Università degli Studi del Sannio Corso di laurea magistrale in Scienze e Tecnologie Geologiche. Insegnamento di Geofisica Applicata modulo B 4 CFU

Dimensione: px

Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "Università degli Studi del Sannio Corso di laurea magistrale in Scienze e Tecnologie Geologiche. Insegnamento di Geofisica Applicata modulo B 4 CFU"

Onorato Elia
7 anni fa
Visualizzazioni

1 Corso di laurea magistrale in Scienze e Tecnologie Geologiche Insegnamento di Geofisica Applicata modulo B 4 CFU Anno accademico 2010/2011 docente: Rosalba Maresca maresca@unisannio.it 1

2 Metodi di prospezione sismica per la stima delle velocità delle onde sismiche nel sottosuolo 2

3 Metodi sismici di esplorazione a piccola profondità sismica a rifrazione Vp/h onde di volume P, S metodi attivi sismica a riflessione prospezioni in foro sezione sismica Vp/h Vs/h metodi attivi metodi MASW, SASW onde superficiali R, L metodi passivi metodo ReMi metodo SPAC Vs/h 3

4 Metodi sismici per la stima delle velocità di propagazione nel sottosuolo SISMICA A RIFRAZIONE La tecnica di prospezione sismica a rifrazione consiste nella misura dei tempi di primo arrivo delle onde sismiche generate in un punto in superficie (punto di sparo), in corrispondenza di uno stendimento di geofoni. E necessario che la lunghezza dello stendimento sia pari a 5h-10h, dove h èla profondità di indagine. 4

5 Il metodo della sismica a rifrazione tipicamente fornisce il profilo di velocità delle onde P nel sottosuolo m 0 Vp = 400 m/s -10 Vp = 860 m/s -20 Vp = 1600 m/s -30 Vp = 2400 m/s -40 5

SISMICA A RIFLESSIONE Ogni superficie che marca una variazione di proprietà elastiche nel sottosuolo rappresenta una discontinuità in grado di riflettere parte dell'energia sismica che si propaga nel

6 SISMICA A RIFLESSIONE Ogni superficie che marca una variazione di proprietà elastiche nel sottosuolo rappresenta una discontinuità in grado di riflettere parte dell'energia sismica che si propaga nel terreno. I segnali riflessi, registrati in superficie dai geofoni e opportunamente elaborati, permettono la produzione di sezioni sismiche che forniscono utili informazioni sull'assetto strutturale dell'area indagata. La tecnica risulta efficace per definire con dettaglio la geometria dei riflettori in profondità La lunghezza dello stendimento è tipicamente uguale alla profondità di indagine. 6

7 Il metodo della sismica a rifrazione tipicamente fornisce la sezione sismica da cui si può ricavare la sezione stratigrafica 7

8 Velocità sismiche V P = λ + 2µ ρ λ, µ = moduli elastici (costanti di Lamè) ρ = densità V S = µ ρ µ (ο G) = modulo di rigidità (o di taglio) ρ = densità 8

9 Andamento della densità e delle velocità sismiche con la profondità a grande scala: 9

10 La velocità delle onde P nei materiali grafico densità/velocità da Nafe e Drake,

11 Il profilo Vs: perché è di interesse negli studi di microzonazione La velocità di propagazione delle onde sismiche trasversali (Vs) è un parametro cruciale per la stima della risposta sismica locale. E ampiamente dimostrato che l effetto più importante che genera amplificazione del moto sismico è dovuto al contrasto di impedenza sismica tra gli strati superficiali e il bedrock. Questo significa che tale effetto dipende dalla diversa Vs negli strati. Infatti: ρ s Vs s ρ b Vs b CI ρ Vs b b = contrasto di impedenza ρsvsb 11

12 V S = µ ρ La velocità delle onde S è direttamente proporzionale al modulo di taglio nel materiale. Per studiare la risposta sismica di un tipo di suolo all azione sismica, si è particolarmente interessati all azione delle componenti tangenziali che generano sforzi di taglio: τ = Gγ In cui: τ = sforzo di taglio G = modulo di rigidità γ = deformazione di taglio 12

13 Coefficiente di Poisson V V P S = 1 σ 0.5 σ σ = coefficiente di Poisson litotipo Rocce compatte Sabbie Argille σ Vp/Vs nei fluidi: coefficiente di Poisson µ = 0 Vs = 0 σ =

14 Il rapporto V V P S non è costante nelle rocce Litotipo Vp Vp (m/s) Areato superficiale Sabbia asciutta Sabbia umida quindi: la Vs non può essere ricavata indirettamente dalla Vp! Argilla Terreno alluvionale sciolto Acqua Lava Calcare Arenaria Granito Piroclastite coerente (tufo) Piroclastite incoerente

15 Vs30 Si definisce Vs30 la velocità media equivalente delle onde S nei primi 30 m di profondità: Vs30 = n 30 hi Vs i dove hi è lo spessore dello strato i-esimo e n è il numero degli strati nei primi 30 m. Vs 1 30 m Vs 2 Vs 3 Vs30 Vs 4 15

16 La recente normativa (D.M ) ha introdotto la definizione dell azione sismica di progetto per diverse categorie di suolo di fondazione, sulla base del parametro Vs30 Norme tecniche per le costruzioni Categorie di sottosuolo 16

17 misure di laboratorio prospezioni in foro Metodi per la stima del profilo Vs CPT SPT down-hole cross-hole Stime dirette dei parametri Costi elevati. Irriproducibilità delle condizioni di sito Elevata precisione Costi elevati metodi basati sulle onde di volume rifrazione riflessione Difficoltà di individuare la fase S nel sismogramma metodi basati sulle onde superficiali MASW SASW ReMi SPAC metodi spettrali FK Idonei per la stima della Vs. Possono essere attivi o passivi. I metodi passivi, non invasivi e meno costosi, sono basati sull uso del rumore sismico. 17

18 Bibliografia M. Corrao e G. Coco. Geofisica Applicata. Con particolare riferimento alle prospezioni sismiche, elettriche, elettromagnetiche e geotermiche, Flaccovio, Capitolo 6. R. W. Romeo. La risposta sismica locale per la progettazione strutturale, International Centre for Mechanical Sciences Monografie CISM, Capitolo 4. a.a. 2010/11 18

Documenti analoghi

PROGETTO PRELIMINARE SALERNO PORTA OVEST

COMUNE DI SALERNO PROGETTO PRELIMINARE SALERNO PORTA OVEST PROSPEZIONI SISMICHE IN FORO DOWN HOLE SONDAGGI SP3 SP8 COMMITTENTE: COMUNE DI SALERNO 1 INDICE 1 PREMESSA 3 2 - PROSPEZIONI SISMICHE IN FORO