Tese de mestrado, Ciências Geofísicas (Geofísica Interna) Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2019Durante as últimas décadas, o uso de vibrações ambientais para caracterizar a estrutura do terreno e estimar efeitos de sítio sísmicos de um local tem vindo a aumentar. Técnicas não invasivas, utilizando um conjunto de estações (array) ou uma estação única, têm sido aplicadas em locais urbanos para estimar as propriedades físicas das camadas superficiais. A aplicação generalizada destas técnicas em meio urbano permite realizar um microzonamento sísmico que tem sido muito útil para apoio à definição e implementação de medidas de mitigação do risco sísmico. A partir de medições efetuadas com uma única estação é possível determinar das curvas H/V, aplicando o método de Nakamura (1989) e estimar as curvas de elipticidade assumindo que o ruído sísmico é composto principalmente pela propagação de ondas de Rayleigh. A inversão dessas curvas de elipticidade fornece também informações sobre as propriedades das camadas superficiais. Em geral, a inversão dessas curvas é realizada juntamente com as curvas de dispersão obtidas por outros métodos independentes de ondas superficiais (por exemplo, ReMi, MASW ou SASW). No entanto, é importante investigar em que medida a inversão dessa curva apenas dará informações sobre a estrutura do subsolo. Nesta dissertação é apresentado um estudo de sensibilidade para investigar a adequação da inversão da elipticidade de onda de Rayleigh na estimativa da estrutura do subsolo (espessura e profundidade das diferentes camadas). Começou-se com um modelo teórico simples de uma camada de solo (com velocidade VS1) assente num substrato (de velocidade VS2), testando diferentes contrastes de impedância: baixa (2), média (3) e alta (5). Adotou-se 0,4 para o valor do coeficiente de Poisson (ν) para estimar VP1 e VP2 e foram consideradas quatro espessuras de camada: h = 2m, 5m, 10m e 20m. As curvas de elipticidade foram invertidas supondo que as velocidades e a espessura eram conhecidas com 5%, 10% ou 20% de incerteza. Realizou-se a análise estatística dos resultados para investigar de que modo se comporta o erro associado às estimativas das velocidades e da profundidade em função das incertezas introduzidas no modelo inicial. No final desta dissertação são apresentados alguns resultados da metodologia aplicada a registos reais efetuados em diferentes condições geológicas de Lisboa.During the last decade, the use of environmental vibrations to characterize the soil structure and assess the seismic site effects has increased. Non-invasive techniques, using a set of stations (array) or a single station, have been applied in urban sites to estimate the physical properties of the shallower layers. The general use of these techniques in the urban environment allows the accomplishment of a seismic microzoning that is very useful for the development of a strategy and the implementation of measures of mitigation of the seismic risk. From the measurements made with a single station, it is possible to determine the H/V curves, applying the Nakamura method (1989) and estimate the ellipticity curves assuming the seismic noise is mainly composed by Rayleigh wave propagation. The inversion of the ellipticity curves aims to obtain information on the properties of the shallow layers. In general, the inversion of these curves is performed along with the dispersion curves obtained by other types of surface wave methods (eg ReMi, MASW or SASW). However, it is important to investigate to what extent the inversion of the ellipticity curve alone will give information on the structure of the subsoil. In this dissertation a sensitivity study is presented to investigate the range of application of the inversion of the ellipticity of the Rayleigh wave on the estimation of the structure of the subsoil (thickness and depth of the different layers). First, a simple theoretical model of a layer (with VS1 velocity) over a half-space (VS2 velocity) is analyzed, testing different impedance contrasts: low (2), medium (3) and high (5). It was assumed 0,4 for the Poisson coefficient value (ν) for the estimation VP1 and VP2 and were considered four layers of thickness: h = 2m, 5m, 10m and 20m. The ellipticity curves were inverted supposing the velocities and thickness were known with a 5%, 10% or 20% of uncertainty. A statistical analysis of the results was performed to investigate how the error associated with the estimation of velocity and depth behaved in association with the uncertainties introduced in the initial model. This dissertation ends presenting results of the methodology applicated to real records in different geological conditions in Lisbon
