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Metodi sismici per la caratterizzazione dinamica del sottosuolo: tecniche a confronto

Informazioni tesi

  Autore: Michele Ercolino
  Tipo: Laurea liv.II (specialistica)
  Anno: 2009-10
  Università: Università degli Studi Gabriele D'Annunzio di Chieti e Pescara
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: Scienze geologiche
  Relatore: Patrizio Signanini
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 205

Il presente lavoro ha lo scopo di analizzare e approfondire alcune metodologie di indagine sismica per la caratterizzazione dinamica del sottosuolo. La parametrizzazione dinamica dei terreni costituisce un aspetto fondamentale nell’ambito degli studi per la risposta sismica locale. Più in particolare, la misura della velocità delle onde di taglio (Vs), consente la determinazione di un’importante caratteristica meccanica del terreno: la cosidetta rigidezza iniziale (G0 o Gmax), in altre parole la rigidezza a livelli di deformazione molto bassi. Tale parametrizzazione può essere ottenuta attraverso differenti tecniche, che possono definirsi dirette o indirette in virtù della modalità con cui vengono ottenuti i parametri del terreno. I metodi geofisici analizzati sono di tipo indiretto e utilizzano campi applicati, in particolare la produzione di onde elastiche in modo artificiale, permettendo, quindi, di acquisire informazioni sul sottosuolo in condizioni dinamiche, a differenza delle prove geotecniche in cui si opera in campo statico.
Sono state prese in considerazione tre metodologie in virtù del loro maggiore utilizzo in campo professionale per la stima della velocità delle onde di taglio e confrontate tra loro per evidenziarne le differenze ed esaltare i vantaggi di una rispetto ad un’altra per il raggiungimento dello scopo prefissato.
Esse possono essere suddivise in metodi attivi, in quanto le onde elastiche vengono generate artificialmente mediante diverse sorgenti energizzanti, e metodi passivi che registrano passivamente le perturbazioni prodotte da attività antropiche o provenienti da sorgenti naturali.

Tra i metodi attivi sono state analizzate metodi basati sulla:
− rifrazione delle onde di volume P e S;
− propagazione delle onde superficiali, onde di Rayleigh.

Tra i metodi passivi è stato esaminato il metodo basato sulla:
− registrazione del microtremore

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Capitolo 1 - Introduzione 5 CAPITOLO 1 1.1 INTRODUZIONE Il presente lavoro ha lo scopo di analizzare e approfondire alcune metodologie di indagine sismica per la caratterizzazione dinamica del sottosuolo. Mediante lo studio della propagazione di onde elastiche si può risalire attraverso relazioni empiriche ai parametri fisico-meccanici che caratterizzano il terreno. La parametrizzazione dinamica dei terreni costituisce un aspetto fondamentale nell’ambito degli studi per la risposta sismica locale. Più in particolare, la misura della velocità delle onde di taglio (Vs), consente la determinazione di un’importante caratteristica meccanica del terreno: la cosidetta rigidezza iniziale (G0 o Gmax), in altre parole la rigidezza a livelli di deformazione molto bassi. Tale parametrizzazione può essere ottenuta attraverso differenti tecniche: misure delle onde di corpo dalla superficie, delle onde superficiali, attraverso prove in foro tipo down-hole e cross-hole, mediante metodi passivi basati sul rumore ambientale, mediante misure di laboratorio su campioni prelevati durante l’esecuzione di sondaggi meccanici, tramite prove geotecniche in situ. I metodi geofisici indiretti che si propongono di determinare questi parametri sono affetti da diversi limiti legati all’indeterminatezza del dato acquisito. L’approccio geofisico presenta più soluzioni matematicamente corrette; è di fondamentale importanza, perciò, la creazione a priori di un modello geologico e l’interpretazione che ha come fine la trasformazione del dato geofisico in dato geologico. Il dato geofisico non ha valore puntuale, ma areale, è meno preciso ma più mediato essendo questi, vantaggi e non limitazioni. Sono state analizzate tecniche legate alla generazione mediante sorgenti artificiali di onde di taglio rifratte polarizzate orizzontalmente, di onde superficiali e tecniche basate sulla registrazione passiva del rumore ambientale. Queste tecniche rappresentano le più utilizzate, negli ultimi anni, in campo scientifico e professionale per la determinazione del profilo di velocità delle onde trasversali.

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Parole chiave

geofisica applicata
h/v
inversione dati geofisici
masw
microtremori
onde superficiali
profilo vs
rumore ambientale
sismica
sismica a rifrazione

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