Indagini Geofisiche

Aureli Soil Srl | indagini geofisiche

Nel settore delle prospezioni geofisiche l’ Aureli Soil Srl  fornisce diverse tipologie di indagini di sismica attiva e passiva, metodologie geoelettriche (2D e 3D) ed elettromagnetiche, utili per la proggettazione di opere infrastrutture oltre che nel campo ambientale.
La forte esperienza in questo settore  ha permesso di scegliere strumentazioni ad alta tecnologia ed affinare la meto dica di acquisizione migliorando la qualità dei risultati conseguiti.

SISMICA A RIFRAZIONE E RIFLESSIONE

Attraverso l’utilizzo di questa metodologia è possibile valutare le geometrie e gli spessori del sottosuolo, definire le velocità dei sismostrati consentendo una parametrizzazione elasto-dinamica del sottosuolo attraverso la registrazione in superficie delle onde P ed S.
Si eseguono indagini di sismica a riflessione ad alta risoluzione che ha campi di applicazione specie nell’ingegneria civile e ad elevata profondità per la ricostruzione dell’assetto stratigrafico e strutturale di corpi geologici più profondi.
A differenza dalla sismica a rifrazione, non viene misurato solo il tempo di primo arrivo dell’onda elastica ai singoli geofoni, ma viene effettuata un’accurata analisi dei treni d’onda ricevuti, attraverso la quale si giunge a riconoscere i segnali provenienti dalle superfici di separazione di terreni caratterizzati da differenti velocità sismiche.
Il risultato finale sarà un elaborato grafico nel quale viene evidenziato l’andamento delle superfici di riflessione provenienti dal sottosuolo (i riflettori sismici) che segnaleranno la presenza delle varie discontinuità incontrate, geometrie deposizionali, stratificazione, superfici di discordanza, faglie, sovrascorrimenti, etc..

TOMOGRAFIA SISMICA

Dall’esperienza maturata fra i vari metodi di interpretazione delle indagini sismiche a rifrazione si predilige quello che permette la restituzione di una tomografia sismica.
Rispetto alla convenzionale sismica a rifrazione, tale tecnica limita i problemi interpretativi dovuti agli strati ad inversione di velocità (orizzonte fantasma) o di ridotti spessori.
Tale tipo di restituzione si rivela uno strumento di elevata precisione ed eccellente per l’individuazione di strutture sepolte, cavità, ricostruire e delimitare il volume dei corpi di frana.
L’elaborazione dell’imaging viene effettuata con il software Rayfract che esegue l’inversione dei dati sismici acquisiti con il metodo 2D WET Wavepath Eikonal Traveltime che rappresenta l’evoluzione del metodo G.R.M. (Generalized Reciprocal Method).
Il procedimento Eikonale modella i percorsi multipli della propagazione del segnale che contribuiscono ad un primo arrivo e inoltre, modella anche la diffrazione, oltre alla rifrazione.

SISMICA IN FORO: DOWN HOLE - CROSS HOLE

Le prove sismiche in foro hanno come scopo la determinazione delle velocità di propagazione delle onde di compressione “P” e di taglio “S”; risultano particolarmente utili per la determinazione del parametro Vs30 (OPCM 3274-DM 14/01/2008).
Per queste indagini è necessario predisporre un foro opportunamente attrezzato.
Il metodo Down-hole prevede la sorgente energetica in superficie ed i sensori all’interno del perforo. Si adoperano geofoni particolarmente assemblati a cinque componenti, per essere calati e fissati a profondità via via crescenti contro la parete di un perforo opportunamente condizionato; energizzando il terreno in superficie e misurando i tempi di arrivo del primo impulso al geofono, si ha la possibilità di determinare la velocità e i moduli elasto-dinamici dei litotipi riscontrati nella perforazione.
La prova Cross-hole viene eseguita praticando almeno due fori di sondaggio, in uno dei quali si alloggia il geofono triassiale mentre nell’altro si energizza. La sorgente energetica deve essere in grado di generare onde elastiche ad alta frequenza e ricche di energia, con forme d’onda direzionali, cioè con la possibilità di ottenere prevalentemente onde di compressione e/o di taglio polarizzate su piani verticali.
Si eseguono anche per la realizzazione di tomografie sismiche tra i fori di sondaggio e si prestano utili nella localizzazione di zone fratturate (meccanicamente degradate) e più in generale per individuare zone di anomalia di velocità nella fascia di terreno investigato.

SISMICA SUPERFICIALE: MASW e Re.Mi.

L’esplorazione geofisica con le Onde di superficie permette di ottenere con semplicità ed economicità le velocità di propagazione delle onde S nel sottosuolo.
Il metodo MASW (Multichannel Analysis of Surface Waves) permette la determinazione del profilo di velocità Vs30.
Supera alcuni dei limiti presenti nella tecnica a rifrazione come l’inversione di velocità.
Non necessita di tempi lunghi in fase di acquisizione e da buoni risultati anche in presenza di rumore.
Le onde di Rayleigh, in un mezzo stratificato, sono dispersive propagandosi con diverse velocità di fase e velocità di gruppo. Si registrano lungo lo stendimento di geofoni energizzando artificialmente e vengono successivamente analizzate attraverso complesse tecniche computazionali basate su un approccio di riconoscimento di modelli multistrato di terreno. Osservando lo spettro di frequenza é possibile evidenziare che l’onda S si propaga a velocità variabile a seconda della sua frequenza, come risultato del fenomeno della dispersione. Effettuato il picking sullo spettro f-K o sulla curva di dispersione ottenuta dai dati di campagna, mediante dei processi di inversione, si ottiene il profilo di velocità con la profondità che permette di definire il parametro della Vs30.
L’analisi Re.Mi. (Refraction Microtremor) è una tecnica di sismica passiva che registrare microtremori, dovuti a sorgenti naturali (vento, mare, attività antropica), mediante disposizioni multi-geofoniche. Anche con questa metodologia vengono studiate le proprietà dispersive delle onde di Rayleigh.
Durante l’analisi si determinano gli spettri di velocità per varie finestre temporali della registrazione effettuata di cui se ne sceglie il più chiaro per l’individuazione della curva da invertire in modo simile all’analisi MASW tuttavia, al contrario di quest’ultimo, è un metodo scelto per le indagini in zone particolarmente rumorose e ha una maggiore risoluzione nel determinare gli strati più profondi.

HVSR

Indagine sismica passiva in grado di individuare le frequenze caratteristiche di risonanza dei terreni. Utile in presenza di forti contrasti di impedenza nello stimare la profondità del bedrock sismico, è particolarmente utilizzata negli studi di microzonazione sismica.
La versatilità di questo tipo di indagini permette anche di ottenere le frequenze di risonanza di un edificio, per poi confrontarle con quelle del terreno ed evitare, in fase di progettazione, i problemi derivanti dalla Doppia Risonanza.

TOMOGRAFIA ELETTRICA 2D e 3D

L’Aureli Soil Srl si occupa da anni di tomografia geoelettrica; tale indagine non invasiva permette di ottenere delle sezioni verticali (2D) oppure modelli tridimensionali (3D) del sottosuolo costruiti sulla base del parametro della resistivià elettrica.
La presenza di fluidi nel sottosuolo fa si che rocce e terreni, attraversati dalla corrente, si comportino relativamente come dei buoni conduttori di elettricità; al contrario le strutture con scarso contenuto di fluidi come rocce asciutte non fratturate e cavità naturali o di natura antropica si comportano come dei cattivi conduttori, se non addirittura come degli isolanti.
Pertanto le geometrie sepolte rispondono al flusso di corrente artificiale, immessa con diverse modalità, in funzione del parametro fisico che regola tale comportamento: la resistività elettrica ρ (Ohm•m).
Tale indagine eseguita su un corpo di discarica, permette di evidenziare eventuali falde sospese di percolato.

GEORADAR

Il Ground Probing Radar (GPR) è una tecnica di indagine indiretta ad alta risoluzione che usa onde elettromagnetiche di frequenza variabile da 40 MHz a 2 GHz.
L’utilizzo della metodologia è in grado di indagare i terreni e i materiali con notevole dettaglio; il limite è costituito dalla profondità di indagine, che è inversamente proporzionale alla frequenza.
Le indagini georadar sono utilizzate per la ricerca e la ricostruzione geometrica di reti di sottoservizi, serbatoi, manufatti interrati, resti archeologici e strutture in genere.
Il principio si basa sulla propagazione di onde elettromagnetiche dalla superficie mediante un’antenna trasmittente e sulla loro riflessione sulle interfacce presenti nel sottosuolo; affinché avvenga la riflessione è necessario che esista una differenza in termini di permeabilità dielettrica e conducibilità elettrica tra l’oggetto interrato e la matrice circostante. In modo particolare, la metodologia georadar consente di individuare, con buona precisione e dettaglio, qualsiasi tipo di anomalia presente nei primi metri di sottosuolo del sito in esame, garantendo, al tempo stesso, costi contenuti e rapidità di intervento. In questo modo è possibile indagare aree anche di notevoli dimensioni ed individuare le zone in cui concentrare eventuali successive indagini dirette (scavi, sondaggi e simili).

Le indagini georadar sono utilizzate per:
• Localizzazione e ricostruzione di sottoservizi, per evitare danni in caso di scavi o perforazione di sondaggi.
• Localizzazione di cisterne e fusti interrati.
• Localizzazione di resti archeologici (muri, cavità, pietre tombali, ecc.).
• Caratterizzazione di strutture in cemento armato o muratura (localizzazione di ferri o centine di armatura, spessore muri o solette in cemento, presenza di vuoti a tergo della struttura, grado di ammaloramento, ecc.).
• Caratterizzazione della geometria di oggetti sepolti (opere fondazionali, presenza di pali/micropali, ecc.) con antenna da foro.