El método ReMi es un método de onda de superficie sísmica (similar a los métodos SASW y MASW) que utiliza ruido ambiental y ondas de superficie para generar un perfil de velocidad de onda de corte vertical (Sv) detallado a profundidades de hasta 100 metros. Antes de 1999, se obtuvieron perfiles de onda de corte sísmico utilizando refracción de onda de corte, cone penetrometer o técnicas de fondo de pozo. En el caso de las técnicas de refracción sísmica, podría ocurrir una capa oculta o una capa de baja velocidad, lo que daría lugar a una falsa interpretación de las velocidades de cizalla y las profundidades asociadas. En el caso de la prueba con el cone penetrometer, el equipo puede encontrar rechazo en gravas y guijarros, morrenas o roca madre competente, lo que da como resultado un perfil vertical incompleto. Las técnicas de fondo de pozo tienden a ser más confiables, pero pueden ser más costosas, ya que las perforaciones o pozos deben perforarse según las especificaciones antes de la adquisición de los datos sísmicos. La técnica ReMi proporciona una forma no invasiva de obtener un perfil vertical de la onda cortante y, a diferencia de los métodos de perforación, esta técnica proporciona una muestra de ondas de corte en un mayor volumen del material, lo que permite promediar una columna de velocidad de onda de corte más representativa sobre la longitud de la matriz sísmica.
[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row][vc_row type=”in_container” full_screen_row_position=”middle” scene_position=”center” text_color=”dark” text_align=”left” overlay_strength=”0.3″][vc_column column_padding=”no-extra-padding” column_padding_position=”all” background_color_opacity=”1″ background_hover_color_opacity=”1″ column_shadow=”none” width=”1/1″ tablet_text_alignment=”default” phone_text_alignment=”default” column_border_width=”none” column_border_style=”solid”][image_with_animation image_url=”47616″ alignment=”center” animation=”Fade In” box_shadow=”none” max_width=”100%”][vc_column_text]Ejemplo de adquisición en campo con Remi
[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row][vc_row type=”in_container” full_screen_row_position=”middle” scene_position=”center” text_color=”dark” text_align=”left” overlay_strength=”0.3″][vc_column column_padding=”no-extra-padding” column_padding_position=”all” background_color_opacity=”1″ background_hover_color_opacity=”1″ column_shadow=”none” width=”1/1″ tablet_text_alignment=”default” phone_text_alignment=”default” column_border_width=”none” column_border_style=”solid”][vc_column_text]A diferencia de la refracción de onda de corte, el método ReMi es capaz de detectar capas delgadas e inversiones de velocidad, y como tal es altamente confiable y se usa comúnmente para medir Vs30 para determinar el movimiento del terreno en el diseño del terremoto. ReMi también se puede usar en cualquier sitio para medir la variación lateral de la velocidad de la onda de corte en materiales cercanos a la superficie. El método ReMi es ideal para el perfil de onda de corte en entornos urbanos donde la refracción sísmica está impedida debido a la gran cantidad de ruido ambiental; además, el método ReMi también es muy útil para la delineación estratigráfica en entornos geológicos complejos donde incluso la refracción de onda de corte fracasa. La técnica de refracción microtremor (ReMi), junto con los métodos SASW y MASW, tiene ventajas significativas sobre los métodos tradicionales de fondo de pozo para el perfil de velocidad de onda de corte. Al igual que los métodos SASW y MASW, la técnica ReMi aprovecha la naturaleza dispersiva de las ondas de superficie de Rayleigh, lo que hace que a diferentes frecuencias el tren de ondas viaje a diferentes velocidades. En un suelo estratificada, esto hace que las frecuencias más altas viajen a pocas profundas y típicamente a velocidades más bajas, y a frecuencias más bajas puede viajar a mayores profundidades y sus velocidades típicamente son más altas. Debido a que la onda de Rayleigh está acoplada al sistema P-Sv (componente vertical de la onda de corte), la velocidad de onda de corte dada en una estructura da lugar a una curva de dispersión única (curva que combina una frecuencia con la velocidad de fase de onda de Rayleigh).
A diferencia de los métodos SASW y MASW, las características distintivas de la técnica ReMi son:
1) Utiliza una matriz lineal que no requiere disparos en CMP
2) Se basa principalmente en el ruido ambiental para generar las ondas Rayleigh. Louie (2001) ha demostrado que no se necesita una matriz bidimensional para medir la curva de dispersión de las ondas de Rayleigh porque la velocidad de fase mínima se correlaciona con las ondas que viajan en paralelo a la matriz.
Para obtener la curva de dispersión ReMi de las ondas de superficie de Rayleigh, se establece una matriz lineal de geófonos múltiples (generalmente 24) equiespaciados y conectados a un sismógrafo. La longitud de la matriz depende de la profundidad de la investigación; para obtener información a 30 metros (100 pies), se requiere generalmente una longitud de 300 pies o más; una vez que se establece la matriz lineal, Spectrum registra ruido tanto ambiental como de fuente activa (registros de duración más corta para información superficial y registros de duración más larga para obtener información más detallada). Estos registros de ruido se procesan utilizando el software SeMopt® ReMi ™. Primero, se aplica una transformación de campo de onda de frecuencia de lentitud a cada uno de los registros de ruido, produciendo una imagen espectral, donde el espectro se normaliza como la relación del espectro de potencia a una frecuencia y lentitud particulares (velocidad inversa) sobre el valor promedio para todos los valores de lentitud en esa frecuencia. Una vez que se genera esta imagen, la curva de dispersión de modo fundamental de la onda de Rayleigh se selecciona la velocidad de fase mínima de la envolvente de la energía de la onda de Rayleigh, que se ha correlacionado con las ondas que viajan paralelas a la matriz. Luego se usa un proceso iterativo de modelado directo para generar un perfil de profundidad de velocidad de onda de corte óptimo que daría lugar a la curva de dispersión seleccionada. Para minimizar las ambigüedades, Spectrum prefiere restringir el modelo de onda de corte con datos geológicos y de refracción conocidos para el área. El producto final de la técnica ReMi es una columna unidimensional de variación de la velocidad de la onda de corte para cada línea sísmica establecida en un sitio.
El método ReMi es útil para determinar:
- Respuesta sísmica específica del sitio.
- Potencial de licuefacción.
- Compactación del suelo.
- Geología subsuperficial.
- Mapeo del subsuelo y estimación de la fuerza de material subsuperficial.
- Complementando el análisis de refracción sísmica en áreas caracterizado por reversiones de velocidad cerca de la superficie
- Encontrar características culturales enterradas, como vertederos y rellenar el material en estructuras sumergidas
- Determinación de la clasificación del suelo para proyectos en alta mar
Ejemplo del análisis en REMI
Validez del método de Refracción de microtremores (ReMi)para determinar velocidades de onda de corte para diferentes tipos de suelo en Egipto.
El método de Refracción Microtremores (ReMi) está siendo utilizado en todo el mundo por la comunidad de geotécnicos y geofísicos para determinar las velocidades de la onda de corte. Esto se debe a que es más rápido, menos costoso y preciso la determinación de las velocidades de la onda de corte, en comparación con otros métodos utilizados. A diferencia del punto de cruce estándar y técnicas de fondo de pozo, ReMi no requiere ninguna perforación. Elimina el problema de la fuente de onda de corte y sitio tranquilo que son requisitos previos para buenas encuestas de refracción sísmica.
Entorno Geológico del área de estudio
El área de estudio se encuentra en la parte norte de Egipto. Los estudios de ReMi se realizaron en ocho sitios localizados entre las longitudes 29 ° 30 ‘y 33 ° E y las latitudes 29 ° y 32 ° N. La zona está unida al este por el Golfo de Suez, desde el norte con el mar Mediterráneo. El río Nilo juega un papel importante en la formación y evolución de los depósitos aluviales que rodean el Valle de Nilo. La estructura del suelo ha evolucionado en base a la interacción entre la cuenca del Nilo, el mar Mediterráneo y Golfo de Suez. El agua subterránea existe en todos los sitios excepto en Mokattam, que se encuentra en un área relativamente alta.
[/vc_column_text][image_with_animation image_url=”47615″ alignment=”center” animation=”Fade In” box_shadow=”none” max_width=”100%”][vc_column_text]Mapa geológico para el norte de Egipto que muestra el 8 lugares de prueba ReMi, 1-Damietta, 2-Sidi Krir, 3-Mahmoudia,4-Nubaria, 5-EL Tebbin, 6-Alexandria, 7-Mokattam y 8-Beni Suef
Procesamiento de datos ReMi
El procesamiento ReMi implica tres pasos:Análisis del espectro de la velocidad, Dispersión de velocidad de fase Rayleigh Picking, y Modelado de Velocidad de Onda de corte.
- Análisis Espectral de Velocidad
La base del análisis espectral de velocidad es el p-tau transformación, o “slantstack”, descrito por Thorsony Claerbout (1985). Esta transformación toma una sección de registro de sismogramas múltiples, con sismograma de amplitudes relativas a la distancia y el tiempo (x-t), y lo convierte en amplitudes relativas al parámetro del rayo (el inverso de la velocidad aparente) y un tiempo de interceptación tau. Es familiar para los analistas de matriz como ” formar rayos ” y tiene objetivos similares a un espectro de Fourier bidimensional o el análisis ” F-K ” según lo descrito por Horike (1985). Clayton y McMechan (1981) y Fuis et al. (1984) utilizaron la transformación p-tau como una inicial paso en el análisis de la velocidad de refracción de la onda P. McMechan y Yedlin (1981) desarrollaron la técnica el P-f (La “p” significa lentitud o inversa de velocidad y “f” significa frecuencia. Trazado de dispersión curva en el dominio “P-f” permite la onda Rayleigh fases para ser separado de otras llegadas) y lo probó contra ondas de superficie sintéticas y reverberaciones vistas en registros sísmicos multicanal de fuente controlada. Parque et al. (1998) aplicaron la técnica P-f a REGISTROS MASW. Todas las fases en el registro están presentes en la imagen resultante (P-f) que muestra la potencia en cada combinación de lentitud y frecuencia de fase. Las fases dispersivas muestran la curva distinta de la normal modos en capas superficiales de baja velocidad: inclinado hacia abajo desde altas velocidades de fase (baja lentitud) a bajas frecuencias,para bajar las velocidades de fase (alta lentitud) a frecuencias más altas.
- Selección (Picking) de Dispersión de velocidad de fase de Rayleigh.
Este análisis agrega solo un cálculo de relación de potencia espectral a la técnica de McMechan y Yedlin (1981), para la normalización espectral de los registros de ruido. La habilidad para recoger e interpretar las curvas de dispersión directamente desde el P-f. Las imágenes de la relación espectral son paralelas a los controles de coherencia en la técnica SASW y el criterio de potencia en la Técnica MASW . Selección de velocidades de fase en las frecuencias donde ocurre una pendiente o un pico en relación espectral localiza claramente la curva de dispersión. Las selecciones no son hecho en frecuencias sin un pico definido en la relación espectral, a menudo por debajo de 4 Hz y por encima de 14 Hz, donde un identificador onda superficial dispersiva no aparece. A menudo,la imagen P-f muestra directamente la velocidad promedio a 30 metros de profundidad, desde la velocidad de fase de un pico fuerte relación que aparece a 4 Hz, para sitios blandos, o más cerca de 8 Hz,en sitios más difíciles.
- Modelado de Velocidad de Onda de corte.
El método de refracción de microtremores avanza de forma interactiva y modela los datos de dispersión en modo normal recogidos de las imágenes P-f con un código adaptado de Saito (1979, 1988) y en 1992 por Zneg y Anderson (1995). Este código produce resultados idénticos a los de los códigos de modelado directo utilizados por Iwata et al. (1998), y por Xia et al. (1999) [18] dentro de su procedimiento de inversión el modelado itera sobre la velocidad de fase en cada período (o frecuencia), informa cuando se tiene una solución que no se encuentra dentro de los parámetros de iteración, y puede generar reversiones de velocidad con un modelo de profundidad.
Adquisición de los datos ReMi
Los datos de ReMi se recogieron utilizando equipos de refracción estándar que emplean 12, 24 o 48 canales. En el cual se usaron oceanográficos profundos de ruido y ruido ambiental, incluida la energía de generadores de energía, generadores de pilotes y tráfico. Los datos se procesaron utilizando el software SeMopt® ReMi ™ (© Optim, Inc.) para revelar las ondas de corte unidimensionales de estructuras de velocidad debajo de las matrices. La adquisición se llevó a cabo en localidades importantes de Egipto como son: Damietta, Sidi Krir, Mahmoudia, Nubaria, El Tebbin y Alexandria.
[/vc_column_text][image_with_animation image_url=”47608″ alignment=”center” animation=”Fade In” box_shadow=”none” max_width=”100%”][vc_column_text]Imagen de adquisición de datos para la prueba ReMi
utilizando el sismógrafo Geometrics ES-3000 de 12 canales.
Fuente Sísmica Onda-S de Ballard, perforadora, mejorada.
Para el análisis de los datos se utilizó el software Reflex 2010 y SeisImager para interpretar
los datos de fondo de pozo. Diferentes filtros y los pasos de procesamiento se aplicaron a los datos para una mejor visualización de los tiempos de llegada. Las llegadas de ondas S inversas se superpusieron para obtener con precisión el tiempo de llegada de la onda S.
Ejemplo de curva de dispersión y picos correspondientes Obtenido
para el sitio de Damietta.
Las limitaciones de ReMi son el resultado de la adquisición de parámetros y contenido de frecuencia del ruido que se está grabando. La profundidad máxima de resolución es la longitud del perfil, con resolución decreciente en profundidad. La capa más delgada que se puede visualizar es una función del geófono espaciado y frecuencia máxima de los datos grabados. El espaciado de geófonos más pequeño y las frecuencias más altas ayudan a observar capas más delgadas en el subsuelo. Frecuencias más bajas proporcionan resolución en profundidad. Ruido ambiental en sí mismo puede carecer de altas frecuencias y, por lo tanto, una fuente activa (p. golpes de martillo) se puede utilizar el aumento de la alta frecuencia contenido de los datos grabados. Se Modelaron las selecciones de dispersión por modelado directo progresivo. Se comenzó usando cualquier cantidad de capas y se fue ajustando a la dispersión agregando más capas, cambiando la velocidad de cada capa y variando la profundidad de las capas. El modelado se logró primero comenzando con tres capas y ajustando las selecciones de dispersión de alta frecuencia que controlan las velocidades superficiales.
Los datos que se obtuvieron fueron modelados a ciegas sin usar restricciones de datos de perforación o registro. Sin embargo, cuando se comparan ambos datos encontramos que la velocidad de la onda S dada por ReMi en perfiles como las abergas de los datos de la onda S dada por ambos datos de fondo de pozo. Se investigaron ocho sitios diferentes con diferentes suelos para mostrar la validez de la prueba ReMi microtremores en Egipto, Damietta, Sidi Krir, Mahmoudia, Nubaria, EL Tebbin, Alexanderia, Mokattam y Beni Suef. Se obtuvo como resultado que casi todos los tipos de suelo son suelos sedimentarios, que varían entre suelo débil (arcilla suave en Damietta) en roca dura (piedra caliza en Mokattam). se tomaron registros en cada sitio usando 48 canales o 12 canales de los sismógrafos de Geometrics, en al menos 400 segundos de microtremores, de 14 Hz normal, los geófonos fueron utilizados en todas las pruebas. Casi todos los sitios fueron encontrados muy ruidosos de grandes máquinas como turbinas eléctricas (centrales eléctricas), actividades de construcción (cargador y martillos) o grandes tornos para cargar y descargar (Puerto de Damietta).
[/vc_column_text][vc_column_text][/vc_column_text][image_with_animation image_url=”47613″ alignment=”center” animation=”Fade In” box_shadow=”none” max_width=”100%”][vc_column_text]
Ejemplo de comparación entre las velocidades de onda de corte obtenidas
de ReMi y pruebas de fondo para el sitio EL Tebbin.
[/vc_column_text][/vc_column][/vc_row][vc_row type=”in_container” full_screen_row_position=”middle” scene_position=”center” text_color=”dark” text_align=”left” overlay_strength=”0.3″][vc_column column_padding=”no-extra-padding” column_padding_position=”all” background_color_opacity=”1″ background_hover_color_opacity=”1″ column_shadow=”none” width=”1/1″ tablet_text_alignment=”default” phone_text_alignment=”default” column_border_width=”none” column_border_style=”solid”][image_with_animation image_url=”47612″ alignment=”center” animation=”Fade In” box_shadow=”none” max_width=”100%”][vc_column_text]Ejemplo de comparación entre las velocidades de las ondas de corte Obtenido
de ReMi y pruebas de fondo para el sitio Damietta.
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