METODI GEOFISICI DI ESPLORAZIONE

L'obiettivo principale del corso è quello di fornire agli studenti gli strumenti necessari per trattare ed utilizzare i dati geofisici in modo da poterne ricavare informazioni sul sottosuolo.

Conoscenza e capacità di comprensione:

- basi teoriche sui metodi sismici;

- basi teoriche sui metodi elettrici;

- basi teoriche su pericolosità e risposta sismica locale.

Capacità di applicare conoscenza:

- capacità di acquisire e analizzare dataset geofisici per l’esplorazione del sottosuolo;

- capacità di elaborare dati di risposta sismica locale.

Autonomia di giudizio:

- capacità di argomentare personali interpretazioni di dataset geofisici.

Abilità comunicative:

- capacità di sintesi espositiva e uso di linguaggio tecnico-scientifico appropriato.

Lezioni frontali.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.

Informazioni per studenti con disabilità e/o DSA

A garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi vigenti, gli studenti interessati possono chiedere un colloquio personale in modo da programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in base agli obiettivi didattici ed alle specifiche esigenze.

E' possibile rivolgersi anche al docente referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA) del nostro Dipartimento, prof. Giorgio De Guidi.

Conoscenze di fisica, matematica e fisica terrestre.

Obbligatoria.

Introduzione 1: Analisi dei dati: conversione analogico-digitale, analisi spettrale, convoluzione, deconvoluzione, correlazione, filtraggio.

Introduzione 2: Differenze tra Geofisica di campagna e Geofisica delle aree urbane e problematiche relative. Metodologie geofisiche utilizzabili in aree urbane per la caratterizzazione delle proprietà dei terreni presenti. Metodologie geofisiche tradizionali e innovative. Tecniche invasive e non-invasive, Campi di applicabilità, limiti e potenzialità delle principali metodologie geofisiche utilizzabili in aree urbane.

Sismologia applicata: Onde sismiche, riflessione e trasmissione dei raggi incidenti, rifrazione critica, diffrazione, attenuazione intrinseca, divergenza sferica, scattering, sorgenti sismiche, individuazione e registrazione delle onde sismiche.

Sismica a rifrazione: Semispazio e dromocrona delle onde dirette, strato orizzontale e dromocrona delle onde rifratte, strati orizzontali, strato inclinato, rifrattori non-planari, survey, casi applicativi.

Sismica a riflessione: Strato orizzontale e dromocrona delle onde riflesse, normal moveout, strati orizzontali e velocità rms, riflessioni multiple, survey e risoluzione orizzontale-verticale, data processing, casi applicativi.

Altri metodi Sismici: Cross-hole test, Down-hole test, metodologie MASW, H/V, Tomografia sismica, Refraction Microtremor analysis – ReMi, casi applicativi.

Metodi Elettrici: La resistività elettrica delle rocce, Formula di Archie, Anisotropia, conduttanza longitudinale, resistenza trasversale, principi di equivalenza e soppressione, Strumentazione, Sezione energizzante, Sezione ricevente, Acquisizione del segnale nei casi di basso rapporto segnale/disturbo, Metodo della resistività, Flusso di corrente in un mezzo omogeneo: fondamenti teorici, Dispositivi elettrodici, Profili e sondaggi di resistività, L’acquisizione dei dati in campagna, Analisi dei dati e interpretazione, L’uso della scala logaritmica, Interpretazione diretta e inversa, Metodo di sovrapposizione, Metodo del punto ausiliario per l’interpretazione di curve a più di tre strati, Grafici ausiliari, L’uso del computer per l’interpretazione, Mappe di resistività apparente, pseudosezione, Ricostruzione del substrato conduttivo impermeabile per ricerche idrogeologiche, Scelta delle indagini geoelettriche più appropriate per campagne archeologiche e per scopi ingegneristici, Misure elettriche in pozzo, Carotaggi elettrici convenzionali, Scelta delle metodologie da usare in campagna per l’ottimizzazione delle indagini, Tomografia elettrica 2D e 3D, Casi applicativi.

Pericolosità sismica e riposta sismica locale: Rischio sismico e Pericolosità sismica, Vulnerabilità degli edifici, Esposizione, Vulnerabilità dei sistemi. Valutazione Pericolosità sismica: approccio deterministico, approccio probabilistico, Stima probabilistica della pericolosità, Criteri di valutazione del Terremoto di Progetto, Microzonazione sismica, scenari di pericolosità, geologia locale e valutazione condizioni del terreno, Comportamento non lineare e dissipativo dei terreni, Risposta sismica ideale e reale di un terreno, Effetti dovuti a eterogeneità, presenza di irregolarità geometriche e topografiche, presenza di strutture tettoniche e cavità,

Valutazione risposta locale: Metodi analitici e Metodi semplificati, Microtremori, Tecnica di Nakamura, Rapporti spettrali (HVNR, HVSR, H/Href), Modellazioni, Esempi di macro e microzonazione sismica.

Esercitazione su tecniche di campionatura ed elaborazione segnali sismici.

Esercitazione su propagazione di onde sismiche.

Esercitazione di sismica a rifrazione con REFRACT.

Esercitazione di interpretazione di dati sismici a riflessione tramite OPENDTECT.

Esercitazione su uso programmi REXEL, STRATA, EERA, DEEPSOIL per modellazione risposta locale.

Esercitazione su prospezioni MASW e Refraction Microtremor, HVSR.

1. G. Lanzo, F. Silvestri (1999). RISPOSTA SISMICA LOCALE. Argomenti di Ingegneria Geotecnica 10, Edizioni Hevelius.
2. C. Mancuso (1996). MISURE DINAMICHE IN SITO. Argomenti di Ingegneria Geotecnica 4, Edizioni Hevelius
3. M. Corrao e G. Coco (2021). Geofisica applicata. Con particolare riferimento alle prospezioni sismiche, elettriche, elettromagnetiche e geotermiche. Flaccovio Dario editore.
4. J.M. Reynolds (2011). An Introduction to Applied and Environmental Geophysics (Second Edition). Wiley-Blackwell Editore.
5. P. Kearey et al. (2002). An Introduction to Geophysical Exploration. Blackwell Editore.
6. L. Nori, P. Di Marcantonio (2014). Manuale pratico di risposta sismica locale. Dal sismogramma allo spettro di progetto con Rexel e Strata-
7. Dispense.

L'esame consiste in una prova orale di circa 30 minuti finalizzata ad accertare il livello di conoscenza e capacità di comprensione raggiunto dallo studente sui contenuti teorici e metodologici indicati nel programma.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.

Quali sono le analogie e le differenze tra i diversi metodi sismici di esplorazione?

Da cosa dipende la profondità massima investigabile con un profilo geofisico?

Illustra i principali step del data processing in un survey di sismica a riflessione.

Illustra in cosa consiste la conversione analogico-digitale, soffermandoti sul campionamento della variabile indipendente (frequenza di campionamento) e dipendente (range dinamico).

Caratterizzazione geoelettrica del sottosuolo mediante sezioni 2D.

Illustra cos’è l’equazione di Dix e per cosa si utilizza.

Illustra in cosa consistono le tecniche MASW e ReMi.

Descrivi i diversi step per la valutazione della risposta sismica locale.