Sismica in foro Down-Hole e Cross-Hole
Misuriamo direttamente in foro, metro per metro, la velocità delle onde P e S: è il modo più diretto per ricavare il profilo di rigidezza dei terreni, la Vs,eq e la categoria di sottosuolo per la progettazione.
Come si esegue una prova Down-Hole
Nel foro di sondaggio, rivestito con tubo in PVC e cementato, si cala un geofono triassiale (3C) con sistema di ancoraggio alla parete. In superficie, a pochi metri dalla bocca del foro, si genera l'impulso: battuta verticale su piastra per le onde P, battuta orizzontale su trave, nei due versi opposti, per le onde SH. L'inversione di polarità delle onde S tra le due battute permette di riconoscerne con sicurezza il primo arrivo.
La misura si ripete a passo costante, tipicamente ogni metro, dalla superficie al fondo del foro. Dai tempi di arrivo, corretti per l'obliquità del percorso, si costruiscono le dromocrone delle onde P e S e si ricavano le velocità di intervallo strato per strato.
Vs,eq e categoria di sottosuolo
Le Norme Tecniche per le Costruzioni (D.M. 17/01/2018) classificano il sottosuolo in base alla velocità equivalente di propagazione delle onde di taglio:
Vs,eq = H / Σ (hᵢ / Vs,ᵢ)
dove hᵢ e Vs,ᵢ sono spessore e velocità dello strato i-esimo e H è la profondità del substrato, definito come formazione con Vs non inferiore a 800 m/s; per substrato più profondo di 30 m si assume H = 30 m. Dal valore di Vs,eq e dalla profondità del substrato discende la categoria di sottosuolo – da A a E – utilizzata per la definizione dell'azione sismica di progetto.
Cross-Hole
Nella prova Cross-Hole sorgente e ricevitore si trovano alla stessa quota in due o più fori allineati: le onde percorrono un tragitto orizzontale e la velocità si misura strato per strato con risoluzione elevata, anche in presenza di livelli sottili o di inversioni di velocità. La verticalità dei fori viene controllata per correggere le distanze effettive.
Cosa restituiamo
- Dromocrone delle onde P e S
- Profili di velocità di intervallo Vp e Vs
- Vs,eq e categoria di sottosuolo (NTC 2018)
- Rapporto Vp/Vs e coefficiente di Poisson
- Moduli elastici dinamici G₀ ed E₀ a piccole deformazioni
- Confronto con MASW, HVSR e stratigrafia del sondaggio
Dal geofono in foro al profilo Vs
Il geofono triassiale scende nel foro; a ogni quota la sorgente in superficie genera un'onda P e un'onda S, i cui primi arrivi vengono registrati e riportati nelle dromocrone. Dalle pendenze si ricavano le velocità di intervallo e, sui primi 30 m, la Vs,eq. Nell'esempio, con valori illustrativi, la Vs,eq è di circa 316 m/s, corrispondente alla categoria di sottosuolo C.
- Onde P
- Onde S
- Vs,eq sui primi 30 m
Domande frequenti
Quando serve una prova Down-Hole invece di una MASW?
La MASW è un metodo di superficie, rapido ed economico, che ricava un profilo di Vs mediato sullo stendimento. Il Down-Hole misura i tempi di arrivo direttamente lungo il foro, con risoluzione metrica e senza dipendere da ipotesi sul modello: è preferibile per opere importanti, terreni con inversioni di velocità o quando si dispone già di un sondaggio.
Come si calcola la Vs,eq secondo le NTC 2018?
La velocità equivalente si calcola come Vs,eq = H / Σ(hᵢ/Vs,ᵢ), dove hᵢ e Vs,ᵢ sono spessore e velocità di ciascuno strato e H è la profondità del substrato, cioè della formazione con Vs non inferiore a 800 m/s. Se il substrato è più profondo di 30 m, si assume H = 30 m.
Cosa serve per eseguire la prova?
Un foro di sondaggio rivestito con tubo in PVC e cementato con miscela adeguata, per garantire l'accoppiamento tra rivestimento e terreno. Per il Cross-Hole servono almeno due fori allineati, con verticalità controllata. Possiamo indicare le specifiche di condizionamento prima della perforazione.
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