Si effettuano le seguenti indagini:
- Risposta Sismica Locale
- Analisi della dispersione delle onde di superficie secondo le seguenti metodologie: MASW (Multi-channel Analysis of Surface Waves) in onde di Rayleigh e di Love, ESAC (Extended Spatial Autocorrelation), ReMi (Refraction Microtremors), HVSR (Horizontal-to-Vertical Spectral Ratio), HoliSurface® (metodo brevettato), MAAM (Miniature Array Analysis of Microtremors), analisi Full Velocity Spectrum (FVS);
- Sismica a rifrazione e tomografia sismica
- Sismica in foro (down hole)
MASW (Multichannel Analysis of Surface Waves)
È un’analisi di sismica attiva, che si effettua attraverso la registrazione della propagazione delle onde di superficie (Rayleigh e Love) e che permette di risalire alla velocità delle onde di taglio S nel sottosuolo, portando quindi a determinare anche il parametro Vs,eq (velocità equivalente di propagazione delle onde di taglio), secondo le NTC 2018. In un mezzo stratificato le onde di superficie (Rayleigh e Love) danno vita al fenomeno della dispersione, cioè lunghezze d’onda diverse si propagano con diverse velocità di fase e gruppo: le componenti ad alta frequenza (con piccola lunghezza d’onda) “sentono” solamente gli strati più superficiali del suolo, mentre le componenti a più bassa frequenza “sentono” anche gli strati più profondi consentendo quindi di determinarne le caratteristiche.
HVSR (Horizontal Vertical Spectral Ratio)
È un’analisi di sismica “passiva” che si basa sulla misura delle vibrazioni del terreno indotte da sorgenti non controllate, attraverso un apparato di registrazione dotato di 3 velocimetri disposti nelle tre direzioni dello spazio, e sull’analisi del rapporto spettrale tra le componenti orizzontali (H) e verticali (V) di quello che viene definito “vibrazione ambientale” o “microtremore”, costituito da piccole vibrazioni del terreno dell’ordine di 10-4-10-2 cm. Gli spettri verticali e orizzontali variano in funzione dell’anisotropia del mezzo attraversato e dei gradienti di impedenza presenti nel sottosuolo:
Rapporto di impedenza sismica I = ρrVr/ρsVs
Dove ρr è la densità del substrato e ρs del terreno soprastante; Vr la velocità delle onde di taglio del substrato e Vs del terreno. Gli effetti stratigrafici di amplificazione sismica sono influenzati dal rapporto d’impedenza, e le frequenze corrispondenti ai massimi della funzione di amplificazione si chiamano frequenze (periodi) naturali di vibrazioni del deposito. Il periodo proprio di sito è indicato dalla seguente formula:
T0 = 4H/Vs
Dove: Vs è la velocità delle onde di taglio fino al bedrock (inteso come un orizzonte con forte contrasto di Vs che dà origine ad un picco dell’H/V); H lo spessore dei sedimenti sovrastanti il bedrock.
Analisi congiunta MASW-HVSR
per analisi congiunta si intende l’utilizzo di tutti i dati a disposizione all’interno dello stesso strumento di analisi. Questo tipo di analisi offre numerosi vantaggi, primo fra tutti quello di diminuire il numero dei possibili modelli sismostratigrafici (spessori/velocità) determinati dal problema della non-univocità (cioè dell’equivalenza di modelli diversi per una data curva di dispersione) che in effetti tocca tutti i metodi geofisici di superficie.
Dai dati acquisiti mediante MASW si effettua il calcolo della curva di dispersione (con attribuzione degli spessori e delle velocità relative), ed a partire da questo la creazione di una “curva teorica” H/V. Infine confrontando tale curva con quella misurata empiricamente, si cerca di affinare il modello sismostratigrafico in modo da ottenerne uno che rappresenti al meglio la curva di dispersione e che faccia sovrapporre le curve H/V (empirica e teorica). Tale operazione consente di vincolare il modello Vs specialmente in profondità dove il margine di incertezza è maggiore.
SISMICA A RIFRAZIONE
Il principio di questa tecnica sismica è basato sull’analisi del tempo che impiega un’onda sismica ad attraversare differenti strati del sottosuolo e ritornare quindi in superficie a causa delle molteplici rifrazioni subite. E’ possibile considerare tanto le onde longitudinali/compressionali (onde P) che quelle trasversali (onde S, o di taglio).
La tecnica si basa sulla misura dei tempi dei primi arrivi registrati da una serie di sensori (geofoni) disposti in superficie.
Lo studio della propagazione delle onde sismiche consente di valutare le proprietà meccaniche e fisiche dei terreni; geometria e spessori delle coltri superficiali e delle unità sottostanti; la profondità e l’andamento del “bedrock”; ed eventualmente, in terreni alluvionali, la profondità della falda (se questa non è troppo profonda). L’acquisizione viene eseguita tramite sismografi a trasmissione digitale del segnale proveniente da geofoni verticali e/o orizzontali del tipo elettromagnetico a bobina mobile con frequenza propria di 4.5 Hz o 10Hz. Generalmente l’energizzazione avviene mediante martello su piastra per le onde compressionali P e su trave di legno per le onde di taglio S.
TOMOGRAFIA SISMICA
E’ una tecnica di indagine che permette l’individuazione di anomalie nella velocità di propagazione delle onde sismiche con un alto potere risolutivo, offrendo la possibilità di ricostruire anomalie e discontinuità stratigrafiche anche particolarmente complesse.
Questa tecnica fornisce l’immagine della distribuzione delle onde sismiche sotto la superficie rivelandosi particolarmente utile ad esempio per la ricostruzione dei corpi di frana e dell’andamento del substrato roccioso (bedrock), e per l’individuazione di faglie.
SISMICA IN FORO
Le prove sismiche in foro VSP (vertical seismic profile), note anche come di tipo down hole, si effettuano in fori di sondaggio mediante l’uso di geofoni da pozzo di tipo tridimensionale. Il metodo rappresenta una delle più accurate misure sismiche per la definizione delle proprietà fisico-meccaniche dei terreni. Consiste nella registrazione a varie profondità dei primi arrivi delle onde generate da una sorgente posta in prossimità del “boccaforo” del sondaggio.
Il sensore da pozzo viene calato all’interno del foro di sondaggio opportunamente rivestito, e fissato a varie profondità con intervalli regolari (nel nostro caso è stato utilizzato passo di 1 m). Impostata la distanza tra sorgente e ricevitori, energizzando il terreno in superficie e misurando i tempi di arrivo del primo impulso ai geofoni, è possibile stimare in maniera accurata la distribuzione delle velocità sismiche (P ed SH) in corrispondenza della verticale di misura.
La metodologia down hole ha, rispetto alla sismica di rifrazione, il vantaggio di non avere come condizione il necessario aumento di velocità con la profondità, in quanto si valutano i tempi di arrivo delle ondo elastiche via via che esse penetrano negli strati più profondi senza subire fenomeni di rifrazione; quindi è sempre possibile valutare eventuali inversioni di velocità.
