Application of Surface wave methods for seismic site characterization

Surface-wave dispersion analysis is widely used in geophysics to infer a shear wave velocity model of the subsoil for a wide variety of applications. A shear-wave velocity model is obtained from the solution of an inverse problem based on the surface wave dispersive propagation in vertically heterogeneous media. The analysis can be based either on active source measurements or on seismic noise recordings. This paper discusses the most typical choices for collection and interpretation of experimental data, providing a state of the art on the different steps involved in surface wave surveys. In particular, the different strategies for processing experimental data and to solve the inverse problem are presented, along with their advantages and disadvantages. Also, some issues related to the characteristics of passive surface wave data and their use in H/V spectral ratio technique are discussed as additional information to be used independently or in conjunction with dispersion analysis. Finally, some recommendations for the use of surface wave methods are presented, while also outlining future trends in the research of this topic

Optical generation of surface acoustic waves guided at the linear boundary between two thin films

Laser-induced transient grating measurements and ultrafast optical pump-probe imaging of surface acoustic waves near a linear boundary between copper and silica films on a silicon substrate indicate the presence of a boundary-localized mode with a phase velocity slightly below the Rayleigh wave velocity on the copper film. We analyze in detail the dispersion of this localized mode in comparison with that of the Rayleigh waves in the surrounding materials. The existence of the localized mode is ascribed to the nonuniformity of the copper film thickness near its edge resulting from polishing during fabrication

Some new theoretical considerations about the ellipticity of Rayleigh waves in the light of site-effect studies in Israel and Mexico

La amplificación del movimiento del terreno, como resultado de la presencia de suelos blandos, es un fenómeno común en áreas urbanas y bien identificado como un factor que incrementa el daño y el número de pérdidas humanas. Por otro lado, para el análisis de la amenaza sísmica, el estudio de la elipticidad de las ondas de Rayleigh se ha hecho más popular en el contexto del uso de registros de vibraciones ambientales, además, los resultados pueden ser usados en la inversión de la estructura de velocidades. Los efectos de sitio normalmente pueden ser modelados a partir de un perfil de velocidades simple, dado el alto contraste de impedancias en la estructura somera del subsuelo. Por lo tanto, el análisis y el entendimiento de las implicaciones de un modelo tan simple como una capa sobre un semiespacio (LOH, por sus siglas en inglés) son de suma importancia, no sólo teórica sino también práctica. Adicionalmente, para registros de vibraciones ambientales todavía no se cuenta con un modelo teórico que explique de manera satisfactoria los resultados de los cocientes espectrales H/V; un punto de inicio sobre la elipticidad de las ondas Rayleigh es la fórmula exacta propuesta por Malischewsky y Scherbaum (2004). Es possible mostrar que un modelo tan simple como LOH puede producir una gran variedad de curvas H/V-versus-frecuencia y mostramos como ejemplo las curvas H/V con más de un máximo para los casos de Israel y de México. Este fenómeno se atribuye a la contribución de capas adicionales, esto es, que el primer máximo se asocia con la frecuencia de resonancia de la primera capa y los máximos secundarios se asocian con las frecuencias de resonancia de capas más profundas. Demostramos que con un modelo LOH obtenemos dos máximos, para ciertos valores del módulo de Poisson. Sin embargo, este modelo simple no puede explicar las curvas experimentales consideradas, para las que posiblemente se requieran perfiles de velocidades más complejos y modos de propagación superiores. Estas consideraciones pueden implicar restricciones para los valores del módulo de Poisson, que normalmente no se toman en consideración. En conclusión, estas investigaciones analíticas y semi-analíticas son indispensables para un mejor entendimiento del comportamiento de la elipticidad de las ondas de Rayleigh en su uso para estudios de efectos de sitio. doi: https://doi.org/10.22201/igeof.00167169p.2010.49.3.11