TOMOGRAFIE SISMICHE CROSS-HOLE

La presenza di fori di sondaggio a distanza relativamente vicina (max 20 m) e appositamente condizionati (v.dettagli) può consentire un approccio di tipo tomografico; la cosiddetta tomografia cross-hole è applicabile per la determinazione della distribuzione delle velocità sismiche (generalmente solo in onda P) lungo sezioni passanti per i fori.

La tomografia sismica è infatti un metodo che consente di individuare anomalie nella velocità di propagazione delle onde sismiche con un elevato potere risolutivo offrendo la possibilità di ricostruire situazioni stratigraficamente complesse, non facilmente risolvibili con differenti tecniche di indagine. Per questo tipo di prospezioni occorre avere un numero maggiore di sorgenti e di ricevitori.

Le operazioni di acquisizione e registrazione dei dati sismici prevedono l’utilizzo di un sismografo digitale multicanale, con intervallo massimo di campionamento di almeno 0.1 ms, con possibilità di filtraggi, stacking., ecc..

Per la rilevazione dei dati relativi alla velocità delle onde P vengono posizionati una serie di geofoni (o “catena di idrofoni”) monodirezionali verticali equispaziati all’interno di un foro condizionato e riempito di acqua, al fine di ottenere un ottimo accoppiamento tra i sensori e le pareti circostanti del foro. In superficie, lungo l’allineamento delle perforazioni, si possono posizionare altri geofoni per incrementare la risoluzione dell’indagine, in particolare, dei livelli più superficiali del sottosuolo.

La fase d’acquisizione viene effettuata posizionando nel secondo foro la sorgente sismica a profondità prestabilite. La sorgente sismica da foro, dotata di sistema di ancoraggio pneumatico o meccanico, può essere costituita da un energizzatore di tipo meccanico o elettromeccanico per onde "P” o di tipo esplosivo (fucile); in quest’ultimo caso anche il foro di energizzazione deve essere riempito d’acqua.

I valori di velocità nella sezione vengono ottenuti mediante un processo di inversione applicato ai tempi ti percorso misurati in sito (traveltime tomography), utilizzando la tecnica del ray-tracing al fine ricostruire nel modo migliore il campo delle velocità.

In pratica i valori dei tempi di arrivo per ogni sparo, in ogni posizione nel foro di ricezione, formano una rete di raggi che si sovrappongono e vengono usati per calcolare il profilo di velocità. Il piano che separa la sorgente dal ricevitore viene diviso in una griglia di elementi finiti, per tenere conto delle variazioni stratigrafiche. Ad ogni elemento della maglia viene assegnata una velocità iniziale e si calcola il tempo di percorrenza presunto per la porzione di raggio che attraversa la cella. In questo modo si costruisce il tempo di percorrenza totale per ogni raggio che viene poi confrontato con il tempo misurato. Le velocità assegnate ai vari elementi vengono allora modificate in modo iterativo fino a che i valori calcolati e quelli misurati convergono. Poiché molte celle sono attraversate da diversi raggi si può ottenere un valore della velocità molto accurato per ogni cella. Gli elaborati grafici principali sono costituiti dalle sezioni sismotomografiche, dove viene rappresentata, in scale di colore, l’andamento delle velocità sismiche longitudinali derivate dal miglior modello interpretativo. La relazione tecnica riepilogativa illustra, in particolare, le problematiche del sito in funzione della tecnica prescelta, la strumentazione adoperata, la geometria dell’array di acquisizione dati e i parametri strumentali utilizzati, le tecniche di analisi, elaborazione e interpretazione dei dati, i risultati ottenuti.

<<prescrizioni per l'esecuzione del condizionamento dei fori di sondaggio per le prove geosismiche>>