Ambient seismic noise tomography to build up a 3D shear-wave velocity model

• Martín Cárdenas-Soto ^[1] ; José Piña-Flores ^[1] ; David Escobedo-Zenil ^[1] ; Jesús Sánchez-González ^[1] ; José Antonio Martínez-González ^[1]
  1. [1] Universidad Nacional Autónoma de México

     Universidad Nacional Autónoma de México

     México

     
• Localización: Ingeniería, investigación y tecnología, ISSN 1405-7743, ISSN-e 2594-0732, Vol. 22, Nº. 2, 2021
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Tomografía sísmica de ruido ambiental para construir un modelo 3D de velocidad de onda de corte
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  • Texto completo
• Resumen
  • español

    A fin de explorar la utilidad del método de tomografía de interferometría de ruido sísmico ambiental para la caracterización de la estructura superficial del subsuelo, en este estudio aplicamos dicho método para contribuir a la toma de decisiones geotécnicas en la construcción de un edificio escolar. Para ello, utilizamos un arreglo rectangular (36 x 56 m) de 48 geófonos verticales con una respuesta en frecuencia de 4.5 Hz. A partir de la correlación cruzada del ruido sísmico, obtenemos tomografías de tiempo de viaje de la propagación de ondas superficiales tipo Rayleigh. Construimos un modelo final 3D de Vs utilizando modelos 1D generados de la inversión de las curvas de dispersión extraídas de los resultados de tomografía en diferentes frecuencias. El modelo 3D muestra una excelente resolución (vertical y lateral), lo cual nos permite identificar contrastes críticos de velocidad entre 2 y 15 m de profundidad. En profunidades mayores de 15 m, Vs tiene valores cercanos a 900 m/s, sin embargo, observamos una anomalía de baja velocidad asociada a un tubo de lava o fractura que parece continuar bajo el edificio adyacente.

  • English

    To explore the usefulness of the ambient seismic noise tomography method for characterizing the subsoil surface structure, in this study, we apply this method to contribute to geotechnical decision-making in the construction of a school building. We used a rectangular array (36 x 56 m) of 48-4.5 Hz vertical geophones and produce surface wave tomographies from the travel times of Rayleigh waves extracted by cross-correlation of seismic noise. We determined a final 3D Vs model using 1D models derived from the inversion of dispersion curves obtained from the tomography maps for different frequencies. The 3D model shows an excellent resolution (vertical and lateral); we observe critical velocity contrasts in the range of 2 to 15 m deep. At depths higher than 15 m, the velocity has values close to 900 m/s; however, we observe a low-velocity anomaly associated with a lava tube or crack that seems to continue under an adjacent building.