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A.A. 2013/2014 dott. ing. Stefania Lirer

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A.A. 2013/2014dott. ing. Stefania Lirer

INDAGINI IN SITO

La caratterizzazione geotecnica di un deposito comprende:

- la definizione della stratigrafia di dettaglio (metodi diretti ed indiretti);- la determinazione delle condizioni di falda;- la determinazione delle caratteristiche di permeabilità; - l’individuazione della storia e dello stato tensionale attuale (k0);- la determinazione delle proprietà meccaniche.

STATO TENSIONALE INIZIALE

Lo stato tensionale iniziale è individuato dalle tensioni efficaci verticali (’v) ed orizzontali (’o= K0’v).

LA DETERMINAZIONE DEL CORFFICIENTE K0 E’ MOLTO COMPLESSA in quanto esso dipende dalla precisa sequenza di eventi che ha interessato il deposito.Non è sufficiente conoscere il valore del grado di preconsolidazione , in quanto ad uno stesso valore di OCR possono corrispondere differenti valori di k0 a secondo della storia attraverso la quale si è giunti all’attuale OCR.

Relazioni empiriche Prove in sito

PRESSIOMETRODILATOMETRO PIATTO

K0(NC) 1-sen’K0(OC) K0(NC) OCR

PRESSIOMETRO

PRESSIOMETRO

La prova consiste nel misurare le deformazioni radiali provocate nel terreno dall’espansione di una sonda cilindrica dilatabile (detta pressiometro).

Fornisce informazioni sullo stato tensionale in sito, sulla relazione tensione-deformazione e la resistenza a rottura in direzione orizzontale.

Esistono diversi tipi di strumenti, principalmente:

-MENARD (MPM), si installa in un foro trivellato a rotazione di diametro d=60mm.

-AUTOPERFORANTE (SBP)

In questa apparecchiatura la sonda espandibile è cava ed è preceduta da un cilindro di acciaio all’interno del quale agisce in rotazione un utensile disgregatore.

L’avanzamento avviene a distruzione, con la risalita del fluido e dei detriti all’interno della sonda pressiometrica al fine di non creare alcuna intercapedine fra la sonda ed il terreno.

Motore in testa alla sonda

Motore in testa alla batteria di aste

PRESSIOMETRO AUTOPERFORANTE (SBPT)

PRESSIOMETRO

Schema di pressiometro (Menard) – sonda suddivisa in 3 celle

Si misura:

- la pressione radiale;- la variazione di volume V della cella mediante le variazione del liquido nel serbatoio al piano campagna.

H=35 cm

D=5.8 cm

La cella centrale espandibile contiene acqua collegata mediante un tubo ad un serbatoio tarato posto al piano campagna e dotato di misuratore di livello.

Aumentando la pressione dell’acqua si provoca la dilatazione della cella, la cui variazione di volume viene determinata dalle variazione del livello nel serbatoio.

Le due celle laterali contengono gas in pressione ed hanno il compito di simulare l’espansione di una cavità cilindrica di lunghezza infinita

Dimensioni sonda:

diametro d = 58 mmlunghezza L = 350 mm

AttrezzaturaAttrezzatura

1.1. Sonda cilindrica espandibile da fondo foro per immissione di gasSonda cilindrica espandibile da fondo foro per immissione di gas o liquidoo liquido2.2. Sistema di asteSistema di aste3.3. Dispositivi di pompaggio e misura pressioni + volumi di fluido iDispositivi di pompaggio e misura pressioni + volumi di fluido immessommesso

PRESSIOMETRO DA FORO (MENARD)

PRESSIOMETRO (MPM, SBP)

La prova pressiometrica consente di misurare in sito a varie profondità le caratteristiche di deformazione dei terreni con l’espansione di una membrana cilindrica flessibile.

In teoria, con la prova si possono misurare alcune caratteristiche dei terreni: - la tensione geostatica orizzontale; - il modulo di deformazione al taglio da cicli di scarico-ricarico ;- la pressione a rottura del terreno .

In realtà la misura della pressione orizzontale è molto difficile a causa del disturbo che la perforazione induce nella cavità (solo le prove con lo strumento autoperforante possono minimizzare questo disturbo).

L’interpretazione della prova si basa sulla teoria dell’espansione di una cavità cilindrica nelle seguenti ipotesi:

- Terreno omogeneo e saturo- Condizioni di deformazione piana- Indipendenza dalla velocità di deformazione

Nella fase 1 si interpretano i risultati nell’ipotesi di deformazione elastica lineare e isotropa (correlazioni per determinare E).

Nella fase 2 si assume un comportamento perfettamente plastico del terreno.

1 2

Punto in cui si ritorna allo stato tensionale antecedente

l’esecuzione del foro

(da cui si ricava K0)

espansione indefinita

PROVA PRESSIOMETRICA (PMT): interpretazione

PRESSIOMETRO

E’ possibile stimare il coefficiente di spinta a riposo a condizione di conoscere la pressione neutra nell’intorno del pressiometro.

Per effetto del disturbo, non sempre il punto di flesso è chiaramente individuabile.

La maggior parte delle informazioni che la prova può fornire vengono ricavate dalle misure effettuate nei primi millimetri di deformazione della cavità cilindrica; questo significa che la presenza di terreno disturbato attorno alla sonda influenza negativamente i risultati.

A causa degli inevitabili fonti di disturbo, anche con il pressiometro autoperforante èindispensabile che tra la fine delle operazioni di scavo e l’inizio della prova ci sia un adeguato tempo di rilassamento.

1.1. tensione orizzontale tensione orizzontale r0r0=p=p00 ⇒⇒ coefficiente di spinta a riposo kcoefficiente di spinta a riposo k00 uuk

v

r

v

h

0

0

0

00 '

'

r

r

ddG

212. 2. curva tensionecurva tensione--deformazione (deformazione (r r : : rr) ) ⇒⇒ rigidezza tangente Grigidezza tangente G

3.3. curva curva r r : : rr ⇒⇒ pressione limite ppressione limite pLL e e resistenza non drenata cresistenza non drenata cuu

Modello: equilibrio della cavità cilindrica indefinita (p = r ; v = 2 r)

dVdpVG 0

PROVA PRESSIOMETRICA (PMT): interpretazione

VVVcP

ouLr ln

(Gibson and Anderson, 1961)

PRESSIOMETRO

Ghionna et al., 1983 (ho ricavato da prove edometriche)

DILATOMETRO PIATTO

DILATOMETRO PIATTO (DMT)

Il dilatometro piatto (Marchetti) ècostituito da una piastra metallica con un bordo affilato fissata all’estremità di una colonna di aste.

Lo strumento viene spinto a pressione nel terreno e viene arrestato per eseguire la prova.

Su una faccia vi è una membrana metallica a tergo della quale si può applicare una pressione nota a mezzo di un gas in pressione.

Ogni 20 cm di penetrazione, si immette gas in Ogni 20 cm di penetrazione, si immette gas in pressione misurando pressioni e spostamentipressione misurando pressioni e spostamenti

Limitazioni esecutive:

-- difficoltdifficoltàà di penetrazione in terreni addensatidi penetrazione in terreni addensati-- la lama tende a deviare dalla verticalitla lama tende a deviare dalla verticalitàà-- la membrana può essere rovinata da ghiaie a spigoli vivi o neila membrana può essere rovinata da ghiaie a spigoli vivi o nei terreni fortemente terreni fortemente addensatiaddensati-- interpretazione interpretazione empiricaempirica

Sistemi di infissione:

PROVA DILATOMETRICA: esecuzione

DILATOMETRO PIATTO

Raggiunta la profondità prefissata, si ricava:

- p1= pressione corrispondente all’inizio del movimento della membrana (segnalato da una interruzione di un contatto elettrico);- p2= pressione necessaria a fare avanzare il centro della membrana di 1.1 mm;- p3= si riduce la pressione fino al valore che riporta la membrana nella posizione iniziale.

L’attrezzo viene riposizionato poi per una nuova prova a profondità maggiore ( > di almeno 20cm).

INDICE DI SFORZO LATERALE KD=(p1-u)/v0’

MODULO DILATOMETRICO ED=34.7(p2-p1)

INDICE DEL MATERIALE ID=(p2-p1)/(p2-u)

Se il terreno non fosse

alterato KD=K0

DILATOMETRO PIATTO

'

0

47.00

/005.0095.0367.0

6.0/

vocD

kD

qKK

KK

(Marchetti, 1980 – nelle argille non cementate)(Marchetti et al., 1985; Schmertmann, 1982… - sabbie)

Sabbie

Argille

DILATOMETRO PIATTO

I valori combinati di ID e ED consentono di ricavare informazioni sulla consistenza o l’addensamento.

Undrained shear strength

after Powell & Uglow, 1988after Powell & Uglow, 1988

DILATOMETRO SISMICO (SDMT)

SDMT

DILATOMETRO SISMICO (SDMT)

INDAGINI IN SITO

La caratterizzazione geotecnica di un deposito comprende:

- la definizione della stratigrafia di dettaglio (metodi diretti ed indiretti);- la determinazione delle condizioni di falda;- la determinazione delle caratteristiche di permeabilità; - l’individuazione della storia e dello stato tensionale attuale (k0);- la determinazione delle proprietà meccaniche.

PIEZOMETRI

MISURA DELLA PRESSIONE NEUTRA

La pressione neutra nei terreni viene misurata con i piezometri e con le celle piezometriche.

Il piezometro è un elemento poroso pieno di acqua, la cui pressione è uguale a quella dell’ambiente circostante.

La scelta dello strumento viene fatta in funzione della permeabilità del terreno, in modo da rendere possibile la misura delle pressioni neutre in tempi ragionevoli.

I piezometri e le celle piezometriche sono impiegati per la misura delle pressioni neutre positive (con valore maggiore della pressione atmosferica), i tensiometri per la misura delle pressioni neutre negative.

Nei terreni si definisce convenzionalmente pelo libero della falda il luogo dei punti caratterizzati da una pressione neutra pari a quella atmosferica. La pressione neutra al di sopra del pelo libero della falda è negativa. I piezometri e le celle piezometriche vengono posizionati sotto il pelo libero della falda, i tensiometri sopra.

MISURA DELLA PRESSIONE NEUTRA

PRONTEZZA DEI PIEZOMETRI(tempo necessario affinché la pressione nel piezometro uguagli quella esterna t95)

La prontezza dipende dalla permeabilità (k) e compressibilità del terreno (trascurata) e dalle caratteristiche geometriche del piezometro (coefficiente di ingresso F).

FkA

KFAt 305.0ln95

FkV

t w395

A = sezione del tubo piezometricoF = coefficiente di ingresso

V = deformabilità volumetrica della cella piezometricaw=peso specifico acqua

Viggiani, 1993

PIEZOMETRO A TUBO APERTO

Il piezometro a tubo aperto è un tubo di metallo o di plastica forato alla base, sigillato con materiale impermeabile sopra e sotto il tratto sfinestrato.

terreni ad elevata permeabilità (k>10-4cm/s)

Tubo di metallo o plastica (D=1”,2”)

Se ci sono delle variazioni di pressioni neutra, una certa quantità di acqua fluisce da o verso il piezometro fino a raggiungere una nuova condizione di equilibrio.

PIEZOMETRO CASAGRANDE

Per terreni poco permeabili si utilizza il

Piezometro Casagrande:

Derivato dal precedente con l’adozione di un tubo di diametro minore (d=1 cm) e di materiali non metallici (ceramica).

- Vengono realizzati due tubi in cui si effettua la misura con una sonda galvanometrica (se la misura non coincide ci sono bolle d’aria).

-Se il livello di pressione è superiore al piano campagna, il piezometro viene chiuso con un manometro (piezometro a circuito chiuso).

PIEZOMETRO CASAGRANDE

TRASDUTTORI DI PRESSIONI o CELLE PIEZOMETRICHE

Se all’interno della cavità si dispone un

trasduttore per la misura della pressione

si ottiene la cella piezometrica (molto

costosa ma prontezza elevata).

Si misura l’inflessione di un diaframma

metallico (sistemi pneumatici, a corda

vibrante o strain gauge)

CONFRONTO TRA I PIEZOMETRI

Piezometri a tubo aperto (adatti a piccole installazioni)- semplici ed economici;- sicuri ed affidabili;- prontezza limitata, elevato costo di esercizio (impossibile automatizzare le letture).

Celle piezometriche (adatti a misure frequenti)- prontezza elevata;- campo di misura delle pressioni elevato;- automatizzazione delle misure agevole;- costo elevato.

permeabilità

MISURA DELLA PRESSIONE NEUTRA

Argille k ~10-9m/s

MISURA DELLA PERMEABILITA’

MISURA DELLA PERMEABILITA’

Legge di d’Arcy (1856)V = kgrad(-h)

Kh # Kv (anisotropo)

• La misura della permeabilità in laboratorio è fatta solo nel caso di terreni a grana fine, perché solo più omogenei e perché si possono prelevare campioni indisturbati.

• Le misure in sito sono le più significative.

Formula di Hazen (sabbie sciolte uniformi):

K (cm/s)= cd102

c=100-150 d10 (cm)

K = f (granulometria, porosità e struttura del terreno)

MISURA DELLA PERMEABILITA’

1. PROVE IN FORO DI SONDAGGIO (k>10-6m/s): prove economiche ma puntuali.

2. PROVE DI POMPAGGIO: più affidabili e costose – terreni a media permeabilità.

3. PROVE CON PIEZOMETRI (k<10-6m/s): misure puntuali molto influenzate dal disturbo indotto durante l’installazione.

MISURA DELLA PERMEABILITA’

PROVE IN FORO DI SONDAGGIO (k>10-6m/s)

Si predispone nella parte terminale di un foro una opportuna sezione filtrante e si instaura un dislivello piezometrico fra l’interno del foro ed il terreno circostante (h).

DF60/DF10<2

4D15<DF15<4D85

caratteristiche del filtro (Terzaghi 1967)

1.1. Si esegue la perforazione fino alla quota prefissataSi esegue la perforazione fino alla quota prefissata2.2. Si realizza a fondo foro una sezione impermeabileSi realizza a fondo foro una sezione impermeabile3.3. Si pone in opera una seconda tubazione di diametro inferiore Si pone in opera una seconda tubazione di diametro inferiore

spingendolo attraverso il tampone impermeabilespingendolo attraverso il tampone impermeabile4.4. Si solleva la tubazione interna fino allSi solleva la tubazione interna fino all’’estremitestremitàà inferiore del tampone inferiore del tampone

e contemporaneamente si realizza la sezione filtrante immettendoe contemporaneamente si realizza la sezione filtrante immettendomateriale granulare.materiale granulare.

Tampone impermeabile

Rivestimento esterno

Tubazione interna

Filtro

MISURA DELLA PERMEABILITA’

PROVE IN FORO DI SONDAGGIO (k>10-6m/s)

Si predispone nella parte terminale di un foro una opportuna sezione filtrante e si instaura un dislivello piezometrico fra l’interno del foro ed il terreno circostante (h).

-Prove a carico costante (si misura la Q necessaria a mantenere il dislivello imposto h)

Prove a carico variabile (misurando la velocità di variazione del dislivello imposto)

L’interpretazione delle prove si basa sulla validitàdella legge di Darcy – flusso laminare

E’ buona norma effettuare sia prove di immissione sia prove di ritorno e fare una media dei risultati

MISURA DELLA PERMEABILITA’- PROVE IN FORO DI SONDAGGIO

Prove a carico costantek = Q/Fh

Q (m3/s)

h: dislivello piezometrico (m)

F( coefficiente di ingresso)

F dipende da forma e dimensione della sezione filtrante del foro (ha le dimensioni di una lunghezza)

Schemi per i quali è noto F (Hvorslev, 1951)

Prove a carico variabile

A (sezione del foro)

F( coefficiente di ingresso)

)ln()( 2

1

21 hh

ttFAk

le formule sono ricavate per mezzo omogeneo

MISURA DELLA PERMEABILITA’- PROVE IN FORO DI SONDAGGIO

Espressioni del coefficiente di ingresso F per i casi illustrati in precedenza

Quando la valutazione della permeabilità risulta fondamentale in un progetto, sono da preferire le prove di pompaggio da pozzo con piezometri di controllo

- l’esecuzione di un pozzo di grande diametro;

- la messa in opera di un certo numero di piezometri;

- l’installazione del gruppo pompe e sistemi di misura.

H

Ho

Hs

Y

x

Hw

rBase

impermeabile

acquifero

MISURA DELLA PERMEABILITA’- PROVE DI POMPAGGIO

Prova in regime stazionarioFalda doppiamente confinata (Thiem. 1906)

Prova in regime stazionario, falda freatica in uno strato confinato solo da un lato (Dupuit, 1863)

1

22

122

lnrr

hhQkh

1

2

12

ln2

rrhh

bkQ h

hi

ri

Nel corso della fase di pompaggio (24-36 ore) va misurata:

- la portata emunta (Q);

- il livello di acqua nel pozzo;

- in corrispondenza dei piezometri, l’abbassamento della superficie piezometrica h(r): ogni 2 min nelle prime 2 ore, ogni 5 min nelle successive 4 ore e poi ogni 15 min.

Le prove in regime stazionario (più affidabili) richiedono tempi di pompaggio maggiori

b

MISURA DELLA PERMEABILITA’- PROVE DI POMPAGGIO

Nei terreni a bassa permeabilità (k<10-6m/s) si preferisce misurare la permeabilità ricorrendo all’impiego di piezometri idraulici infissi fino alla quota desiderata.

Essi possono essere installati all’interno di un foro realizzato in precedenza, oppure possono essere infissi direttamente (autoperforanti) dal piano campagna o dal fondo di un foro di sondaggio. La misura risente del disturbo arrecato dall’installazione del piezometro.

Le prove possono essere realizzate a carico costante o variabile, innescando un moto dal piezometro al terreno (rigonfiamento) e viceversa (consolidazione).

L’installazione del piezometro provoca inevitabilmente un rimaneggiamento del terreno intorno al foro (maggiore è il disturbo minore è il k misurato).

Nell’intorno del piezometro a causa del moto di filtrazione si ha una modifica dello stato tensionale efficace (rigonfiamento e consolidazione).

MISURA DELLA PERMEABILITA’ CON PIEZOMETRI

INDAGINI DINAMICHE

INDAGINI DINAMICHE

Le prove dinamiche in sito prevedono la generazione nel terreno di sollecitazioni dinamiche e cicliche con frequenze di eccitazione simili a quelle sismiche ma con contenuto energetico molto inferiore.

L’applicazione di una sollecitazione dinamica ad un mezzo continuo produce vibrazioni che si trasmettono sotto forma di onde sismiche.

Le deformazioni indotte nel terreno durante le prove dinamiche in sito sono molto basse (<10-3%) e non superano la soglia elastica lineare del terreno, consentendo la misura dei valori iniziali di rigidezza G0

(G()=cost=G0=Gmax)

DINAMICA DEL TERRENI

tG cos

DINAMICA DEI TERRENI

G0

DINAMICA DEL TERRENI

TEORIA DELLA PROPAGAZIONE DELLE ONDE SISMICHE

L’applicazione di una sollecitazione dinamica ad un mezzo continuo produce vibrazioni che si trasmettono sotto forma di onde sismiche.

Il campo di vibrazioni può contenere componenti che si trasmettono all’interno del mezzo (onde di volume, fronti emisferici) e lungo la sua superficie (onde di superficie, fronti cilindrici).

La distinzione tra i differenti tipi di onde è fatta in base alla loro direzione di propagazione ed a quella del moto degli elementi di volume da esse investiti.

Le onde sismiche che si dipartono da una generica sorgente di vibrazione sono di due tipi: le onde di volume e le onde di superficie

In relazione agli stati deformativi indotti nel terreno, le onde di volume si distinguono in:

-onde longitudinali o di compressione P (generano def. di compressione e estensione e le vibrazioni sono polarizzate nella direzione di propagazione delle onde)

-onde traversali o di taglio S (generano deformazioni di taglio e le vibrazioni sono contenute in un piano contenente la direzione di propagazione )

Elemento di Elemento di volumevolume

Elemento di Elemento di volumevolume

TEORIA DELLA PROPAGAZIONE DELLE ONDE SISMICHE

x

yz

TEORIA DELLA PROPAGAZIONE DELLE ONDE SISMICHE

Le onde P hanno maggiore velocità e si trasmettono anche nell’acqua: nei mezzi porosi saturi si propagano due onde P accoppiate, una nel fluido (Vp=1500m/s) e una nello scheletro solido. La velocità delle onde P èinfluenzata dal grado di saturazione dei terreni (S).

Le onde S hanno minore velocità delle onde P e non si trasmettono nei fluidi dal momento che questi non hanno resistenza al taglio (quindi non sono influenzate dal grado di saturazione S).

In base alla teoria della propagazione delle onde sismiche nei mezzi elastici, omogenei e isotropi:

ed

pEV

VelocitVelocitàà di di propagazionepropagazione

= densità del materialeEed = modulo edometricoG0= modulo di taglio massimo

0GVs

TEORIA DELLA PROPAGAZIONE DELLE ONDE SISMICHE

INDAGINI DINAMICHE

Il parametro più significativo che si ricava dalle prove dinamiche è il modulo di taglio G0 a piccoli livelli di deformazione, che è legato alla velocità di propagazione delle onde di taglio Vs tramite da densità del mezzo bifase :

G0 = Vs2

Dalla conoscenza congiunta di VS e della velocità delle onde di compressione VP è anche possibile ricavare il modulo di compressibilità (k), il coefficiente di Poisson () ed il modulo di Young (E):

22

34

Sp VVK

)1(2 2 SVE

1/1/5.0

2

2

Sp

Sp

VVVV

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000

Compression Wave Velocity, Vp (m/s)

Fresh Water

Sea Water

Clay

Sand

Till

Ice

Weathered Rocks

Intact Rocks

Steel

} V s = 0

Shear Wave Velocity, Vs (m/s)

Valori tipici di Vp e Vs per i terreni naturali e non solo

INDAGINI DINAMICHE

Le indagini sismiche consistono nel provocare un disturbo meccanico in un punto del terreno (sorgente) e nel monitorare il tempo di arrivo delle onde P ed S in uno o più punti ricevitori.

Forniscono valori puntuali di velocità delle onde lungo una verticale.

Esse possono essere eseguite in profondità (Down-hole, Cross-hole, SCPT e SDMT) o in superficie.

Le indagini sismiche si possono classificare in base alla natura della sorgente:

-attive (le onde vengono prodotte da una sorgente opportunamnete energizzata)

-passive (viene utilizzato come sorgente il rumore ambientale di fondo – i microtremori)

INDAGINI DINAMICHE-down hole

L’impulso alla sorgente produce lungo la direzione di propagazione verticale prevalentemente onde P se la battuta è effettuata verticalmente sulla piastra o onde di taglio polarizzate orizzontalmente che si propagano nel piano verticale (le cosiddette onde SVH) se vengono effettuate battute parallele al terreno di superficie.

1. SORGENTE meccanica di tipo impulsiva in superficie (P: caduta grave, esplosioni, piastra con martello; SVH: piastra verticale)

2. RICEVITORI (uno o due) in foro di sondaggio: terna di trasduttori di velocità orientati

3. SISTEMA DI ACQUISIZIONE: multicanale per registrare le forme di onda

4. TRIGGER: sensore che segna la partenza del segnale sismico

Qualunque sia il sistema adottato per generare le onde sismiche non èpraticamente possibile generare esclusivamente un solo tipo di onde, maPiuttosto enfatizzare il contenuto energetico di un tipo rispetto all’altro.Sorgente e ricevitore devono avere una distanza non troppo piccola per evitareLa sovrapposizione di onde P ed S, e non troppo grande per evitare il prevaleredelle onde riflesse e rifratte.

INDAGINI DINAMICHE IN FORO

martello

trigger

piastra verticale infissa

Geofono

Sorgente

INDAGINI DINAMICHE-down hole

Il treno di onde P è caratterizzato da vibrazioni di modesta ampiezza e periodo.

Il treno di onde S è caratterizzato da ampiezze e periodi almeno il doppio di quelledelle onde P.

INDAGINI DINAMICHE-down hole

METODO DIRETTO (1 ricevitore): valore mediato della velocità su tutti gli strati superiori a quella profondità.

*,,

),(SPSP

SP tz

tdV

METODO INTERVALLO (2 ricevitore):

I tempi di arrivo t vengono corretti determinando i tempi t* che impiegherebbe l’onda se si propagasse in direzione verticale:

*),( tzV SP

Interpretazione della prova DH

INDAGINI DINAMICHE-cross hole

1. SORGENTE onda P e onde S: in foro

2. RICEVITORI (geofoni) in fori di sondaggio: terna di trasduttori di velocitàorientati per misurare P e SHH e SHV

3. SISTEMA DI ACQUISIZIONE: multicanale per registrare le forme di onda

4. TRIGGER: sensore che segna la partenza del segnale sismico

La sorgente in foro deve essere azionata dalla superficie: si usano esplosivi (onde P) oppure percussioni meccaniche verticale su una piastra orizzontale (onde S) con pistone a molle o proiettili ad aria compressa.

Tempi diretti VS media tra 0 e z

Tempi equivalenti VS ad ogni profondità z

Inversione: identifica, per successive iterazioni, il profilo di VS che fornisce la spezzata t*:zche meglio approssima le misure sperimentali

tx + z = V

22S

tx + z

z = t dz = t

22*

**S

tz = V

1.

045E

-02

1.10

4E-0

2

1.66

0E-0

2

2.05

1E-0

2

2.36

3E-0

2

2.96

9E-0

2

3.18

4E-0

2

3.67

2E-0

23.

848E

-02

4.16

0E-0

2

4.49

2E-0

24.

648E

-02

4.84

4E-0

2

5.11

7E-0

25.

215E

-02

5.44

9E-0

2

0.00 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10

Tempo, t (sec)

0.50

1.00

2.00

3.00

4.00

5.00

6.00

7.00

8.00

9.00

10.00

11.00

12.00

13.00

14.00

14.80

CARDITELLO

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

0 100 200 300 400 500 600

Velocità dell onde di taglio, Vs (m/s)

prof

ondi

tà, z

(m)

inversione (7 st - bis)

interpolazione t*

CARDITELLO

y = 167.61x + 0.10R2 = 1.00

y = 480.03x - 11.04R2 = 0.99

y = 248.22x - 1.42R2 = 0.98

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

10.0

12.0

14.0

16.0

0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06tempi di viaggio corretti, t* (sec)

prof

ondi

tà, z

(m)

strato 1strato 2strato 3

INDAGINI DOWNHOLE- interpretazione con metodo diretto

INDAGINI DINAMICHE DI SUPERFICIEIndagini basate sulla propagazione di onde superficiali

INDAGINI DINAMICHE DI SUPERFICIE-masw

- Indagini basate sulla propagazione di onde superficiali- Le onde si propagano in prossimità di un semispazio elastico e si attenuano in profondità.- Se il mezzo è omogeneo: Vr=0.92 Vs

CATEGORIE DI SOTTOSUOLO (NTC2008)

INCLINOMETRI

MISURA DEGLI SPOSTAMENTI PROFONDI

La misura degli spostamenti profondiè uno degli aspetti fondamentali del monitoraggio della frane in quanto consente di localizzare la posizione della superficie di scorrimento e delle zone maggiormente soggette a deformazioni di taglio.

Gli strumenti sono:

- La sonda inclinometrica (mobile)

- Gli inclinometri fissi (elettrolivelle)

- Gli estensimetri (fissi. collocati in foro)

MISURA DEGLI SPOSTAMENTI PROFONDI

MISURA DEGLI SPOSTAMENTI PROFONDI

MISURA DEGLI SPOSTAMENTI PROFONDI

MISURA DEGLI SPOSTAMENTI PROFONDI

FINALITA’ E MEZZI DI INDAGINI

FINALITA’ MEZZO DI INDAGINE

Profilo stratigrafico SondaggiCPT, SPT, DMT

Regime delle acque sotterranee(h, u)

Piezometri, Sondaggi, Pozzi

Permeabilità(kh, kv)

Prove da pozzi o in foroMisure piezometriche

Stato tensionalegeostatico(h,0)

SBPFratturazione idraulicaDMT

Rigidezza(E, G)

PMTSBPCPT, SPTDMTCH, DH

Resistenzaal taglio(c, , cu)

PMTCPTSPTDMTFV

Spostamenti profondi Inclinometri, elettrolivelle