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Shear wave velocity profile and VS30 values in Ponce using a hierarchical trans-dimensional Bayesian inversion of spatial autocorrelation (SPAC) data
Herazo Ramírez, Melissa Z.
Herazo Ramírez, Melissa Z.
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Abstract
Accurate estimation of seismic design loads is crucial for maintaining structural integrity, enhancing user safety, and protecting assets from earthquakes. Consequently, researching site effects has been a longstanding focus within the field. One of the parameters for soil characterization is the average shear-wave velocity in the top 30 meters of ground (Vs30), which can be measured using both invasive and non-invasive methods.
The Spatial Autocorrelation method (SPAC) falls under the category of non-invasive methods, causing minimal disturbance to the near-surface medium. This makes it potentially less costly and suitable for use in densely populated areas. A Hierarchical Transdimensional Bayesian Method was applied to the coherency curves obtained from the SPAC analysis. Data were recorded from 13 locations, primarily in Ponce, PR, using circular arrays with minimum radii of 3.9, 11.8, and 30 meters. After obtaining the Vs30 parameter, it was found that most locations fall under D classification soil. The soil classifications obtained at 3 sites using the Multichannel Analysis of Surface Waves (MASW) and Reflection/Refraction method were consistent with these findings.
La estimaci´on precisa de las cargas de dise˜no s´ısmico es crucial para mantener la integridad estructural, mejorar la seguridad de los usuarios y proteger el patrimonio en caso de la ocurrencia de un terremoto. En consecuencia, la investigaci´on de los efectos de sitio han sido un foco de estudio durante largo tiempo. Uno de los par´ametros para la caracterizaci´on del suelo es la velocidad promedio de las ondas cortantes en los primeros 30 metros de terreno (Vs30), la cual se puede medir utilizando m´etodos invasivos y no invasivos. El m´etodo de Autocorrelaci´on Espacial (SPAC) se encuentra dentro de la categor´ıa de m´etodos no invasivos, causando una perturbaci´on m´ınima en la superficie. Esto lo hace potencialmente menos costoso y adecuado para su uso en ´areas densamente pobladas. Se aplic´o un M´etodo Bayesiano Jer´arquico Transdimensional a las curvas de coherencia obtenidas del an´alisis SPAC. Los datos fueron registrados en 13 ubicaciones, principalmente en Ponce, PR, utilizando configuraciones circulares con radios m´ınimos de 3.9, 11.8 y 30 metros. Despu´es de obtener el par´ametro Vs30 para los lugares estudiados, se encontr´o que la mayor´ıa de las ubicaciones caen bajo la clasificaci´on de suelo tipo D. Las clasificaciones de suelo obtenidas en 3 sitios utilizando el An´alisis Multicanal de Ondas Superficiales (MASW) y el m´etodo de Reflexi´on/Reflexi´on fueron consistentes con estos resultados.
La estimaci´on precisa de las cargas de dise˜no s´ısmico es crucial para mantener la integridad estructural, mejorar la seguridad de los usuarios y proteger el patrimonio en caso de la ocurrencia de un terremoto. En consecuencia, la investigaci´on de los efectos de sitio han sido un foco de estudio durante largo tiempo. Uno de los par´ametros para la caracterizaci´on del suelo es la velocidad promedio de las ondas cortantes en los primeros 30 metros de terreno (Vs30), la cual se puede medir utilizando m´etodos invasivos y no invasivos. El m´etodo de Autocorrelaci´on Espacial (SPAC) se encuentra dentro de la categor´ıa de m´etodos no invasivos, causando una perturbaci´on m´ınima en la superficie. Esto lo hace potencialmente menos costoso y adecuado para su uso en ´areas densamente pobladas. Se aplic´o un M´etodo Bayesiano Jer´arquico Transdimensional a las curvas de coherencia obtenidas del an´alisis SPAC. Los datos fueron registrados en 13 ubicaciones, principalmente en Ponce, PR, utilizando configuraciones circulares con radios m´ınimos de 3.9, 11.8 y 30 metros. Despu´es de obtener el par´ametro Vs30 para los lugares estudiados, se encontr´o que la mayor´ıa de las ubicaciones caen bajo la clasificaci´on de suelo tipo D. Las clasificaciones de suelo obtenidas en 3 sitios utilizando el An´alisis Multicanal de Ondas Superficiales (MASW) y el m´etodo de Reflexi´on/Reflexi´on fueron consistentes con estos resultados.
Description
Date
2025-07-04
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Keywords
Ambient noise, SPAC