beyond the surface
Prova Sismica Down-Hole in Foro
Obiettivi
La prova Down-Hole consente di:
Misura diretta velocità VP e VS negli strati del sondaggio con risoluzione metrica.
Calcolo VS30 per classificazione suoli secondo le norme NTC 2018.
Stima parametri elastici dinamici del terreno: moduli G, E, K e coefficiente di Poisson.
Correlazione velocità-stratigrafia per una precisa associazione litotipo-velocità.
calcolare il coefficiente di attenuazione e il fattore di qualità Q quando richiesto.
Principio del metodo
La prova sismica in foro di sondaggio di tipo Down-Hole (DH) è un’indagine sismica diretta che consente la misura delle velocità di propagazione delle onde sismiche di volume – onde di compressione (VP) e onde di taglio (VS) – a diverse profondità all’interno di un foro di sondaggio appositamente attrezzato.
La tecnica si basa sulla registrazione, tramite uno o più ricevitori posizionati
a profondità progressive all’interno del foro, dei tempi di arrivo degli impulsi sismici generati in superficie da una sorgente posta in prossimità della bocca del pozzo (a 2–5 m di distanza).
Per ogni posizione del ricevitore si effettua una misura della distanza percorsa dall’onda (nota dalla geometria) e del tempo impiegato, ottenendo così le velocità intervallari VP e VS per ciascuno strato attraversato.
Per la corretta identificazione dell’onda di taglio si eseguono energizzazioni coniugate (colpi in direzione opposta di 180°) che producono inversione di fase nel sismogramma, consentendo di distinguere con certezza l’arrivo dell’onda S da quello delle onde P e delle onde superficiali.
Modalità esecutive
La prova viene eseguita in conformità con quanto previsto dalle NTC 2018, dalle Linee Guida ASG (2015) e dalla norma ASTM D7400.
Il foro di sondaggio deve essere opportunamente rivestito con tubo in PVC o ABS (spessore > 3 mm) cementato al terreno circostante.
Il geofono tridimensionale da foro viene calato alla quota di misura più profonda, ancorato alle pareti del tubo di rivestimento tramite dispositivo di bloccaggio meccanico/ pneumatico, e il ciclo di acquisizione viene avviato.
Si effettuano energizzazioni delle onde P (impatto verticale su piastra in alluminio) e delle onde S (impatto laterale coniugato su incudine di legno ancorata al suolo per attrito radente).
Al termine di ogni coppia di acquisizioni il ricevitore viene risalito di 1 m e le misure vengono ripetute lungo tutta la verticale fino alla bocca del foro, ottenendo un profilo continuo con frequenza di 1 misura/metro.
Strumentazione
Le acquisizioni vengono eseguite con il sismografo digitale DoReMi (SARA Electronic Instruments S.r.l.), strumento modulare a telemetria digitale con risoluzione a 24 bit. L’architettura distribuita del DoReMi, con digitalizzazione del segnale in prossimità del geofono, garantisce un’elevata dinamica totale (fino a 155 dB), l’immunità ai disturbi elettromagnetici e l’assenza di crosstalk.
La frequenza di campionamento è programmabile tra 200 e 20.000 Hz, con formato di output SEG-2 e SEG-Y. Il ricevitore è costituito da un geofono tridimensionale da foro (terna ortogonale di velocimetri) con frequenza propria compresa tra 8 e 14 Hz e diametro ≤ 70 mm, dotato di dispositivo di ancoraggio per il contatto con le pareti del tubo di rivestimento.
Come sorgente per le onde P viene impiegato un maglio da 6 kg su piastra circolare in alluminio; per le onde SH, un sistema di percussione laterale coniugata su incudine di legno ancorata al suolo.
Il trigger è un geofono verticale Geospace da 14 Hz posizionato in prossimità della sorgente. L’elaborazione viene effettuata con il software GRILLA (Micromed) o equivalente, con algoritmi di calcolo ART, SIRT
e ray tracing curvilineo (RTC).
Risultati forniti
Sismogrammi originali delle registrazioni di campagna per ogni quota di misura.
Diagrammi delle velocità VP e VS intervallari e per ogni stazione di misura.
Profilo stratigrafico con associazione litotipo-velocità desunta dalla stratigrafia del sondaggio.
Calcolo di VS30, categoria di sottosuolo di fondazione (NTC 2018) e coefficiente di Poisson dinamico.
Moduli elastici dinamici: modulo di taglio G , modulo di Young E, modulo di compressibilità K.
Riferimenti normativi e tecnici
- D.M. 17 gennaio 2018 – Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC 2018);
- Circolare n. 7 del 21 gennaio 2019 – Istruzioni per l’applicazione delle NTC 2018;
- ASTM D7400 – Standard Test Methods for Downhole Seismic Testing;
- ISRM – Suggested Methods for Seismic Testing within and between Boreholes (1988);
- Linee Guida per le Indagini Geofisiche – Associazione Società di Geofisica (ASG, 2015).
