attendere il riconoscimento del supporto da parte di Windows.
3. Avviare il file GEOEXPLORERHVSR.msi.
Si aprirà la seguente schermata.
4. Procedere con l'istallazione prendendo visione della licenza d'uso. Assicurarsi che lacartella d'istallazione sia C:\GEOEXPLORERHVSR.
5. L'icona di GeoExplorer apparirà sul desktop.
6. Lanciare il programma.
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Illustrazione 11
Illustrazione 12
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All'avvio comparirà la seguente schermata.
Selezionare FILE → LOAD SIGNAL.
Selezionando un file compatibile si otterrà una schermata simle alla seguente.
Un file è presente nella cartella C:\GEOEXPLORER\EXAMPLES.
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Illustrazione 13
Illustrazione 14
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Agendo con il cursore si possono selezionare le finestre.
Queste si colorano se vengono selezionate con successo in base ai criteri di lunghezza.Cliccando sul bottone H/V RESULTS si potranno vedere i risultati.
Successivamente ad ogni selezione di finestra si potranno osservare i risultati in modo dinamico.
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Illustrazione 15
Illustrazione 16
