Prove non distruttive - appunti lezioni

DI PENDENZE PER I VARI ARRIVI.

Viceversa significa che:

1. L’opera è stata realizzata non conforme al progetto ed in assenza della non si

tavola as built

hanno conferme di cosa si è costruito effettivamente.

2. Misurazioni errate o soggette a disposizioni approssimative della strumentazione di rilievo. comporta difficoltà nell’individuare l’arrivo di onde corretto (nel senso di una

L’effetto dispersione

certa tipologia) da interpolare. Data una certa banda di frequenze, alcune possono essere disperse:

devo eliminarle quando analizzo i risultati.

ESEMPIO 3: misure sismiche a rifrazione I metodo reciproci sono adatti per eliminare le ambiguità relative alle velocità degli strati investigati.

Le prove ora eseguite servono per caratterizzare il luogo dove si vuole realizzare una diga ad arco-

gravità. Si richiede di stimare le profondità degli strati di terreno usando una linea per 6 strisciate

coprendo una lunghezza di 960m con esplosivo disposto ad 1,50m sottoterra in fori e con sismografo

a 24 canali. Ogni geofono è disposto a 5,00m di distanza reciproca.

Tanti scoppi mi danno tanti percorsi in modo tale da poter studiare meglio lo strato e in modo da

superare il problema dell’assorbimento; ma, allontanandosi dal ricevitore, si paga il fatto che

Quindi anche qui è da eseguire un Allontanandosi

potrebbe aumentare l’assorbimento! trade-off.

di 30+30m oltre la striscia di geofono si arricchiscono sì le misure, ma i rilievi non è detto che siano

puliti e soprattutto che le sorgenti abbiano energia sufficiente per poter mandare l’onda

indisturbata così distante.

INDAGINI NEL SOTTOSUOLO IN FALDA Le sezioni riportate indicano che i materiali saturi hanno velocità minori rispetto ai materiali

Le misure a rifrazione in ambiente marino si eseguono per esempio per stimare la profondità dello sottostanti.

rocciosi

strato di acqua, per misurare la profondità degli strati sottostanti, si usano in zone sature che sono

inaccessibili da strumenti di carotaggio se non con costi elevati, per la progettazione di attività di

estrazione da riserva naturale.

ESEMPIO 4: di misure sismiche di rifrazione

Si deve studiare la valle di un fiume, in modo da poter ottenere una valutazione del potenziale

estrattivo in termini di acqua del fiume stesso. REMIND

La slide qui sopra è un remind: fino ad ora le onde usate sono quelle P (esplosivi), mentre le onde S

sono di più difficile produzione in quanto energeticamente sfavorevoli, oltre che sono assorbite con

più facilità dai materiali.

In realtà si possono usare le onde S al posto delle P, oppure in contemporanea entrambe le onde

a seconda di cosa si vuole valutare. Si deve però far ricorso a provi differenti, con strumentazione sia

per ricezione che per sorgente differenti in base al tipo di onda. Il massimo sarebbe eseguire prove

con entrambe le onde per caratterizzare meccanicamente ed in maniera completa il materiale.

ci perdo? Nella stima stessa! Se per il laboratorio perdo nella ricostruzione delle tensioni e della

stima dei parametri meccanici in generale rispetto al sito, per le prove non distruttive

l’incertezza sta nella stima della pendenza.

Per i costi, sarebbe necessario prima fare una prova non distruttiva, poi proseguire con una prova

geotecnica dopo avere caratterizzato il sito in maniera stratigrafica. Ricorda che in ogni caso la

caratterizzazione meccanica del sito è sempre meglio farla con prova di laboratorio piuttosto

che lanciando segnali ad onde P ed S.

Le misure di laboratorio sono più controllate, ma non ricostruiscono esattamente le condizioni

Di fatti assumo come riferimento un (quello

in sito! valore delle caratteristiche del provino

estratto) con le prove non distruttive, invece,

che sia rappresentativo di tutto lo strato; la stima

Ma dove

della pendenza delle rette restituisce una caratterizzazione globale dell’intero strato. conversione in profondità è la velocità di propagazione delle onde. Conseguentemente, un grande

LEZIONE 7-8 02/05/2017 – 04/05/2017 sforzo per la determinazione della conversione va sviluppato per ridurre al minimo

SISMICA A RIFLESSIONE l’approssimazione relativa alla velocità.

Essi sono usati a partire dagli anni ’30 del Novecento. Il loro

Possono essere realizzate SEMPRE. Il metodo di sismica a riflessione richiede una sorgente di energia sismica e un appropriato metodo

utilizzo predominante è la nel sottosuolo a profondità anche di chilometri

ricerca di idrocarburi di rilevamento (geofono od idrofono) e registrazione (sismografo). Affinché un’onda sismica sia

con le tecniche attuali. Successivamente a partire dagli anni ’80 il metodo è stato applicato anche riflessa verso la superficie, non ci devono trovarsi sub-superfici di interfaccia negli strati che

per indagini di per profondità che solitamente interessano solo 200m

ingegneria ambientale abbiano un’impedenza in contrasto con lo strato che le circonda. Ad ogni punto di incidenza su una

superficiali. Da qui si capisce la sia per grandi che per piccole profondità,

flessibilità del metodo, superficie di interfaccia, sopra un’area corrispondente a quella di Fresnel, le onde incidenti sono

sia per differenti ambiti. L’utilizzo del metodo sismico diffuso a riflessione porta ad ottenere dei riflesse indietro. Il punto di riflessione si trova a metà tra la sorgente e lo strumento di

dati che spesso sono analizzati direttamente sul campo senza la necessità. I sistemi sorgenti- quindi a metà dell’offset. Di conseguenza, la superficie coperta su di un’interfaccia, è la

rilevazione

ricevitore non hanno bisogno di grandi offset, in quanto l’evento di riflessione avviene anche metà della distanza sorgente-geofono (offset).

Dove faccio rifrazione, posso fare anche riflessione, ma

per distanze al di sotto di quelle critiche.

non vale viceversa. Ci sono dei siti anche estesi dove però preferiscono usare riflessione. Quando ci

si trova a studiare spazi limitati uso misure a riflessione sicuramente in quanto non riesco ad avere

un offset adatto. Si voglia eseguire una prova a riflessione. Come sempre l’esplosione deve avvenire in terreno

in quanto solo così è possibile sfruttare l’elasticità del materiale per la registrazione delle

compatto

onde. I (questa regola è

geofoni a loro volta devono essere vincolati al terreno rigidamente

basilare qualsiasi sia lo strumento di misurazione utilizzato). Cosa si registrano? Arrivi diretti e

L’essenza dei metodi sismici a riflessione è di misurare il tempo impiegato da un’onda sismica riflessi (sto studiando una situazione di assenza di misure rifratta in quanto al di sotto della distanza

per viaggiare dalla sorgente verso il sottosuolo dove poi viene riflessa per ritornare in critica.

Il tempo misurato è noto come

superficie ed essere intercettata da un ricevitore. two-way travel Non avere le onde in blu nella slide sopra potrebbe essere un vantaggio, in quanto esse sono le

Il metodo è usato per ottenere anche del materiale oltre che

proprietà fisiche

time TWTT. misure dirette che per comodità e precisione della misura andrebbero eliminate: esse non danno

informazioni circa la della struttura del sottosuolo. Il problema maggiore nella sismica a

geometria informazioni utili alla prova, ma solamente disturbo.

riflessione è la (definito nel dominio del tempo) in (definita nel

traduzione del TWTT profondità

dominio spaziale). Mentre i tempi di viaggio sono misurati, l’unico parametro che più influenza la

1 2

Ora indica la distanza tra gruppi di misura. G=gruppo di geofoni che incidono su un singolo

indica la distanza tra geofoni. ∆

∆ punto, quindi eseguo quattro misure nella stessa posizione in modo da sommare e mediare valori

Al geofono registro due dell’onda, quella e quella Gli arrivi

componenti verticale orizzontale. registrati allo stesso tempo e alla stessa distanza. Ma a che distanza si possono mettere i punti di

diretti sono più energetici in quanto percorrono meno distanza durante la propagazione. Ogni misura senza perdere di informazione? E messi a distanza , quanto è l’analisi?

geofono, quando messi in serie, registrano ognuno un segnale differente. Per cui ∆ profonda La

il segnale rilevato , è la superficie del segnale che viene registrato dai due geofoni. Per

Anche geofoni poco distanti ∆

metà della interdistanza

diminuisce di energia tanto più il geofono è distante dalla sorgente. cui se i geofoni sono distanti , nel sottosuolo studio una superficie di Anche la superficie

risentono della perdita di energia. Se mettessi geofoni in geometria spaziata simmetricamente posso ∆ ∆ /2.

da analizzare in profondità per cui influenza la distanza dei geofoni/gruppi di geofoni in superficie.

sommare e mediare la misura del segnale. Durante questa somma, gli arrivi riflessi devono

emergere rispetto ai diretti altrimenti la misura non avrebbe senso.

Nella riflessione, è importante disporre i geofoni in posizioni particolari in modo da poter

raccogliere i dati in maniera filtrata, ovvero liberi dai disturbi, che siano più puliti e quindi più facili

da analizzare. 3 4

Sul terreno, ho due paletti che indicano i gruppi. (sono 8 dice il prof in figura). rispetto alla sorgente. Per cui laddove lo spazio fisico è limitato, la sismica a riflessione rende

Quando ho sufficiente una misura da una sola parte della sorgente. Quindi è un enorme vantaggio. Per

misurato, sommo 8 tracce, le medio e affermo che nel punto indicato dal paletto ottengo una

Così elimino le incertezze. realizzare in linea l’indagine, . In questo

traccia da 8 geofoni che stanno nel suo intorno. ∆ /

traslo l’intero sistema sorgente-ricevitore di

modo studio superficie continue in profondità e caratterizzo la stessa capendo se è orizzontale o

meno.

Ammesso il caso di avere 24 geofoni: in profondità posso studiare una superficie occupata da 12

geofoni. Come si eseguono gli scoppi? X=posizione dello scoppio/sorgente.

In mezzo ai geofoni in modo che siano un blocco unico, in mezzo ai geofoni in modo che essi siano

leggermente distaccati, in maniera specchiata rispetto alla serie continua di geofoni, oppure ad un

estremo, usando ancora il posizionamento adiacente, distaccato o spostato. Cosa cambia? Il

Tanto più piccolo è l’offset

percorso di riflessione e quindi la quantità di energia assorbita.

sorgente ricevitore, tanto meno è assorbita. Si potrebbe anche mettere la sorgente in centro ai

geofoni con questi ultimi lontani: questo si fa quando l’energia è così elevata che potrebbe

danneggiarli. Oppure posso mettere la sorgente esterna alla linea di geofoni quando non ho

particolari problemi di energia. Oppure posso mette