INGE s.r.l.
Le prove sismiche Down-Hole vengono eseguite con lo scopo di misurare la velocità delle onde sismiche dirette che si propagano dalla superficie nel terreno in profondità. Il terreno viene energizzato in superficie, in prossimità di testa foro, e la registrazione avviene in foro grazie ad un geofono a 5 componenti ancorato a profondità via via crescenti. Tale geofono registra gli spostamenti (tradotti sotto forma di impulsi elettrici) lungo quattro direzioni orizzontali poste a 45 gradi tra loro e in direzione verticale.
Le onde sismiche possono essere generate energizzando il terreno in direzione verticale oppure in direzione trasversale (parallelamente al suolo). Nel primo caso verranno generate prevalentemente onde compressive (onde P) che si propagano in profondità e vengono registrate al meglio dal geofono verticale (asse z). Nel secondo caso verranno generate prevalentemente onde di taglio (onde S) visibili principalmente sui geofoni con l’asse posto orizzontalmente.
Le onde di taglio hanno velocità inferiori rispetto a quelle compressive e quindi raggiungeranno il geofono triassiale quando il primo fronte d’onda compressiva è già transitato. Questo passaggio, purtroppo, costituisce un disturbo per la misura delle onde trasversali in quanto i geofoni orizzontali si trovano ancora in movimento all’arrivo dell’onda S. Per migliorare il rapporto fra l’energia dell’onda compressiva P e l’energia dell’onda trasversale S a favore di quest’ultima, si realizza una doppia energizzazione orizzontale con verso opposto. La sottrazione delle forme d’onda relative a queste due acquisizioni, riduce sensibilmente la componente compressiva presente nel segnale. La misura dei tempi dei primi arrivi delle onde sismiche deve essere realizzata con precisione e con un dettaglio non inferiore al decimo di millisecondo. Ogni ritardo fra il momento dell’energizzazione fornita al terreno e l’inizio della registrazione sul sismografo si traduce in un errore significativo nei valori di velocità misurati.
Nel nostro caso la strumentazione geosismica utilizzata consiste in un Sismografo GEA24 – sismografo 24 canali (serializzabile fino a 48 can.) con scheda di acquisizione 24 bit e interfaccia USB per PC esterno
La sorgente energizzante è costituita da un maglio del peso di 10 Kg battuto su di una piastra metallica infissa nel terreno. La piastra viene colpita tre volte, in tre direzioni tra loro ortogonali, al fine di generare sia onde di tipo trasversale (S) che longitudinale (P). Per la rilevazione dei tempi di arrivo è stata utilizza una sonda composta da cinque geofoni di cui 4 disposti nel piano orizzontale, con sfasamento reciproco di 45 gradi, ed il quinto disposto normalmente agli altri. La sonda è dotata di un opportuno sistema pneumatico di ancoraggio alle pareti del foro ed è a tenuta stagna. (Vedi Figure sotto riportate)
L’analisi dei dati prevede che le battute eseguite in diversi momenti, avanzando in profondità, vengano raccolte a ricostruire un unico sismogramma, identico a quello che sarebbe stato ricevuto da una catena di tanti geofoni quante sono le posizioni di misura nel foro. In particolare vengono raggruppate in un sismogramma le forme d’onda relative al geofono verticale (asse z) e in un altro sismogramma le forme d’onda relative ai geofoni orizzontali (assi x e y). Poiché i geofoni orizzontali sono due (e posizionati tra di loro a 90°) e il sismogramma uno solo, è necessario che le forme d’onda vengano fra loro composte secondo un certo angolo (diverso da 90°) che viene opportunamente modificato dal programma di interpretazione per cercare il piano di oscillazione principale dell’onda di taglio. La progressiva modifica dell’angolo di composizione tra x e y, accompagnata dalla grafica in tempo reale della forma d’onda composta, consente di individuare quel valore dell’angolo per il quale è minima l’energia dell’onda compressiva e massima quella dell’onda trasversale. Questo valore dell’angolo di composizione, diverso per ciascuna profondità, viene utilizzato per la creazione del sismogramma riguardante le onde di taglio.