Paniere nuovo completo di Geologia applicata

I diversi tipi di limiti geologici

Una delle prime fasi del rilevamento geologico consiste nel tracciare i limiti, cioè i confini (linee di contatto) tra le varie formazioni e segnare il loro andamento in carta.

Si possono avere diversi tipi di limiti geologici:

• Limiti stratigrafici: separano formazioni appartenenti ad una certa successione stratigrafica; per tracciarli si individuano in campagna alcuni punti di contatto, poi si procede per interpolazione;
• Limiti per eteropia di facies: il passaggio graduale da una formazione ad un'altra con stessa età in cui i caratteri dell'una vengono gradualmente sostituiti dall'altra. Il limite segue solo a tratti gli strati, ma in genere il suo andamento se ne discosta notevolmente;
• Limiti dovuti a trasgressioni marine: l'avanzamento del mare sulla terra emersa, il limite è una superficie di erosione discordante.

Rispetto agli strati sottostanti (determinata da erosione su terra emersa) estrati orizzontali sovrastanti (determinata da sedimentazione marina a seguito dellasommersione);

Sono determinati da una discontinuità tettonica dovuta alla presenza di una faglia. La sua rappresentazione su carta è costituita da una linea discorde rispetto alla giacitura degli strati. Generalmente presente una fascia di breccia di frizione o cataclasite prodotta dall’attrito tra le due masse rocciose dislocate

SI RICHIEDE DI DESCRIVERE LA REGOLA DEI LIMITI PER LE RICOSTRUZIONE DELLA GIACITURA DELLE FORMAZIONI SU UNA CARTA GEOLOGICA

Sulle carte geologiche la giacitura non è riportata con continuità. La si può ricostruire in base alla regola dei limiti, la quale asserisce che una linea sulla carta geologica raffigura l’intersezione in un piano (faglie, sovra scostamenti ecc.) con la superficie topografica.

Il limite è perfettamente

parallelo alle curve di1° CASO: PIANO ORIZZONTALE:livello (isoipse) Il limite è costituito da una linea retta che taglia le curve di livello con angoli molto variabili. 2° CASO: PIANO VERTICALE: Le curve di livello hanno angoli molto variabili. 3° CASO: PIANO A FRANAPPOGGIO con inclinazione maggiore del pendio: Il limite forma una curva con andamento opposto alle linee di livello. 4° CASO: PIANO A FRANAPPOGGIO con inclinazione minore del pendio: Il limite forma una linea curva con andamento analogo a quello delle curve di livello ma con raggio di curvatura minore. 5° CASO: PIANO A REGGIPOGGIO: Il limite forma una linea curva che ha andamento analogo a quello delle curve di livello ma con raggio di curvatura maggiore (attenua le curve di livello). La regola dei limiti non vale per: - Contatti di erosione - Contatti per trasgressione o eteropia - Contatti tra rocce sedimentarie e rocce intrusive. SI RICHIEDE DI DESCRIVERE LA CLASSIFICAZIONE DIBENIAWSKYDELL’AMMASSO ROCCIOSO La classificazione di Beniawsky dell’ammasso roccioso, diversamente dalle classificazioni precedenti di tipo qualitativo, ha introdotto la misurazione di indici e parametri sperimentali, ed è orientata, quindi, verso una valutazione quantitativa, che si basa sul rilievo, in campagna o in laboratorio, di sei parametri:

• A1 = resistenza a compressione uniassiale;
• A2 = Rock Quality Designation Index (Indice RQD);
• A3 = spaziatura delle discontinuità;
• A4 = condizioni delle discontinuità;
• A5 = condizioni idrauliche;
• A6 = orientamento delle discontinuità.

Da questi sei parametri si ricava l’Rock Mass Rating (RMR, Beniawsky) e con le dovute correzioni apportate da Romana nel 1985 lo Slope Mass Rating (SMR). L’RMR, nella pratica, viene differenziato come:

• RMR di base = RMRb = A1 + A2 + A3 + A4 + A5
• RMR corretto = RMRc = (A1 + A2 + A3 + A4 + A5) + A6

SI RICHIEDE DI DESCRIVERE COSA È IL PARAMETRO RQD L’indice RQD (Rock Quality Designation) è un parametro utilizzato nella classificazione di Beniawsky dell’ammasso roccioso. Esso rappresenta la percentuale di rocce intatte presenti in un campione di roccia. Viene calcolato dividendo la somma delle lunghezze delle discontinuità superiori a 10 mm per la lunghezza totale del campione e moltiplicando il risultato per 100. Un valore elevato di RQD indica una roccia di buona qualità, mentre un valore basso indica una roccia molto fratturata o degradata.avvengono quando un'onda sismica passa da un mezzo a un altro con diverse proprietà elastiche. La legge di Snell, anche nota come legge del rifrazione, stabilisce la relazione tra l'angolo di incidenza dell'onda sismica e l'angolo di rifrazione quando l'onda attraversa un'interfaccia tra due mezzi. Questa legge è di fondamentale importanza nell'interpretazione delle prove sismiche perché consente di determinare le proprietà elastiche dei materiali presenti nel sottosuolo. Misurando l'angolo di rifrazione dell'onda sismica, è possibile calcolare la velocità di propagazione dell'onda nei diversi strati del terreno. Queste informazioni sono cruciali per la caratterizzazione geotecnico-sismica dei siti di costruzione. Inoltre, la legge di Snell permette di ricostruire la geometria di stratificazione dei depositi nel sottosuolo. Analizzando le variazioni dell'angolo di rifrazione lungo un profilo sismico, è possibile individuare le diverse unità geologiche presenti e determinare la loro disposizione nello spazio. In sintesi, la legge di Snell è fondamentale per interpretare correttamente le prove sismiche e ottenere informazioni dettagliate sulla composizione e la struttura del sottosuolo, consentendo una caratterizzazione geotecnico-sismica accurata dei siti di costruzione.

Interessano i raggisismici, determinandone percorsi, geometrie, velocità e caratteristiche.

Si denoti un piano di incidenza individuato dal raggio incidente e dalla normale alla superficie di discontinuità tra il mezzo 1 e il mezzo 2. Quando il raggio incidente colpirà la superficie di separazione tra i due mezzi aventi caratteristiche meccaniche differenti, una parte subirà un fenomeno di riflessione e continuerà a viaggiare nel mezzo 1, mentre una parte proseguirà il suo percorso al di là della superficie e verrà trasmessa nel mezzo 2. Il mezzo 1 sarà attraversato da un raggio θ2 riflesso che giacerà nel piano di incidenza formando un angolo con la normale all'incidenza uguale all'angolo θ1 superficie di formato dal raggio incidente con la stessa avrà che: θ1 = θ2.normale. Si Il raggio rifratto, invece, verrà trasmesso nel mezzo 2 e formerà con la normale alla n1 sin

<p>θ1superficie di separazione dei due mezzi, l’angolo &theta;r, si avr&agrave; (legge di Snell): =n2 sin &theta;rdove n1 e n2 sono gli indici di rifrazione dei due mezzi. Poich&eacute; gli indici di rifrazione sonoa loro volta proporzionali alle velocit&agrave; di propagazione delle onde sismiche nei diversimezzi, avremo: sin &theta;1 / sin &theta;r = v1 / v2E Quindi: se V2 &gt; V1 il raggio rifratto si allontaner&agrave; dalla normale alla superficie di separazionetra i due mezzi; se V2 &lt; V1 il raggio rifratto si avviciner&agrave; alla normale alla superficie di separazione trai due mezzi.In una normale successione di corpi litologici nelsottosuolo, si suppone che la velocit&agrave; delle ondesismiche tenda ad aumentare verso il basso (cio&egrave; V0 &lt;V1 &lt; V2 &lt;..Vn,) poich&eacute; procedendo in profondit&agrave; siincontreranno, generalmente, rocce a mano a mano pi&ugrave;dense, pi&ugrave; antiche e con un grado di compattazionemaggiore.Le onde rifratte</p>

Conseguentemente si allontaneranno sempre di più dalla normale, fino a quando il raggio incidente raggiungerà la superficie di separazione tra due mezzi, formando quindi l'angolo critico di 90°. Sull'interfaccia tra i due mezzi che, a questo punto, il raggio rifratto si troverà a viaggiare secondo il principio di Huygens, diventerà sorgente elementare di onde sferiche secondarie che si rifrangeranno verso l'alto seguendo un percorso inverso, fino a ritornare in superficie, dove potranno essere registrate. Da quanto osservato, pertanto, la sismica a rifrazione consentirà di effettuare indagini profonde, ma i percorsi delle onde rifratte saranno ben più complessi di quelli delle onde riflesse.

SI RICHIEDE DI DESCRIVERE LE PROVE CROSS-HOLE

Le prove Cross-Hole sono basate su misure dirette dei tempi di percorrenza di onde di volume lungo percorsi orizzontali, utilizzando sorgenti e ricevitori posti alla stessa profondità.

all'interno del terreno. Si effettuano tre perforazioni di piccolo diametro (interassi: di 2 - 5 m), in una di queste viene collocata la sorgente che genera la perturbazione, mentre negli altri due vengono collocati i ricevitori, tipicamente geofoni tri-direzionali. Si abbassano o si sollevano, ad intervalli successivi di 1 m, sorgente e ricevitori mantenendoli sempre alla stessa profondità. Per ciascuna posizione viene energizzata la sorgente e vengono acquisiti i segnali corrispondenti. Pertanto, vengono misurati, con la profondità lungo la verticale esaminata, i tempi di arrivo (diretti, tra sorgente e ricevitore, o di intervallo, tra i due ricevitori) e quindi le velocità delle onde S e delle onde P (dirette) che si propagano in direzione orizzontale. Inoltre, la velocità può essere determinata sulla base della differenza tra gli arrivi in corrispondenza del secondo e terzo foro. SI RICHIEDE DI DESCRIVERE LE MISURE SISMICHE IN FORO Le misure sismiche in foro consistono nell'utilizzo di perforazioni di piccolo diametro all'interno del terreno. Queste perforazioni vengono effettuate ad un'interasse di 2 - 5 m. In una di queste perforazioni viene collocata la sorgente che genera la perturbazione, mentre negli altri due fori vengono collocati i ricevitori, tipicamente geofoni tri-direzionali. Una volta posizionati sorgente e ricevitori, si procede ad abbassarli o sollevarli ad intervalli successivi di 1 m, mantenendoli sempre alla stessa profondità. Per ogni posizione, viene energizzata la sorgente e vengono acquisiti i segnali corrispondenti. Durante le misure sismiche in foro, vengono misurati i tempi di arrivo delle onde sismiche. Questi tempi di arrivo possono essere diretti, cioè tra la sorgente e il ricevitore, oppure di intervallo, cioè tra i due ricevitori. Inoltre, viene misurata la velocità delle onde S e delle onde P (dirette) che si propagano in direzione orizzontale lungo la verticale esaminata. Inoltre, la velocità delle onde può essere determinata anche sulla base della differenza tra gli arrivi in corrispondenza del secondo e terzo foro. Questo permette di ottenere una stima più accurata della velocità delle onde sismiche nel terreno.

In foro (Down-Hole e Cross-Hole) richiedono l'ubicazione dellasorgente e dei ricevitori nel terreno, alla profondità a cui si vuole effettuare la misura. Necessitano pertanto dell'esecuzione di uno o più fori per l'alloggiamento delle attrezzature. Per tale motivo comportano costi maggiori rispetto alle prove sismiche superficiali.

Sono, inoltre, misure locali riferite alla verticale di esplorazione. Le onde sismiche generate sono onde di volume (onde P e S).

Le misure sismiche in foro consistono nel provocare un disturbo meccanico in un punto nel terreno (Cross-Hole) o in superficie (Down-Hole) e nel determinare i tempi di arrivo, delle onde sismiche così generate in uno o più punti (ricevitori) allineati nel terreno.

I segnali registrati ai ricevitori vengono filtrati - per l'eliminazione di eventuali disturbi ambientali - e interpretati per la determinazione dei tempi di arrivo delle onde sismiche, una o più metodologie:

I risultati delle

prove sismiche in foro vengono restituiti sotto forma di grafici che riportano i valori puntuali delle velocità misurate, in funzione della profondità. SI RICHIEDE DI DESCRIVERE LE PROVE DOWN-HOLE Le prove Down-Hole rappresentano un compromesso in termini di accuratezza e costi di esecuzione (per l'utilizzo di una sola perforazione). La perturbazione meccanica avviene sulla superficie nelle immediate vicinanze del foro e l'onda viene rilevata da uno o più ricevitori posti all'interno del foro. La misura viene ripetuta variando le profondità a cui sono collocati i ricevitori. L'interpretazione può essere effettuata seguendo almeno due approcci: metodo dell'intervallo e metodo diretto. Con il metodo dell'intervallo si riferisce all'intervallo temporale tra i primi arrivi delle onde sismiche provenienti da diverse profondità. Questo intervallo può essere utilizzato per calcolare la velocità delle onde sismiche in funzione della profondità. Con il metodo diretto, invece, si utilizzano le ampiezze delle onde sismiche registrate dai ricevitori per calcolare la velocità delle onde sismiche in funzione della profondità. Entrambi gli approcci forniscono informazioni preziose sulla struttura del terreno e possono essere utilizzati per valutare la stabilità del terreno e la presenza di eventuali discontinuità o zone di frattura.