SERVIZIO DEI PROFESSIONISTI

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1 GEOFISICA AL SERVIZIO DEI PROFESSIONISTI GEOLOGIA E PERFORAZIONI SNC SETTORE GEOFISICA APPLICATA info@geologiaperforazioni.com DOTT CANNESE CHRISTIAN DOTT GALLI FABIO AVEZZAN NO (AQ), VIA LIGURIA 19/L, 67051, TEL/FAX

2 LA GEOFISICA IN AIUTO DELLE PROFESSIONI I nostri servizi geofisici, possono risultare utili a molteplici campi della scienza e delle professioni applicate, come l Ingegneria Edile ed Ambientale, la Geologia, la Geotecnica, l Archeologia, l Ingegneria Sismica, ecc. Le investigazioni geofisiche, possono spaziare dalla ricostruzione e monitoraggio dei modelli geotecnici e geologici, alle ricerche idrogeologiche e ambientali, alle investigazioni archeologiche, allo studio ed evoluzione dei corpi franosi e dei cedimenti, agli studi di microzonazione sismica ed altro In genere, vengono associati più metodi nell'ambito di una stessa applicazione, al fine di avere soluzioni integrate con più parametri, i quali consentonoo di giungere a modelli e soluzioni più affidabili Le prospezioni geofisiche sono indagini indirette da tarare attraverso, propedeutiche indagini dirette, in ottemperanza della normativa nazionale vigente In campo geognostico, le misure dei parametri geofisici, consentono di estendere spazialmente, i dati investigati in maniera diretta, tramite perforazioni geognostiche e permettono di definire la geometria di passaggi litologici e litotecnici, la valutazione degli spessori delle coltri di copertura su terreni rigidi ed altro ancora. Le prospezioni sismiche, con la determinazione dei caratteri elastici dinamici dei terreni, attraverso opportune correlazioni con il contesto litotecnico che si sta investigando, permettono di avere informazioni sullo stato di addensamento di terreni sciolti, sulla consistenza di terreni coesivi e sullo stato di fratturazione di ammassi litoidi, inoltre consentono di stimare la risposta sismica di sito, tramite l'attribuzione dello spettro di risposta, previsto dalla normativa o mediante la definizione analitica della risposta locale. Le misure geoelettriche, preferibilmente in configurazioni multielettrodiche (tomografie), danno informazioni sui caratteri litologici dei terreni e sulla circolazione idrica sotterranea, particolarmente importante per lo studio dei sistemi franosi, degli acquiferi, delle zone contaminate e vulnerabili Il monitoraggio dei sistemi franosi, vienee realizzato per studiarne i caratteri (grado di attività, profondità dei movimenti, dimensioni areali) o per la creazione di un sistema di allerta, per le popolazioni potenzialmente coinvolte. In Archeologia, le prospezioni geofisiche integrate, realizzate in aree potenzialmente interessate da strutture sepolte, consentono di valutare le dimensioni e le distribuzioni spaziali di tali elementi. Di seguito vengono presentate, alcune delle più comuni indagini a noi commissionate:

3 MISURE DI FREQUENZA DI RISONANZA Nell indagine con tromino si misura, in superficie, il rumore di fondo che attraversa il sottosuolo e/o le strutture edili, al fine di determinare la frequenza (o il periodo) fondamentale di vibrazione degli stessi (Metodo di Nakamura 1996) Dal confronto del valore di frequenza di vibrazione del terreno di fondazione, con quello proprio della struttura, si può evidenziare la possibilità dell insorgenza del fenomeno di risonanza; tale fenomeno è responsabile della maggior parte dei danni strutturali a seguito di un evento sismico intenso. 1 Questa analisi non è sufficiente, da sola, a caratterizzare la complessità degli effetti sismici di sito ed il valore assoluto dell amplificazione sismica. Inoltre non è in grado di determinare il valore Vs30. La prova è molto economica Campi di applicazione (ingegneria antisismica e microzonazione): Determinazione frequenza (o periodo) di vibrazioni del terreno in risonanza (1) Determinazione frequenza (o periodo) di vibrazione delle strutture Determinazione fenomeni di risonanza per similitudine tra frequenza di vibrazione terreno/struttura Valutazione della bontà dei modelli ingegneristici, per nuovi edifici (confronto tra periodo proprio di vibrazione del modello strutturale e dei terreni di fondazione) Indicazione, nei calcoli strutturali inerenti nuove costruzioni o ristrutturazioni, riguardo ai periodi o frequenze di vibrazione più ideali, per i terreni di fondazione ospitanti le strutture Determinazione della frequenza fondamentale di risonanza di un edificio e i relativi modi di vibrare Nota: Una struttura, non deve mai possedere un frequenza di risonanza, uguale alla frequenza fondamentale di risonanza dei terreni di fondazione (doppia risonanza), al fine di minimizzare gli effetti di un evento sismico intenso. La doppia risonanza, si traduce in un aumento considerevole delle sollecitazioni agenti sull edificio e quindi, del danno che quest ultimo può subire con un forte sisma

4 2 SISMICA MASW - VS30 SPEDITIVA CATEGORIA SUOLO DI FONDAZIONE Il metodo MASW (Multichannel Analysis of Surface Waves,) è una tecnica di indagine non invasiva (non è necessario eseguire perforazioni o scavi), che individua il profilo di velocità delle onde di taglio verticali Vs, basandosi sulla misura delle onde superficiali fatta in corrispondenza di diversi sensori (accelerometri o geofoni), posti sulla superficie del suolo. L indagine MASW, utilizza l analisi della dispersione delle velocità di fase, delle onde superficiali, al fine di definire i profili di rigidità del sottosuolo (Vs30); Ai fini della definizione dell azione sismica di progetto (D.M ), consente di stimare, in via semplificata, la categoria di suolo di fondazione, ottenuta dai valori del parametro Vs 30. Campi di applicazione: Determinazione speditiva delle Vs 30 Determinazione categoria suoli di fondazione Definizione del profilo di velocità delle onde di taglio Vs (2) Verifica liquefazione NOTA: per la determinazione delle Vs 30, inerenti suoli di fondazione di strutture strategiche, edili di grandi dimensioni (palazzi) e strutture con affolamenti significativi (classi d uso R3-R4), si consiglia di utilizzare la sismica in foro di tipo down-hole o cross-hole.

5 3 SISMICA IN FORO DOWN HOLE- VS30 DI DETTAGLIO Le prove sismiche in foro di tipo Down Hole (e Cross Hole), vengono realizzate, in fori di sondaggio, appositamente predisposti, con l uso di geofoni da pozzo (3) di tipo tridimensionale ed opportuni sistemi di energizzazione, in superficie o nel foro. Il metodo down-hole, prevede la sorgente energetica in superficie ed i sensori geofonici, all interno del perforo. Il metodo cross hole, prevede invece due perfori e sorgente e geofono entrambi nel foro; il geofono viene spostato a varie altezze 4 Si determinano le velocità delle onde di compressione (P) e di taglio (S) fino a m. 30 o più(4), di profondità; inoltre si determina il parametro Vs30, e laddove si conosca la densità dei terreni (da analisi di laboratorio), si ricavano i vari moduli elasto-dinamici (Modulo di Young, rapporto di Poisson, Modulo di Taglio G). Il metodo viene spesso utilizzato per studi di microzonazione sismica. I Campi di applicazione, sono gli stessi della sismica a rifrazione di superficie, ed in più consente di: Determinare accuratamente misure della Vs30 e categoria suolo Determinare accuratamente la categoria del suolo di fondazione Definire il profilo di velocità delle onde di taglio verticali Vs, Vp Determinare il profilo dei moduli elasto-dinamici per la progettazione in zone sismiche Individuare i siti soggetti ad inversione di velocità ed effetti sismici di sito Determinare con un maggiore dettaglio, i parametri elastici indagati, rispetto la sismica a rifrazione Individuare zone di alterazione (meccanicamente degradate) Definire la stratigrafia delle coperture alluvionali sul bedrock Evidenziare anomalie di velocità che possono trovarsi tra due sondaggi geognostici Verificare la possibilità di liquefazione Determinare la profondità di imposta delle fondazione

6 sismogramma SISMICA DI SUPERFICIE A RIFRAZIONE E RIFLESSIONE Si basa sul rilievo delle onde elastiche riflesse o rifratte, in corrispondenza della superficie di separazione, tra terreni di caratteristiche diverse o da un diverso assetto strutturale, nell'ambito della stessa massa litologica, per mezzo di un apposita strumentazione (sismografo, sensori, sorgenti, etc...). FRANA TAGLIACOZZO 5 Campi di applicazione: Individuazione del substrato litoide; profondità e ricostruzione dell andamento del bedrock; Correlazioni litostratigrafiche di sondaggi meccanici; Indagini per costruzioni in aree a rischio sismico e studi di microzonazione sismica; Studio di movimenti franosi e ricostruzione degli spessori dei corpi di frana e delle superfici di scivolamento (5); Determinazione delle costanti elastiche (modulo di Young, di Bulk, di rigidità, coeff. di Poisson); Studi di carattere geotecnico (individuazione delle proprietà elastiche dei mezzi, rilevati stradali, ponti, gallerie, dighe e tracciati ferroviari); Modellazione bidimensionale e tridimensionale del sottosuolo; Determinazione del substrato in zone di riempimento alluvionale, detritico o di riporto; Definizione delle coperture di alterazione e delle zone fratturate in un bedrock; Studi di rippabilità, e valutazione quantitativa deivolumi da scavare a percussione; Determinazione degli Spessori della coltre detritica o dei riporti; Ricerca di acqua;

7 TOMOGRAFIA ELETTRICA E SEV I metodi geoelettrici, mirano alla ricostruzione delle strutture del sottosuolo in due o tre dimensioni, attraverso misure di campi elettrici naturali o creati dall'immissione di corrente nel sottosuolo stesso. ACQUIFERO AVEZZANO 6 7 Il metodo geoelettrico, sfrutta le proprietà di rocce e sedimenti (terre), di condurre in modo diverso la corrente elettrica; il parametro che viene misurato è la resistività elettrica Campi di applicazione: Studi per la ricerca di acqua, anche a grande profondità; Modellazione degli acquiferi Analisi bi-tridimensionale del sottosuolo Ricerche archeologiche e minerarie Correlazioni litostratigrafiche di sondaggi meccanici Studio di movimenti franosi e ricostruzioni corpi di frana Studio di cedimenti e alterazione dei terreni di fondazione Mappatura della permeabilità dei terreni Studi di vulnerabilità delle falde Analisi bi-tridimensionale (6-7) Monitoraggio e controllo dell integrità dei teli di contenimento in vasche e/o discariche Studi pedologici Individuazione di cavità sotterranee e gallerie Individua orizzonti con presenza di inquinanti, Correlazioni litostratigrafiche di sondaggi meccanici; Individuazione e coltivazione di materiali di cava;

8 MONITORAGGIO E RILIEVI MONITORAGGIO CON INCLINOMETRI FISSI E MOBILI (8) Viene misurata, nel tempo, con una sonda, la deviazione orizzontale lungo l asse verticale del foro di sondaggio, opportunamente attrezzato con tubo inclinometrico MONITORAGGIO VIBRAZIONALE CON GEOFONI E ACCELEROMETRI (9) 8 Vengono installati geofoni o accelerometri, sul corpo di frana, per monitorare eventuali spostamenti significativi RILIEVI LASER SCAN 3D (10) 9 Il Laser Scanner 3D, rappresenta l'evoluzione più recente dei distanziometri laser. L'attrezzatura utilizza la tecnologia del Tempo di Volo (TOF), che consiste nel calcolare le distanze, misurando il tempo impiegato dall'impulso laser, dal momento in cui viene emesso dallo strumento, al suo ritorno dopo la riflessione sulla superficie da rilevare. Campi di applicazione geologiche: rilievo e analisi di fronti di cave, per il calcolo dei volumi estraibili rilievo della morfologia di una frana nel tempo monitoraggio di frane e cedimenti 10

9 CERCA CAVI E TUBI INTERRATI Attraverso l utilizzo di onde elettromagnetiche, vengono rilevati cavi sotto bassa o alta tensione; inoltre, attraverso particolari sondine, vengono rilevati tubi plastici o costituiti da altri materiali Campi di applicazione: Sistemi di rilevazione cavi e tubi interrati Sistema di tracciamento cavi e tubi interrati Sistema di tracciamento cavi nelle murature Un modo semplice, per evitare spiacevoli incidenti, durante i lavori di scavo

10 GEORADAR Nell indagine con georadar, si impiegano onde elettromagnetiche generate dalla strumentazione, che penetrano nel sottosuolo (o nelle armature delle strutture edili), raggiungendo varie profondità ( 10m), in funzione della frequenza utilizzata; e un indagine non invasiva. Campi di applicazione Indagini geologiche ricostruzione profili terreno (solo per i primi metri dal piano campagna) Ricerca di cavità, cisterne interrate, oggetti metallici nel sottosuolo Mappatura dei sottoservizi, tubature, cavidotti, fondazioni (TERRENO) Indagini su strutture murarie (STRUTTURE EDILI) Ricerca delle armature (STRUTTURE EDILI) Individuazione di vuoti e cavità nel manto stradale e nelle murature

11 TAVOLA DI CORRELAZIONE FRA PROBLEMATICHE DI CANTIERE E METODOLOGIE GEOFISICHE