The Structural Engineer's Corner

Eng. Onorio Francesco Salvatore

L’indagine sismica a rifrazione

Written By: Francesco Salvatore Onorio - Mar• 07•11

Nelle indagini geosismiche è molto diffuso il metodo a rifrazione che fa uso della propagazione delle onde sismiche longitudinali (onde P) e talvolta trasversali (onde S) nel sottosuolo per risalire alle proprietà meccaniche e fisiche dei terreni.

In maniera molto semplice, la tecnica consiste nel misurare i tempi di primo arrivo delle onde sismiche generate in un punto della superficie che prende il nome di “punto di sparo” (esplosivo o massa battente). I rilevatori, che fungono da punto di arrivo, sono i cosiddetti geofoni (trasduttori velocimetri), disposti in maniera allineata sulla superficie topografica nel numero di 6, 12 o 24. L’allineamento così ricreato consente di ricostruire un profilo sismo-stratigrafico lungo la retta dei geofoni.

I geofoni near-source rilevano prima l’onda diretta, la quale arriva viaggiando alla velocità del primo strato, mentre quelli più lontani rilevano prima le onde rifratte, che viaggiano a velocità più elevata. Le informazioni note sono le distanze geofoni-sorgente ed i tempi di primo arrivo (rilevati). Si ottengono così le democrone (dal greco dromos corsa e cronos tempo), le quali consentono di pervenire alla velocità dei vari strati e quindi produrre una stratigrafia sismica.

La tecnica trova numerosi campi di applicazione e consente si effettuare:

– analisi geotecniche (individuazione delle proprietà fisiche dei mezzi investigati);

– analisi geologiche (successioni stratigrafiche, individuazione di faglie, strutture sepolte, …);

– determinazione della profondità del substrato roccioso;

– altro.

 

Qui di seguito l’immagine di un geofono da campo:

 

Il geofono viene infisso nel terreno come mostrato di seguito:

 

Mentre nell’immagine che segue vi è uno stendimento sismico, ovvero una serie di geofoni disposti in linea retta:

 

Per ricreare le onde sismiche si fa uso di un fucile sismico come quello mostrato sotto:

 

La registrazione degli impulsi sismici rilevati dai geofoni avviene mediante un sismografo a bassissimo rumore interno:

 

La tecnica, come detto, può essere impiegata anche per studiare cedimenti del terreno, come nell’esempio che segue:

 

In questo caso si dispongono i geofoni allineati nell’area di interesse:

 

E l’output ottenuto è una mappa cromatica del profilo stratigrafico, tipo quella riportata di seguito. I colori sono associati alla velocità delle onde sismiche.

 

Dalla mappa riportata si rileva un’informazione molto importante: proprio sulla verticale del cedimento manifestatosi in superficie si nota la presenza di una zona, costituita da materiale alterato, che si incunea nel sottosuolo. Qui si ha una faglia che, presumibilmente, provoca il cedimento.

 

 

 

E con questo è tutto. L’appuntamento è col prossimo articolo.

 

 

 

Per chiarimenti, segnalazioni ed altro è possibile contattare l’autore a:

onorio@strutturista.com

Ing. Onorio Francesco Salvatore

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