METODI GEOFISICI DI ESPLORAZIONE

Fornire le adeguate conoscenze delle principali tecniche d'indagine nell’ambito della geofisica applicata alle infrastrutture e della geofisica ambientale, al fine di caratterizzare le proprietà fisicomeccaniche dei terreni.

La partecipazione al corso richiede delle conoscenza di base di Fisica Terrestre e Geofisica Applicata.

La frequenza alle lezioni è obbligatoria, in considerazione del fatto che parte del corso prevede esercitazioni pratiche sia al computer che sul terreno.

1. Indagini geofisiche del sottosuolo: sismica Teoria e esercitazioni pratiche sulle principali metodologie di indagine per la determinazione delle proprietà elastiche del terreno attraverso l’utilizzo di onde sismiche. 1.1. Concetti di base di sismica a rifrazione. 1.2. Cenni teorici di tomografia sismica attiva e passiva. 1.3. Concetti di base sulla dispersione delle onde superficiali: Metodi MASW, REMI ed array sismici 2D. 1.4. Definizione di VS,30 per la caratterizzazione speditiva degli effetti sismici locali. 1.5. Esercitazioni in campagna di sismica ed esempi di elaborazione di dati sismici attraverso codici open source e commerciali. 1.6. Concetti di base di sismica a riflessione con esempi di studio. 2. Indagini geofisiche del sottosuolo: geoelettrica Cenni teorici sulle principali metodologie che utilizzano proprietà elettriche del sottosuolo per la determinazione della sua struttura ed esercitazioni pratiche al computer. 2.1. Cenni teorici sulle proprietà elettriche dei terreni: applicazioni, vantaggi e svantaggi delle varie metodologie. 2.2. Principali metodi elettrici attivi e passivi. 2.3. Configurazioni elettrodiche (Wenner, Schlumberger, Dipolo-Dipolo) 2.4. Esempi di studio ed e esercitazioni al computer. 3. Determinazione della risposta sismica locale mediante tecniche 1D: Cenni teorici alla base dei codici di calcolo 1D per la determinazione dei principali parametri di risposta sismica ed esercitazioni pratiche al computer. 3.1. Concetti di base: spettro di un segnale sismico, effetti topografici, effetti di bacino e stratigrafici. 3.2. Non-linearità dei terreni e cenni sui modelli 1D per il calcolo della risposta sismica locale. 3.3. Principali parametri descrittivi di una registrazione sismica: PGA, PGV, PGD, RMS acceleration, Arias e Housner intensity. 3.4. Spettro di risposta elastico in accelerazione, spostamento e velocità. 3.5. Terremoto di progetto: approccio deterministico ed approccio probabilistico. 3.6. Cataloghi DISS, DBMI e CPTI per la caratterizzazione sismica del territorio e cenni sulle leggi di attenuazione del moto sismico. 3.7. Carte della pericolosità sismica nazionale e spettri di progetto NTC08 per la selezione degli accelerogrammi. 3.8. Utilizzo del software open source Rexel per la selezione di accelerogrammi (esercitazione). 3.9. Utilizzo dei software open source Deepsoil e Strata per il calcolo della risposta sismica 1D (esercitazione) 4. Caratterizzazione sperimentale della risposta sismica locale: Metodologie sperimentali per la determinazione della risposta sismica locale usando terremoti e microtremore. 4.1. Rapporto segnale rumore e definizione di durata di un evento sismico. 4.2. Riconoscimento visivo delle principali fasi di un terremoto onde P e onde S. 4.3. Tecniche di rapporti spettrali per la definizione della risposta sismica locale. 4.4. Effetti direzionali sulla risposta sismica locale: principi di base e concetti relativi alla tecnica di analisi di polarizzazione e di risonanza direzionale. 4.5. Metodi sperimentali per la determinazione delle caratteristiche dinamiche degli edifici (periodo di oscillazione, torsione e smorzamento). 4.6. Utilizzo del software open source Geopsy per la visualizzazione ed il calcolo degli spettri di Fourier e dei rapporti spettrali HVSR e SSR.

1. P. Kearey, M. Brooks, I. Hill - An Introduction to Geophysical Exploration , Blackwell science
2. G. Lombardo - Geofisica delle aree urbane, Aracne editrice
3. Alan E. Mussett, M. Aftab Khan - Esplorazione del sottosuolo. Una introduzione alla geofisica applicata, Zanichelli

L'esame si svolge attraverso esame frontale ed esercizi al computer che mirano ad accertare il grado di conoscenza delle tecniche di indagine geofisica del sottosuolo trattate nel corso.

- Quali sono i vantaggi e gli svantaggi delle principali tecniche che utilizzano la dispersione delle onde superficiali?

- In una prospezione elettrica quale configurazione elettrodica utilizzerebbe in presenza di faglia?

- Quali input sono necessari per la stima della risposta sismica locale mediante un codice 1D?

- Calcolare il rapporto HVSR di questo segnale ed interpretrane il risultato? (al computer)