Analiza lokalnih uvjeta tla
Analiza metodama HVSR i MASW
U sklopu Komponente 2 projekta CRONOS provedena su geofizička mjerenja (Slika 1) kako bi se odredile glavne karakteristike lokalnog tla. Metodama MASW i HVSR određene su srednja seizmička brzina transverzalnih valova od površine do dubine 30 m (VS30) te osnovna frekvencija tla (f0).
Slika 1. Karta lokacija svih napravljenih mjerenja
MASW
Slika 2. MASW sustav za mjerenje
MASW mjerenja se koriste za procjenu debljine slojeva tla, brzine posmičnih valova (VS30) i gustoće tla (Xia i sur., 1999). Iz snimke induciranih seizmičkih valova s terena (Slika 3) se dobije disperzijska krivulja (Slika 4), a kao krajnji rezultat se iz disperzijske krivulje inverzijom traži koji joj model brzina seizmičkih valova u slojevima tla ili stijene odgovara (Slika 5; Foti i sur.,2018). Na primjeru rastresitog tla, dobivena vrijednost VS30 iznosi 310 m/s.
Slika 3. Snimka seizmičkih valova s terena
Slika 4. Disperzijski dijagram
Slika 5. Profil brzine rastresitog tla
HVSR
Slika 6. Tromino
HVSR metodom se pasivno mjere ambijentalne vibracije, tj. mikroseizmički nemir pomoću Tromino uređaja (Slika 6). Analizom omjera horizontalne i vertikalne komponente gibanja (Nakamura, 1989) se određuju osnovna frekvencija tla (f0) i dubina do temeljne stijene (H800) te se pomoću empirijskih relacija procjenjuje VS30 (Stanko i Markušić, 2020). Nakon uklanjanja šumova iz snimke s terena (Slika 7), dobiva se graf spektra amplitude (Slika 8) te HVSR krivulja (Slika 9) iz koje se onda očitava osnovna frekvencija tla (najviši vrh na krivulji). U ovom primjeru, osnovna frekvencija rastresitog tla iznosi 4 Hz.
Slika 7. Stabilnost mjerenja
Slika 8. Spektar amplituda
Slika 9. HVSR krivulja
Slika 10. HVSR krivulja za lokaciju u Vrlici
Više o samom provođenju i opisu mjerenja se može pročitati na blogu projekta.
Literatura:
Foti, S., Hollender, F., Garofalo, F., Albarello, D., Asten, M., Bard, P.Y., Comina, C., Cornou, C., Cox, B., Di Giulio, G. and Forbriger, T. (2018) ‘Guidelines for the good practice of surface wave analysis: a product of the InterPACIFIC project’, Bulletin of Earthquake Engineering, 16(6), pp. 2367–2420. https://doi.org/10.1007/s10518-017-0206-7.
Nakamura, Y. (1989) ‘A method for dynamic characteristics estimation of subsurface using microtremor on the ground surface’, Railway Technical Research Institute, Quarterly Reports, 30(1).
Stanko, D. and Markušić, S. (2020) ‘An empirical relationship between resonance frequency, bedrock depth and VS30 for Croatia based on HVSR forward modelling’, Natural Hazards, 103(3), pp. 3715–3743. https://doi.org/10.1007/s11069-020-04152-z.
Xia, J., Miller, R.D. and Park, C.B. (1999) ‘Estimation of near‐surface shear‐wave velocity by inversion of Rayleigh waves’, GEOPHYSICS, 64(3), pp. 691–700. https://doi.org/10.1190/1.1444578.
Geološka determinacija jezgara bušotina s lokacija bušotinskih akcelerografskih sustava u Imotskom, Sinju i Vrlici
Nakon postupka odabira bušotinskih lokacija za potrebe instalacije bušotinskih akcelerografskih sustava, koji se temeljio na rezultatima terenske prospekcije i geofizičkih istraživanja, obavljeno je bušenje. U periodu od 25. rujna do 6. listopada 2023. godine, dr. sc. Tvrtko Korbar, suradnik Komponente 2 CRONOS projekta obavio je geološku determinaciju jezgara geotehničkih bušotina u Imotskom, Sinju i Vrlici, kako slijedi:
1. Imotski
Najgornji površinski sloj debljine do 1 m je recentno tlo, a čini ga slabo zbijeni silt. Nakon toga, do dubine od 10-ak metara probušeni su većinom rastresiti šljunci i pijesci, uz pojedine horizonte bogatije siltom. Dublje, sve do dna bušotine (40 m), nalazi se svjetlo-sivi slabo konsolidirani silt, s povećanim udjelom gline prema dnu bušotine. Kroz cijelu jezgru dominira karbonatni materijal. Pretpostavljena je kvartarna starost svih navedenih naslaga.
Slika 1. Jezgra bušotine u Imotskom duljine 40 m.
2. Sinj
Vršni 2 m debeli sloj je pretežito rahli silt. Dublje se nalazi siltozna glina, smeđa u gornjem dijelu, a svijetlosiva do tamnosiva, čak i crna (bituminozna) u donjem, gdje je probušen proslojak treseta. Na 23,5 m nalazi se pola metra debeo sloj slabo cementiranog vapnenca s ljušturicama mekušaca. Pri samom dnu bušotine (25 m) nalazi se siva siltozna zbijena glina. Sve determinirane naslage vjerojatno su kvartarne starosti, dok naslage pri dnu bušotine moguće pripadaju vršnom neogenu. Slojevi su horizontalni.
Slika 2. Jezgra bušotine u Sinju ukupne duljine 25 m.
3. Vrlika
Najgornji metar čini recentno tlo u obliku zbijene smeđe zemlje s uglavnom sitnim kršjem karbonatne stijene (potencijalno antropogeno). Do 14 m nalazimo naslage crvenkasto do žućkasto-smeđe zbijene siltozne gline, koja je kvartarne starosti. Sve do dna bušotine (17 m) nalazi se sivi deformirani gips, s fragmentima i/ili ispunama sivih siltoznih glina. Gips s primjesama je permo-trijaske starosti i čini temeljnu stijenu na ovoj lokaciji, kao i u većem dijelu Vrličkog polja.
Slika 3. Jezgra bušotine u Vrlici ukupne duljine 17 m.
Seizmička mikrozonacija Sinja
Seizmička mikrozonacija je određivanje karakteristika lokalnog tla koje pokazuju procjenu koliko će trešnja tla biti snažna, odnosno „amplificirana“ ovisno o dijelovima nekog područja. Prikazuje se kao skup karata. Na području garda Sinja napravljen je niz geofizičkih mjerenja metodom MASW-a. Rezultati geofizičkih mjerenja omogućuju karakterizaciju tla prema Vs30 klasifikaciji tla opisanoj u normi Eurokod 8. Napravljena su i mjerenja mikroseizmičkog nemira analiziranih metodom HVSR-a za procjenu vlastite frekvencije lokalnog tla i dubine osnovne stijene.
Na području grada Sinja izvedene su mikrozonacijske karte (preliminarne) za Vs30 klasifikaciju lokalnog tla na temelju Eurokoda 8, te karte osnovnih frekvencija f0 i dubine do osnovne stijene H800 (sloj tla kada brzina transverzalnih valova premašuje Vs>800 m/s). Na temelju tih parametera, izvedena je i karta procjene amplifikacije za potres magnitude M6.2, epicentralne udaljenosti 50 km. Mikrozonacijske karte jasno ocrtavaju područja sklona većojamplifikaciji seizmičkih valova, pogotovo u dijelovima grada koji se nalaze na aluvijalnim i proluvijalnim naslagama.