Geologia applicata – Sismica


Lo studio associato si occupa da decenni di geologia applicata, rilevamento geologico, indagini geognostiche e sismiche. L’esperienza pluriennale nell’ambito degli studi nelle Scienze della Terra coniugata a quella maturata nel campo delle costruzioni civili consentono di operare nei diversi campi della geologia con approccio multidisciplinare, con efficacia ed efficienza. Particolare attenzione è data alla scelta del piano di indagini geognostiche, alle tecniche ed attrezzature da utilizzare conseguendo sempre l’ottimizzazione dei risultati sia volti alla risoluzioni di problematiche che alla definizione dei costi.

Lo studio è dotato di apparecchiature per indagini geognostiche e sismiche per la caratterizzazione del modello geologico del sottosuolo in ottemperanza alle leggi e normative vigenti.

Lo studio possiede un tromografo Tromino Micromed TROMINO ENGY® il quale si basa su un progetto brevettato che ottimizza la misura del microtremore nell’intervallo di frequenze compreso fra 0.1 e 200 Hz. E’ uno strumento dotato di tre canali velocimetrici per l’acquisizione del microtremore sismico ambientale (fino a ±1.5 mm/s ~), tre canali velocimetrici per la registrazione di vibrazioni forti (fino a ± 5 cm/s ~), tre canali accelerometrici per monitoraggio di vibrazioni, un canale analogico (es. trigger esterno per MASW/rifrazione), ricevitore GPS integrato, modulo radio per sincronizzazione tra diverse unità. Tale strumento permette, avvalendosi delle metodologia basata sulla tecnica di Nakamura applicato ai microtremori e sul rapporto tra le componenti orizzontali (H) del moto del suolo e le componenti verticali (V), di ottenere informazioni sulla sismostratigrafia del sottosuolo  (tecnica/indagine HVSR). La tecnica dei rapporti spettrali HVSR è assolutamente non invasiva, rapida e si applica ovunque senza la necessità di realizzare perforazioni dedicate. Basandosi sul “rumore sismico” non ha bisogno di stendimenti di cavi, né di energizzazioni esterne diverse dal “rumore ambientale” che in natura esiste ovunque.

Marinelli

Sovrapposizione di tre prove HVSR eseguite a breve distanza in cui si evidenzia una variazione laterale del modello geofisico

La strumentazione essendo composta da un sistema di acquisizione triassiale con frequenza propria di 4,5 Hz. Per ciò che concerne lo strumento di acquisizione dati, il segnale viene convertito da un sistema A/D a 24 bit e registrato su memoria allo stato solido. La frequenza di campionamento è di 1024 Hz in modo da poter registrare tutto lo spettro utile delle onde generate. Tale strumentazione, unitamente alla presenza di un trigger e geofono permette di acquisire informazioni che possono essere analizzate secondo tecniche MASW e l’analisi della rifrazione in onde SH.

Mediante tale strumentazione, inoltre, è possibile ottenere le seguenti informazioni ed i seguenti risultati:

  • Velocità media delle onde di taglio Vs calcolata nei primi 30 metri di spessore del terreno così come richiesto dalla normativa in vigore.

  • Frequenze di risonanza del sito che rappresenta un parametro di fondamentale importanza: non esistendo la possibilità né di prevedere e tantomeno di controllare i terremoti, si possono, invece, individuare provvedimenti nella progettazione e nella costruzione delle strutture i quali consentano di ridurre l’entità del danno in caso di sisma e, di conseguenza, il rischio sismico. Tale parametro pertanto risulta fondamentale per la corretta progettazione degli edifici in quanto si dovranno adottare adeguate precauzioni tali che la/le struttura/e non abbia/no la stessa frequenza di vibrazione del terreno per evitare effetto di “doppia risonanza” estremamente pericolosi per la stabilità di quanto si sta progettando (risposta sismica locale)

  • Frequenza di risonanza di un edificio nel caso in cui la misura venga effettuata all’interno dello stesso. In questo caso sarà possibile confrontarla con quella caratteristica del sito e valutare se, in caso di un evento sismico, la struttura può essere o meno a rischio

  • Stratigrafia del sottosuolo con un range di 0.5-700 mt di profondità (sebbene il dettaglio maggiore lo si raggiunge nei primi 100 mt). Lo strato viene inteso come unità distinta da quelle sottostanti e soprastanti per un contrasto d’impedenza tra gli stessi. 

  • Applicazioni archeologiche cLe indagini di sismica passiva si prestano in maniera ottimale per indagare siti di interesse archeologico, in quanto tecnica non distruttiva. Lo scopo è di studiare in dettaglio le caratteristiche litologiche del sottosuolo e di individuare eventuali cavità sepolte, cripte ed eterogeneità di origine naturale o antropica, per poi così meglio pianificare future opere di scavo

Le interpretazioni delle indagini geofisiche vengono prevalentemente svolte con i software Geopsy, Grilla®.

MASW_spectrum3

Contenuto spettrale delle ampiezze di un’acquisizione e diagramma F-X (frequenza-distanza)

prof_max

Identificazione della coppia “Velocità max.- Frequenza min.” per individuare la massima profondità raggiunta con l’indagine

Le tecniche di inversione hanno in comune un aspetto sfavorevole, possono produrre risultati molteplici e non univoci. A partire dalle medesime condizioni sismostratigrafiche, diversi valori dei parametri incogniti del modello possono produrre, attraverso i procedimenti di inversione, diverse soluzioni tutte accettabili ed in buon accordo con il dato sperimentale. In assenza di elementi di taratura quindi, il livello di incertezza del modello ottenuto, risulta molto più elevato ed i parametri incogniti possono non essere aderenti alla realtà del sottosuolo.

I software di elaborazione usati, permettono di effettuare un’inversione combinata tra la curva di dispersione della MASW che offre buoni risultati specialmente per i primi metri di sottosuolo ed i dati sperimentali di analisi di tipo passivo (es: ReMi, HVSR, ecc…) con i quali è possibile indagare a maggiori profondità.

dispersion_curve_combined_HV2

Esempio di analisi combinata (software Geopsy-Dinver) del picking della curva di dispersione della MASW (Curva tratteggiata alte frequenze) e della curva HVSR (porzione a basse frequenze)

Forzando alla correlazione i diversi dati provenienti da metodiche diverse che offrono peculiarità e vantaggi specifici ed eseguendo inversioni combinate, si diminuisce considerevolmente il grado di incertezza nella determinazione dei parametri sismostratigrafici. Più semplicemente, si può “costringere” l’inversione ad essere contestualmente coerente con la porzione della curva sperimentale a medio-alta frequenza della MASW e con la curva di un’analisi passiva. L’accordo della combinazione riduce quindi considerevolmente il livello di dispersione dei risultati su un range di frequenze (e quindi di profondità) più ampio di quanto si possa ottenere con una singola metodica.

In aggiunta od in alternativa, si possono porre come vincolo, sugli strati del modello sismostratigrafico iniziale, i dati di Vs e profondità provenienti ad esempio dalla sismica di superficie a rifrazione in onde SH ed eseguire l’inversione con le suddette condizioni.

Lo studio è specializzato nella redazione di studi di Microzonazione sismica di I°, II° e III° livello e di RISPOSTA SISMICA LOCALE.

Lo studio svolge inoltre studi volti a:

Verifiche di stabilità di versanti e dei fronti di scavo provvisori (Software SSAP);
› Indagini geologiche, progetti di coltivazione e D.L. inerenti attività estrattive;
› Valutazioni geologiche ed idrogeologiche per opere di captazione superficiali e profonde (dighe in terra e pozzi);
› Acquisizione permessi autorizzativi e pratiche per la realizzazione di progetti di ricerca e sfruttamento (pozzi, opere di presa ecc.);
› Prove di portata su pozzi;
› Prove di permeabilità in situ dei terreni;
› Consulenza sui trattamenti più appropriati circa gli scarichi domestici non in pubblica fognatura.