Implementação, testes e avaliação do método SASW (Spectral Analysis of Surface Waves)

Autor(es)

Adriano Marchioreto

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Geociências (IG/BT)
• Data de defesa: 2002-03-27

Membros da banca

Fabio Taioli; Marcelo Sousa de Assumpção; João Carlos Dourado; Jose Domingos Faraco Gallas; Lindolfo Soares

• Orientador: Fabio Taioli

Resumo

O SASW (\"Spectral Analysis of Surface Waves\") é um método geofísico de ensaio não destrutivo, baseado na geração e detecção de ondas elásticas de superfície (Rayleigh), e o estudo da natureza dispersiva desta onda. A aplicação desse método em geotecnia objetiva, a partir da determinação das velocidades de propagação das ondas S, definir os parâmetros elásticos dinâmicos dos diferentes materiais em subsuperfície. Este trabalho visou o desenvolvimento de um sistema instrumental para registro de ondas sísmicas e sua utilização na implementação, teste e avaliação do método SASW. O método SASW envolve a detecção de ondas superficiais do tipo Rayleigh e é realizado na superfície do terreno, não necessitando de furos de sondagem ou qualquer outra infraestrutura, tornando-se assim mais econômico do que os dois métodos sísmicos mais usados para o estudo de parâmetros elásticos do solo (\"crosshole\" e \"downhole\"), pois ambos métodos medem as velocidades de propagação de ondas de corpo P e S, e requerem a perfuração e revestimento de furos de sondagem. Como a natureza dispersiva da onda se dá em termos de freqüência, todo o processamento dos sinais é realizado no domínio da freqüência. A metodologia para execução dos ensaios SASW envolve três etapas: a) aquisição dos dados de campo; b) determinação da curva de dispersão das ondas Rayleigh e c) Inversão da curva de dispersão para obter um perfil de velocidade da onda S. Para cada uma das etapas foi feita uma descrição dos procedimentos adotados, com especial ênfase ao tópico b, uma vez que no processo de cálculo das curvas de dispersão ocorrem os maiores problemas do método. Foram escolhidos para apresentação e descrição três estudos de caso que permitiram discutir e avaliar em detalhe a aplicabilidade, vantagens e desvantagens do método. No primeiro caso, considerado como bom, as curvas de dispersão obtidas para diferentes espaçamentos de geofones se sobrepuseram numa ) determinada faixa de freqüências. No segundo exemplo, classificado como de qualidade intermediária, as curvas variaram pouco de uma para outra. No terceiro exemplo, considerado ruim, as curvas para diferentes espaçamentos entre geofones não convergiram, tendo sido necessário tentar uma nova estratégia para confeccionar a curva de dispersão representativa da área. A terceira etapa do método consiste na inversão da curva de dispersão. Diversos modelos iniciais foram gerados e todos eles, após algumas dezenas de iterações, apresentaram a mesma tendência. Para os ensaios no campus da USP obtiveram-se as curvas de dispersão coincidentes que permitiram a obtenção de um modelo de velocidade consistente. No caso do campus da UNICAMP os valores concordaram bem até 4 metros de profundidade com os valores de velocidade obtidos pelo ensaio \"crosshole\", porém para profundidades maiores do que 4 metros os valores divergem. No caso da UNESP (Bauru) os valores de ambos os métodos divergiram totalmente. Concluiu-se que, apesar do sistema instrumental desenvolvido ter se comportado bem, a completa automatização do ensaio é impossível pois no método de geração de curvas de dispersão, a intervenção do intérprete é fundamental. Isto é devido, em grande parte à dificuldade de geração de ondas de baixa frequência. (AU)

• Processo FAPESP: 96/11969-5 - Implementacao e testes do metodo sasw (spectral analysis surface waves) na bacia sedimentar de sao paulo.
• Beneficiário: Adriano Marchioreto
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado