Sismica

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La Geotech è operatore specializzato nelle tecniche Georadar, della Geoelettrica, della Sismica, del Magnetismo, dell' Elettromagnetismo, della Termografia, dell'Interferometria S.A.R. Differenziale, della Gravimetria.
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I METODI SISMICI

Nel metodo sismico, una Sorgente posizionata sulla superficie del suolo, o in piccoli fori, immette nel terreno energia meccanica che si propaga mediante onde sismiche che, dopo aver subito riflessioni, rifrazioni o diffrazioni in accordo con i principi di Huygens, Fermat e con la legge di Snel, tornano in superficie laddove sono captate dai ricevitori.

Quando la perturbazione si propaga in un mezzo praticamente incompressibile come l’acqua ciò che si può osservare è una temporanea variazione di pressione. Quando la rigidità del mezzo non è trascurabile, le deformazioni elastiche danno luogo ad un movimento del terreno che può essere osservato misurando l’accelerazione, la velocità o lo spostamento di un punto. In ogni caso, un movimento o una variazione di pressione deve essere trasformata in una qualche grandezza fisica che possa essere facilmente memorizzata e elaborata.

I ricevitori sono essenzialmente dei trasduttori di energia meccanica in energia elettrica e hanno il compito di trasformare la perturbazione sismica in una tensione elettrica le cui variazioni rappresentano fedelmente le variazioni del fenomeno osservato. Essi sono generalmente disposti lungo un determinato allineamento e costituiscono il primo elemento di un sistema di acquisizione di dati sismici. Sono normalmente classificati in due gruppi principali: ricevitori sensibili al movimento, usati soprattutto per rilievi terrestri, e ricevitori sensibili alle variazioni di pressione, usati in presenza di fluidi (acqua). I primi sono chiamati Geofoni mentre i secondi sono chiamati Idrofoni.

I segnali elettrici in uscita dai ricevitori vengono trasferiti, mediante dei Cavi, ad un sistema digitale di acquisizione che riceve in ingresso i segnali analogici forniti dai geofoni e li registra, in uscita, in forma digitale. Questo sistema, detto Sismografo, è caratterizzato da un certo numero di canali di registrazione in parallelo, uno per ogni geofono, o gruppo di geofoni, dello stendimento.

Attualmente, il numero di canali disponibili è maggiore di 96 per i sistemi utilizzati nella sismica profonda quale quella petrolifera, mentre nei sistemi utilizzati in sismica superficiale sono normalmente 24 o 48.

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. Utilizzando quindi le distanze tra il punto di scoppio e quello di ricezione e i tempi di primo arrivo dei segnali sismici, sono ricavate le dromocrone (curve tempi-distanze), dalle quali si risale, tramite opportuni calcoli, alle velocità reali nei singoli strati, al loro spessore, profondità, forma ed inclinazione. Lo studio della propagazione delle onde sismiche consente di valutare le proprietà meccaniche e fisiche dei terreni e la compattezza dei materiali da queste attraversati.

SISMICA A RIFLESSIONE

La sismica a riflessione è una tecnica d'indagine del sottosuolo che sfrutta contrasti di impedenza acustica. Ogni superficie che marca una variazione tra le proprietà elastiche del materiale 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. I principali vantaggi del metodo sono rappresentati dalle elevate profondità d'indagine, ottenibili usufruendo di sorgenti sismiche a bassa energia e stendimenti geofonici di lunghezza limitata, dai costi di acquisizione limitati, dall’ impatto ambientale irrilevante. Alcune possibili applicazioni “non petrolifere” riguardano, ad esempio, l’ingegneria ambientale per lo studio della geometria dei corpi di discarica, della topografia del basamento impermeabile, per la verifica degli spessori dei materiali di chiusura, oppure a supporto dell’idrogeologia per la determinazione dei confini dell’acquifero, la stima di alcuni parametri idrogeologici come porosità, contenuto in fluidi, ecc. o nell’’ingegneria sismica e geotecnica per la caratterizzazione dei versanti in frana ed il calcolo della Risposta Sismica Locale.

TOMOGRAFIA SISMICA

La tomografia sismica è una tecnica cosiddetta di “Imaging” che consente di ricostruire una sezione bidimensionale di velocità sismica dei terreni, mediante l`analisi di una molteplicità di percorsi di onde sismiche fra stazioni trasmittenti, corrispondenti ai punti di energizzazione e i singoli geofoni dello stendimento. L’elaborazione consiste essenzialmente nella risoluzione di un problema inverso a partire da una griglia bidimensionale di celle, a cui è possibile attribuire una velocità sismica iniziale. Modificando i valori di velocità di ciascuna cella, si cerca di ridurre in modo iterativo, la differenza esistente fra i dati calcolati e quelli realmente misurati sul terreno. Il risultato finale è costituito da un modello di velocità sismiche del terreno, che meglio risponde alle misure sperimentali.

MASW (Multichannel Analysis of Surface Waves)

Nella maggior parte delle indagini sismiche per le quali si utilizzano le onde compressive, più di due terzi dell’energia sismica totale generata viene trasmessa nella forma di onde di Rayleigh, la componente principale delle onde superficiali. Sebbene queste siano considerate rumore per le indagini sismiche che utilizzano le onde di corpo (riflessione e rifrazione), la loro proprietà dispersiva può essere utilizzata per studiare le proprietà elastiche dei terreni superficiali. La costruzione di un profilo verticale di velocità delle onde di taglio (Vs), ottenuto dall’analisi delle onde piane della modalità fondamentale delle onde di Rayleigh è una delle pratiche più comuni per utilizzare le proprietà dispersive delle onde superficiali. Questo tipo di analisi fornisce i parametri fondamentali comunemente utilizzati per valutare la rigidezza superficiale, una proprietà critica per molti studi geotecnici. L’intero processo comprende tre passi successivi: l’acquisizione delle onde superficiali (ground roll), la costruzione di una curva di dispersione (il grafico della velocità di fase rispetto alla frequenza) e l’inversione della curva di dispersione per ottenere il profilo verticale delle Vs (profilo 1-D) che descrive la variazione di Vs con la profondità.