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Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Pós-Graduação em Geociências Aplicadas, 2021. Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). O objetivo principal deste trabalho é utilizar a Tomografia Sísmica de Múltiplas Frequências com Ondas S para obter imagens, com maior resolução espacial, das anomalias de velocidade presentes na litosfera e no manto sublitosférico sob o Brasil, abrangendo regiões que ainda não foram estudadas por esse método. Para fins de controle de qualidade dos dados sismológicos, foi utilizada a Análise do Movimento de Partícula de Ondas P telessísmicas para identificar estações com erros de orientação que pudessem, em última instância, afetar o cálculo dos resíduos relativos necessários à inversão tomográfica. Foram estimados os erros de orientação de 156 sismômetros, dos quais 17 possuíam erros absolutos maiores que 10o. Somente para a estação BOAV (sub-rede BR-UnB) foi estimado um erro de orientação maior de ±90o (+177,5o). Essa análise também permitiu a identificação da origem dos erros de orientação. Com exceção de BOAV, instalada com as componentes Norte-Sul invertidas, os erros de orientação foram ocasionados principalmente pela declinação incorreta na bússola. Com o intuito de verificar a influência da geologia nos valores de desvio azimutal, foram realizados testes estatísticos comparando grupos de estações instaladas em dois tipos de ambientes geológicos. Os resultados indicaram que as estações localizadas em regiões de Embasamento Pré-Cambriano tendem a gerar valores de desvio azimutal mais acurados em relação às que estão em Coberturas Fanerozoicas. Após a correção de orientação, realizada a partir dos erros estimados, os dados passaram por um procedimento de correlação cruzada para obter os resíduos de tempo que, posteriormente, foram utilizados na inversão tomográfica. Esta, por sua vez, gerou os mapas e perfis de anomalias de velocidade de Ondas S em diversas profundidades, com resolução significativamente melhor do que os modelos encontrados na literatura, sobretudo se comparados com trabalhos que utilizaram como base a Teoria Geométrica do Raio. Esses resultados permitiram aprimorar o conhecimento atual e levantar discussões a respeito de diversos aspectos das anomalias de velocidade observadas e sua interpretação dentro do contexto de cada Província Estrutural brasileira. A partir dos mapas e perfis, foi possível identificar anomalias de alta velocidade relacionadas aos blocos cratônicos da Bacia do Paraná (Bloco Paranapanema), do Cráton Amazônico, do Cráton São Francisco e da Bacia do Parnaíba (Cráton São Luís). Já as anomalias de baixa velocidade estão relacionadas a zonas de sutura e de afinamento litosférico. A sismicidade registrada na Província Tocantins também segue os contornos das anomalias de baixa velocidade nessa região, que pode ser consequência da existência de zonas de fraqueza decorrentes do afinamento litosférico com ascensão da astenosfera mais quente. Tal afinamento faz com que os esforços compressivos que atuam na Placa Sul-Americana se concentrem na crosta, gerando falhas ou reativando falhas antigas. The main objective of this work is to use S-wave Multiple Frequency Seismic Tomography to obtain images, with higher spatial resolution, of the velocity anomalies in the lithosphere and in the sublithospheric mantle under Brazil, covering regions that have not yet been studied by this method. For the purposes of quality control of seismological data, P-wave Particle Motion Analysis was used to identify stations with orientation errors that could, ultimately, affect the computation of the relative time residuals necessary for the tomographic inversion. The orientation errors of 156 seismometers were estimated, of which 17 had absolute errors greater than 10o. Only for the BOAV station (subnet BR-UnB) an orientation error greater than ±90o (+177.5°) was estimated. This analysis also allowed the identification of the cause of orientation errors. With the exception of BOAV, installed with the North- South components inverted, orientation errors were mainly caused by incorrect compass declination. In order to verify the influence of geology on the azimuthal deviation values, statistical tests were performed comparing groups of stations installed in two types of geological environments. The results indicated that the stations located in Pre-Cambrian Basement tend to generate more accurate azimuthal deviation values compared to those located in Phanerozoic Covers. After correcting the orientation, based on the estimated errors, the data was cross- correlated to obtain the time residuals that were later used in the tomographic inversion. This, in turn, generated the maps and profiles of S-wave velocity anomalies at different depths, with significantly better resolution than the models found in the literature, especially when compared with works that used the Geometric Ray Theory as a basis. These results allowed to improve the current knowledge and raise discussions about several aspects of the observed velocity anomalies and their interpretation within the context of each Brazilian Structural Province. From the maps and profiles, it was possible to identify high-velocity anomalies related to the cratonic blocks of the Paraná Basin (Paranapanema Block), the Amazonian Craton, the São Francisco Craton and the Parnaíba Basin (São Luís Craton). Low-velocity anomalies, on the other hand, are related to suture and lithospheric thinning zones. The seismicity recorded in the Tocantins Province also follows the contours of low-velocity anomalies in this region, which may be a consequence of the existence of weakness zones resulting from the lithospheric thinning with the rise of the warmer asthenosphere. Such thinning makes the compressive stress that acts on the South American Plate concentrate on the crust, generating faults or reactivating old ones.

Para garantizar la seguridad en el diseño de estructuras geotécnicas que serán sometidas tanto a acciones mecánicas como dinámicas, el módulo de corte ha sido calculado y normalizado mediante modelos constitutivos, teniendo en cuenta factores como el confinamiento (p’) y la relación de vacíos (e). Por otro lado, la rigidez del suelo también se ha visto afectada por la anisotropía de esfuerzos (η’), la cual algunas veces ha sido omitida en las rutinas de ensayos a causa de que su medición ha sido un poco difícil. Análogamente, la evaluación de la velocidad correspondiente a las ondas de corte (S) y las ondas compresionales (P) han sido claves en el análisis de las propiedades elásticas del suelo. Por esta razón, la metodología Bender Element/ Extender Element (BE/EE), entre los ensayos dinámicos de laboratorio, ha sido uno de los más implementados para evaluar las ondas mencionadas. De acuerdo a lo anterior esta investigación tuvo como objetivo, evaluar las velocidades de ondas en un suelo sometido a diferentes niveles de anisotropía de esfuerzos, para determinar el módulo de Young (E), el módulo de corte (G) y el módulo de Bulk (K) con base en la metodología BE/EE. IMP-ING-2932 de la Vicerrectoría de Investigaciones de la UMNG Assuring the safety in the design of geotechnical structures that will be subjected to both mechanical and dynamic actions, the shear module has been calculated and normalised by constituent models, taking into account factors as confinement (p') and the void ratio (e). On the other hand, soil stiffness has also been affected by stress anisotropy (η'), which has sometimes been omitted from the test routines because its measurement has been a bit difficult. Furthermore, the evaluation of velocity both shear waves (S) and compressive waves (P) have been key in the analysis of soil's elastic properties. For this reason, the Bender Element/ Extender Element (BE/EE) method, among dynamic laboratory tests, has been one of the most applied to evaluate the waves mentioned.According to the above, the aim of this research was to evaluate the wave velocities in a soil subjected to different levels stress anisotropy, determining the Young module (E), shear module (G) and the Bulk module (K) based on the BE/EE methodology. Pregrado

Tese de mestrado, Ciências Geofísicas (Geofísica Interna), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2016 Submitted by Teresa Boa (tdboa@fc.ul.pt) on 2016-09-13T14:12:30Z No. of bitstreams: 1 ulfc118673_tm_Joana_Santos.pdf: 6312996 bytes, checksum: 5ab64b9b710c9a7ff1be4303551a6701 (MD5) Made available in DSpace on 2016-09-13T14:12:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ulfc118673_tm_Joana_Santos.pdf: 6312996 bytes, checksum: 5ab64b9b710c9a7ff1be4303551a6701 (MD5) Previous issue date: 2016

A partir de una selección de aproximadamente 400 sismos con profundidades focales entre 0 y 300 km y distancias epicentrales de hasta 400 km se realiza un estudio comparativo de atenuación sísmica en el intervalo 1-12 Hz en la región limitada por 26.5°S - 35.5°S y 63.5°W - 74°W. Utilizando el método del Ensanchamiento del Primer Pulso para ondas P, el método de Normalización de la Coda para ondas S y el modelo de Back-scattering Simple para ondas coda se determinan valores del factor de calidad Qp, Qd y Qc respectivamente. Se presenta una separación preliminar de la atenuación intrínseca (Q.) y de scattering (Q) a partir de los valores obtenidos de Qd y Qc Ajustando una ley de potencia, Q=Qofn, a los valores promedio de Qc se obtienen 22 < Qo < l06,0.9 < /? < l .4 para profundidades focales de hasta 50 km y 33 < ¡2o < 167, 0.7 < n < 1.2 para focos por debajo de 50 km, variando según el lapso de tiempo de coda analizado. El valor medio de Qd depende claramente de la profundidad focal y la frecuencia, con Qo igual a 90 o 160 para focos superficiales o intermedios respectivamente y un n cercano a 0.7 en ambos casos. La relación Q^/Qf varía entre 0.6 y 1.9 en las frecuencias centrales del intervalo estudiado. Los resultados obtenidos indican que la Región de Nuevo Cuyo tiene una atenuación sísmica mayor a la determinada por estudios previos, corroborando que debido a su intensa actividad tectónica, se incluye entre las zonas de alta peligrosidad sísmica del mundo., From a selection of about 400 earthquakes with focal depths between 0 and 300 km and up to 400 km of epicentral distance, a comparative attenuation study is performed for frequencies between 1 and 12 Hz in the region that extends from 26.5° S to 35.5° S and from 63.5° W to 74° W. Applying the Broadening of the First Pulse method for P-waves, Coda Normalization method for S-waves and Single Back-Scattering model for coda-waves, quality factors Qp, Qd and Qc are obtained respectively. A preliminary separation of intrinsic (Q) and scattering (Qs) attenuation is presented from Qd and Qc values. Fitting a powerlaw, Q=Qofn, to, Material digitalizado en SEDICI gracias a la colaboración de la Facultad de Ciencias Astronómicas y Geofísicas (UNLP)., Asociación Argentina de Geofísicos y Geodestas

The multicomponent (3C) seismic method is an emerging technology, which allows recording the complete wave field, including converted (PS) waves. Methods to obtain information about fractured rocks have been developed from these data since anisotropy, an effect of parallel fracture trains, generates birefringence of PS waves. We present here an application of this technology to data from an experimental seismic survey from a setting of NE Colombia. The geological characteristics of this setting were challenging for the current processing methods. A 3C seismic line following geological strike and another one following dip were processed. Coherent noise statics correction and velocity analysis required an iterative approach. The presence of polar anisotropy related to stratification, was taken into account for stacking. This approach greatly improved the resulting section, verifying its suitability. Three seismic sections, each one corresponding to a component, were obtained for the strike line. An azimuthal anisotropy analysis was carried out on them. Significant results were found, that might imply the presence of natural fracturing directions. This result requires to be tested with complementary geological information. About the dip line processing, the method applied appear unsatisfactory. There were identified shortcomings of processing related to dipping strata and complex structures, which became worse by the noisy data. More advanced processing methods would be required in this case. El método sísmico multicomponente (3C) es una tecnología emergente que permite registrar todo el campo de onda, incluyendo las ondas convertidas (PS). Se han desarrollado métodos para obtener información acerca de las rocas fracturadas a partir de estos datos, ya que la anisotropía azimutal, un efecto de los trenes paralelos de fracturas, genera birrefringencia en las ondas PS. Aquí presentamos una aplicación de esta tecnología a datos sísmicos experimentales obtenidos en un sitio al Nordeste de Colombia, cuyas características geológicas son retadoras para el estado actual de los métodos de procesamiento. Se procesaron dos líneas sísmicas, una siguiendo el rumbo de las estructuras geológicas y otra siguiendo el buzamiento. El filtramiento de ruido coherente, la corrección estática y el análisis de velocidad requirieron de un enfoque iterativo especial. Se tuvo en cuenta la presencia de anisotropía polar, relacionada con la estratificación, en el proceso de apilamiento, con lo cual se mejoró la sección resultante, verificando así la ventaja de ese modelo. Para la línea de rumbo se obtuvieron tres imágenes sísmicas, una correspondiente a cada componente. Con base en ese resultado se hizo un análisis de anisotropía azimutal, en el que se obtuvieron resultados significativos. Estos resultados podrían implicar la presencia de direcciones de fracturas naturales, las cuales requieren de información geológica complementaria para su verificación. Con respecto a la línea de buzamiento, los métodos de procesamiento no fueron satisfactorios. Se identificaron limitaciones relacionados con los estratos bufantes y las estructuras complejas, las cuales se agudizan en la presencia de datos ruidosos. Se requieren métodos más avanzados en este caso.