La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

La presentazione è in caricamento. Aspetta per favore

INDAGINI E TECNICHE DI MICROZONAZIONE SISMICA APPLICATE AI CENTRI URBANI E AGLI EDIFICI Indagini geofisiche di superficie: sismica a rifrazione Mario Marchisio.

Presentazioni simili


Presentazione sul tema: "INDAGINI E TECNICHE DI MICROZONAZIONE SISMICA APPLICATE AI CENTRI URBANI E AGLI EDIFICI Indagini geofisiche di superficie: sismica a rifrazione Mario Marchisio."— Transcript della presentazione:

1 INDAGINI E TECNICHE DI MICROZONAZIONE SISMICA APPLICATE AI CENTRI URBANI E AGLI EDIFICI Indagini geofisiche di superficie: sismica a rifrazione Mario Marchisio

2 2 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione  Le indagini sismiche a rifrazione utilizzano la propagazione delle onde elastiche di volume per lo studio della stratigrafia delle rocce superficiali basandosi sulla differenza delle loro velocità.  Si possono utilizzare sia le onde P (longitudinali o di pressione) sia le onde S (trasversali o di taglio.  Per la Microzonazione Sismica queste indagini hanno principalmente lo scopo di determinare la VEL VS30

3 3 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione  Cenni sulle onde sismiche in corpi elastici  Propagazione delle onde elastiche in presenza di superfici di discontinuità: riflessione e rifrazione  Sismica a rifrazione: tecniche di misura ed interpretazione (con onde P ed SH)

4 4 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione  I diversi tipi di onde elastiche nel sottosuolo:  Onde in un solido elastico indefinito omogeneo ed isotropo:  Onde P (onde di compressione o longitudinali)  Onde S (onde di taglio o onde trasversali)  Onde superficiali, che si verificano solo in presenza di superfici de discontinuità:  Onde di Love  Onde di Rayleigh

5 5 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione  Deformazioni di una particella elementare e vibrazioni dei suoi punti nel caso di:  onde P (longitudinali o di volume)  onde S (di taglio o trasversali)

6 6 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione  PRESENZA DI SUPERFICI DI DISCONTINUITA’  Un raggio sismico incidente su di una superficie di discontinuità subisce fenomeni di riflessione nel primo mezzo elastico e di rifrazione nel secondi  Gli angoli dei raggi riflessi e rifratti seguono le Leggi di Snellius

7 7 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione Se l’onda incidente è un’onda P o SV, oltre alle onde riflesse omologhe si generano anche onde dell’altro tipo Suffisso P : raggi P Suffisso S : raggi S Suffisso 1 : raggi nel mezzo 1 Suffisso 2 : raggi nel mezzo 2 R : angolo di riflessione r : angolo di rifrazione

8 8 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione  Lo studio delle ampiezze delle onde riflesse e rifratte nel caso generale è molto complesso.  Nel caso però di angolo di incidenza di 90° i rapporti di amplificazione dipendono solo dalle impedenze acustiche dei 2 mezzi (prodotto della velocità dell’onda x la densità del mezzo)  Si noti l’amplificazione dell’onda rifratta quando si passa da un mezzo più veloce ad un mezzo più lento

9 9 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione  Le onde birifratte: propagazione della perturbazione lungo la superficie di discontinuilà e risalita dei fronti d’onda birifratti nel mezzo 1

10 10 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione

11 11 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione  Esempio: caso di un terreno a 3 strati piani orizzontali con velocità crescente:  Modello fisico  Tempi di arrivo per le onde dirette e birifratte  Dromocrone corrispondenti

12 12 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione  ESECUZIONE DELLE MISURE:  I GEOFONI  STESA DEI GEOFONI  SORGENTI  SISMOGRAFI  MODALITA’ DI REGISTRAZIONE  CONTROLLO DELLA QUALITA’ DELLE REGISTARZIONI E INDIVIDUAZIONE DEI PRIMI ARRIVI

13 13 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione  I sensori utilizzati per le indagini a rifrazione sono i GEOFONI  I sensori dei geofoni sono caratterizzati dalla frequenza propria e possono essere inseriti in direzione verticale od orizzontale  Per le onde P vanno utilizzati geofoni verticali con frequenza propria compresa tra 4 e 14 Hz  Per le onde S vanno utilizzati geofoni orizzontali con frequenza propria compresa tra 4.5 e 15 Hz  Per le onde S sono stati sviluppati, presso il Politecnico di Torino, speciali geofoni orizzontali a doppia capsula chiamati SWIPHONE

14 14 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione

15 15 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione  Il PROGRAMMA VEL della REGIONE TOSCANA prescrive l’utilizzo di stendimenti di 24 geofoni con distanze intergeofoniche “a” di 5 – 10 metri (cui corrispondono lunghezze totali di metri)  Se il profilo fisico deve essere più lungo, si sposta ½ base per volta.

16 16 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione  SORGENTI  Per onde P:  Massa battente (almeno 150 kg) in caduta libera o equivalente  Minibang/cannoncino con cartucce cal.8 per uso industriale  Esplosivo (?)  Per onde SH:  Battute orizzontali con una mazza battente su di un oggetto pesante a forma di parallelepipedo ben appoggiato (non infisso) sul terreno, possibilmente con un sovraccarico Energizzazioni:  Per ogni base/stendimento sono previste almeno 7 energizzazioni (“scoppi” o “spari” o “tiri”), 2 esterni, ad una distanza di ½ base, due alle estremità, tra i geofoni 1 e 2 e tra il 23 e 24, due intermedi ed uno centrale. Nel caso di stendimenti de 240 metri, saranno effettuati 9 tiri, aggiungendo altr 2 tiri esterni. Diversi operatori preferiscono utilizzare la tecnica della TOMOGRAFIA SISMICA A RIFRAZIONE:in questo caso il numero di acquisizioni deve essere nettamente maggiore

17 17 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione  Il programma VEL VS30 prevede anche la possibilità di effettuare anche energizzazioni con esplosivo.  Questo è assolutamente necessario se si utilizzano stendimenti di 460 metri (in tal caso però io consiglierei di usare sismografi a 48 canali, con distanza intergeofonica di 10 m).  Bisogna però tenere presente che la procedura per utilizzara anche piccole cariche di esplosivo in Italia è estremamente complicata e costosa. Perciò questa tecnica è da proporre solo in casi molto particolari ed è opportuno valutare la possibilità di usare tecniche alternative

18 18 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione  SISMOGRAFI  Gli strumenti utilizzati per la sismica a rifrazione sono i SISMOGRAFI da campagana.  Per questo tipo di indagini i requisiti minimi sono:  Almeno 24 canali digitali  Dinamica di acquisizione numerica (ADC) di almeno 16 bit – ma sono consigliabili gli strumenti con ADC a “virgola mobile” che hanno una dinamica enormemente superiore  Possibilità di inversione di polarità per lo stacking dei dati per onde SH  Tempi di campionamento a durate di acquisizione adatte alle situazioni operative  Possibilità di filtraggi pre- e post-acquisizione  Diverse modalità di trigger  Registrazione su supporti digitali; possibilità di stampa dei sismogrammi con tutti i parametri di acquisizione, compresa la data e ora di acquisizione.

19 19 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione  Simografo DMT SUMMIT:  Unità di Controllo: su calcolatore portatile, cui si collegano le unità di acquisizione a 2 o 24 canalicanali

20 20 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione

21 21 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione

22 22 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione  MODALITA’ DI REGISTRAZIONE  Tutti i sismografi moderni hanno diverse modalità di trigger: apertura o chiusura di circuito, geofono o bobina al punto di battuta, ecc.  Tutti i sismografi moderni hanno efficienti routines di stacking dei dati, con controllo, automatico, passo indietro, ecc..  Queste caratteristiche, insieme alla possibilità di registrazione pre-trigger e di pre-stack correlation, permettono di usare lo stacking dei dati con elevatissima efficienza: in questo modo è possibile ottenere buone registrazioni con sorgenti meno “potenti” o in condizioni di rumore elevato

23 23 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione  CONTROLLO DELLA QUALITA’ DELLE REGISTARZIONI E INDIVIDUAZIONE DEI PRIMI ARRIVI  Le registrazioni devono risultare ben chiare e consentire una individuazione (“picking”) dei primi  Esistono programmi per questo lavoro, ma la loro accuratezza non è sufficientemente affidabile. Possono però essere utilizzati per trattamenti dei dati, visualizzazione in diverse scale, ecc., in modo da facilitare il picking manuale

24 24 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione  INTERPRETAZIONE DELLE MISURE:  Per l’interpretazione delle misure sono disponibili diversi programmi (software)  Tra i più diffusi si citano:  Programmi per il trattamento con il metodo GRM  Programmi per il trattamento di ricostruzione tomografica, tipo RAYFRACT La scelta delle modalità di trattamento ed interpretazione dei dati può influenzare le modalita’ operative

25 25 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione  Un esempio di indagine con GRM:  Registrazione di onde SH  Passo 5 metri  Sparo centrale

26 26 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione  Un esempio di indagine con GRM:  Registrazione di onde SH  Passo 5 metri  Sparo laterale

27 27 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione  Le dromocrone ottenute

28 28 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione  Sezioni GRM ottenute

29 29 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione  Un esempio di tomografia sismica a rifrazione: registrazione di onde P

30 30 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione  Un esempio di tomografia sismica a rifrazione: registrazione di onde SH

31 31 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione  Onde P

32 32 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione Tomografia Onde P

33 33 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione Onde SH

34 34 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione  Tomografia onde SH

35 35 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione  Queste considerazione avevano lo scopo di chiarire la necessità di seguire le regole fissate dalla Regione Toscana per le indagini sismiche a rifrazione per il programma VEL VS30.

36 36 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione

37 37 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione

38 38 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione

39 39 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione

40 40 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione

41 41 Indagini geofisiche: sismica a rifrazione


Scaricare ppt "INDAGINI E TECNICHE DI MICROZONAZIONE SISMICA APPLICATE AI CENTRI URBANI E AGLI EDIFICI Indagini geofisiche di superficie: sismica a rifrazione Mario Marchisio."

Presentazioni simili


Annunci Google