Defesa de Dissertação de Mestrado em Geofísica
Estudante: Pedro Bautista Canas
Programa: Geofísica
Título: "Estimativa do perfil de Vs em ensaios sísmicos downhole utilizando a inversão de Levenberg-Marquardt"
Orientador: Prof. Dr. George Sand Leão Araújo de França
Comissão Julgadora:
- Prof. Dr. George Sand Leão Araújo de França - Presidente e Orientador - IAG/USP
- Prof. Dr. Giuliano Sant'Anna Marotta - UnB
- Prof. Dr. Dionísio Uendro Carlos – UNESP
Membros suplentes:
- Prof. Dr. Carlos Alberto Mendonça - IAG/USP
- Prof. Dr. Walter Eugênio de Medeiros - UFRN
- Prof. Dr. Emilson Pereira Leite - UNICAMP
- Prof. Dr. Carlos Alberto Moreno Chaves - IAG/USP
Resumo:
Este trabalho apresenta um novo método de inversão não linear para estimar perfis de velocidade das ondas de cisalhamento (Vs) a partir de ensaios sísmicos Downhole. Diferentemente dos métodos convencionais de interpretação sequencial, que acumulam erros ao longo da profundidade e são altamente sensíveis às incertezas dos tempos de chegada, a metodologia proposta estima simultaneamente as velocidades das camadas e a geometria dos raios sísmicos por meio do algoritmo de Levenberg-Marquardt, considerando a Lei de Snell no problema direto. O modelo de inversão incorpora regularização de Tikhonov de primeira ordem para atenuar instabilidades no perfil de velocidades, além de uma ponderação baseada na incerteza das observações que, fundamentada nos princípios de máxima verossimilhança, prioriza o ajuste de dados com menor incerteza e compensa a ordem de magnitude das observações. Associada ao pré-condicionamento de Jacobi, essa abordagem garante maior estabilidade numérica e eficiência computacional. O método foi validado utilizando modelos sintéticos sem ruído, conjuntos de dados com ruído aleatório e simulações numéricas de propagação de ondas representando condições geológicas mais realistas. Em todos os casos, a abordagem recuperou de forma consistente os principais contrastes de velocidade e a geometria dos raios, mantendo baixos erros relativos mesmo na presença de ruído e de interfaces estratigráficas não coincidentes com a posição dos receptores. Em comparação com métodos tradicionais, como o Método de Intervalo (IM), Intervalo Modificado (MIM) e Raios Refratados (RRM), a metodologia proposta apresentou maior robustez, estabilidade e consistência física, constituindo uma alternativa confiável para a interpretação de ensaios sísmicos Downhole e para a caracterização geotécnica do subsolo.
Palavras-chave: Ensaio sísmico downhole, Inversão não linear, Levenberg-Marquardt, Velocidade da onda de cisalhamento, Caracterização geotécnica