Descrizione

PROVE PER ONDE SUPERFICIALI ATTIVE Il metodo delle onde superficiali è una tecnica di caratterizzazione sismica basata sull’analisi della dispersione geometrica delle onde superficiali (solitamente si tratta di onde di Rayleigh in caso di acquisizioni terrestri). In particolare, poiché le onde di Rayleigh si propagano lungo la superficie topografica in uno strato di profondità circa pari alla lunghezza d’onda, in mezzi stratificati verticalmente eterogenei, le diverse lunghezze d’onda, relative alla propagazione di onde a diversa frequenza, si propagano con velocità di fase che dipende dalle proprietà dei materiali interessati dalla propagazione. Ciò fa sì che la velocità di fase sia funzione della frequenza dell’onda stessa. Tale dipendenza prende il nome di dispersione geometrica e viene rappresentata tramite la curva di dispersione (velocità di fase vs. frequenza). Dalla curva di dispersione sperimentale è possibile caratterizzare il sottosuolo in termini di variazione della velocità di propagazione delle onde di taglio (VSV), e quindi del modulo di rigidezza al taglio dinamico (G0), in funzione della profondità. L’utilizzo delle prove per onde superficiali ha molti campi di applicazione, dalla stima della VS30 richiesta dalle NTC 2018, alla valutazione dei parametri utili a studi approfonditi di pericolosità sismica; dalla caratterizzazione di discariche, alla valutazione della profondità e dello stato di alterazione di substrati superficiali in presenza di falde acquifere, la caratterizzazione di versanti e depositi. Generalmente il metodo assume come modello del terreno un mezzo elastico-lineare a strati omogenei. Nella maggior parte delle applicazioni, la tecnica è quindi utilizzata per stimare un profilo verticale 1D di VS, ma vi sono molte applicazioni in siti con moderate variabilità laterali in cui il metodo consente di stimare distribuzioni di VS pseudo-2D/3D. Il metodo per onde superficiali maggiormente utilizzato prende comunemente il nome di MASW (Multichannel Analysis of Surface Waves) e si basa sulla misura delle onde superficiali eseguita con un dispositivo lineare di sensori sismici e con sorgenti artificiali.

INDAGINE SISMICA A RIFRAZIONE L’indagine sismica a rifrazione consiste nella registrazione dei tempi di arrivo delle onde di taglio (S), create allo scopo tramite opportuna energizzazione, e rifratte dalle superfici di discontinuità fisica del sottosuolo. La registrazione si realizza attraverso uno stendimento di geofoni orizzontali disposti a intervalli regolari lungo il profilo da indagare. L’equidistanza tra i geofoni e il loro numero dipendono dal dettaglio e dal target (profondità di indagine richiesta). La misura dei tempi di arrivo delle onde S ai diversi geofoni permette di ricostruire l’andamento e la profondità degli orizzonti rifrattori presenti nel sottosuolo e, nel caso di misura anche delle onde di compressione (P), di calcolare le caratteristiche elastiche dinamiche dei terreni e degli ammassi rocciosi investigati.

INDAGINE SISMICA A RIFLESSIONE L’indagine sismica a riflessione consiste nell’ energizzazione del sottosuolo e nella registrazione degli arrivi delle onde di compressione (onde P) e delle onde di taglio (onde SH) riflesse, in corrispondenza di geofoni verticali disposti secondo un allineamento con interassi tra i geofoni e lunghezza totale dello stendimento tali da permettere una adeguata profondità di indagine. La misura dei tempi di arrivo delle onde P ai diversi geofoni permette di ricostruire l’andamento e la profondità delle diverse discontinuità sismiche che costituiscono delle superfici riflettenti.

PROSPEZIONE SISMICA IN FORO DI SONDAGGIO (DOWN-HOLE) La prova consiste nella misurazione dei tempi di arrivo di impulsi sismici generati in superficie ad uno o più ricevitori posti all’interno di un foro di sondaggio verticale, adeguatamente rivestito con apposita tubazione in PVC o ABS con spessore >3 mm da assemblare mediante filettatura M/F oppure con manicotti di giunzione incollati; tale rivestimento dovrà essere cementato al terreno incassante mediante opportuna miscela cementizia. La prova consente la misura diretta delle velocità di propagazione VP delle onde di compressione (onde P) e VS delle onde di taglio (onde SH) utili alla determinazione dei parametrici elastici dei terreni in condizioni dinamiche.

PROSPEZIONE SISMICA TRA FORI DI SONDAGGIO (CROSS-HOLE) La prova consiste nella misurazione dei tempi di arrivo di impulsi sismici generati in profondità all’interno di un foro di sondaggio verticale ad un ricevitore posto all’interno di un secondo foro di sondaggio verticale. I fori, paralleli e adeguatamente rivestiti con apposita tubazione, dovranno essere ad una distanza reciproca compresa tra 3 e 8 m. La prova consente la misura diretta delle velocità di propagazione VP delle onde di compressione (onde P) e VS delle onde di taglio (onde Sv) e la determinazione dei parametrici elastici dei terreni in condizioni dinamiche.

INDAGINI DI SISMICA PASSIVA (HVSR) La metodologia, chiamata anche tecnica Nakamura (1989), è stata introdotta da Nogoshi e Igarashi (1971) sulla base di studi precedenti. Questa tecnica si basa essenzialmente sul rapporto spettrale H/V di rumore ambientale (seismic noise) e permette di valutare gli effetti locali di sito. La tecnica proposta da Nakamura assume che i microtremori (il cosiddetto rumore di fondo registrabile in qualunque momento posizionando un sensore sismico sul terreno) consistano principalmente di un tipo di onde superficiali, le onde di Rayleigh, che si propagano in un singolo strato soffice su semispazio e che la presenza di questo strato sia la causa dell’amplificazione al sito.