Autorizzazione Ministero delle lnfrastrutture e Trasporti ai sensi del D.P.R. n 380 del /O3/2010

Laboratori

s’ ru ⁱ

Autorizzazione Ministero delle lnfrastrutture e Trasporti Associazione

ai sensi del D.P.R. n°380 del 2001

Geotjj

SoRAlORIO GEOTECNICO

Itaiiani

PROVE DI LABORATORIO SUI TERRENI

COMMITTENTE: BIOPOWER 3

RICHIEDENTE: GEOL. SALVATORE BORGO

OGGETTO: PROGETTO PER LA REALIZZAZIONE DI TRE CIMINIERE A SERVIZIO DI UN IMPIANTO PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA DA 980 KW ALIMENTATO DA FONTE RINNOVABILE (BIOMASSA), DA INSTALLARE IN

C.DA FAUMA, NEL TERRITORIO DEL COMUNE DI AGRIGENTO.

LOCALITA’: AGRIGENTO

VERBALE DI ACCETTAZIONE N°: 510 deI 12/03/2010 DATA DI EMISSIONE: 26/O3/2010

IL DIRETTORE DE ‘‘ ATORIO Ing.

SedéLegale: ^viaA. DiGiovanni n°45-92100 AGRIGENTO Laboratorio: viaA. Labriola n°21 92026^-E.4fARA (AO) el.Fax 0922 437803^-email:geoservice.Iab( libero. O-wwu.geoservicelab. il

a ^&

^.

^L.

BOP R 3

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Viale delle d ne ^- Lotto 23 Zona Indu e di’Ag gento

92021 A (AG)

Cod. Fisc. a 0068 0844

Associazione

j.j ^$

!!TGEOTECNCO tCflICI

PROVE DI LABORATORIO SUI TERRENI

98

Autorizzazione Ministero delle Infrastrutture e Trasporti ai sensi del D.P.R. n. 380 del 2001

ELENCO SIGLE DELLE PROVE DlLABORATORIO

I-APERTURA CAMPIONI IN CONTENITORI METALLICI

___________________________________________ACI

2-APERTURA CAMPIONI IN CONTENITORI DI PLASTICA AC2

3-RICONOSCIMENTO E DESCRIZIONE DI UN CAMPIONE DI ROCCIA SCIOLTA O LAPIDEA RD 4-DETERMINAZIONE DEL CONTENUTO D’ACQUA PER ESSICCAMENTO IN STUFA CA 5-DETERMINAZIONE DEL PESO DELLUNITA’ DI VOLUME PER PROVINI DI FORMA REGOLARE PVI 6-DETERMINAZIONE DEL PESO DELLUN1TA’ Dl VOLUME IER PROVINI DI FORMA IRREGOLARE PV2

7-DETERMINAZIONE DEL PESO SPECIFICO PSI

8-MISURA DEL CONTENUTO DELLA SOSTANZA ORGANICA CS2

9-MISURA DEL CONTENUTO DI CARBONATO Dl CALCIO CON IL CALCIMETRO CC IO-MISURA DELLA RESISTENZA NON DRENATA CON IL PENETROMETRO TASCABILE PT

I I-ANALISI GRANULOMETRICA PER SEDIMENTAZIONE AGI

12-ANALISI GRANULOMETRICA PER SETACCIATURA A SECCO DI SABBIE (<3 Kg) AG2 13-ANALISI GRANULOMETRICA PER SETACCIATURA A SECCO DI GhIAIE E SABBIE (<50 Kg) AG3 14-ANALISI GRANULOMETRICA PER SETACCIATURA A SECCO DI GHIAIE E SABBIE (>50 Kg) AG4 IS-ANALISI GRANULOMETRICA MEDIANI’E SETACCIATURA PER VIA UMIDA DI SABBIE LIMOSE(<3 Kg)

_______AG5

16-ANALISI GRANULOM ETRICA MEDIANTE SETACCIATURA PER VIA UMIDA DI GhIAIE E SABBIE LIMOSE(<50 Kg)AG6 17-ANALISI GRANULOMETRICA MEDIANTE SETACCIATURA PER VIA UMIDA DI GHIAIE E SABBIE LIMOSE(>50 Kg)AG7 18-ANALISI GRANULOMETRICA SU LIMI-ARGILLOSI CON SABBIA PER SETACCIATURA E SEDIMENI’AZIONE AG8 19-ANALISI GRANULOMEI’RICA SU GHIAIE E SABBIE CON LIMO PER DECANTAZIONE E SEDIMENTAZIONE AG9 20-DEI’IRMINAZIONE DEI LIMITI DI LIQUIDITA’ E PLASTICIIA’

____________________________________________________________

LCI

21-DETERMINAZIONE DEL LIMITE DI RITIRO LR

22-PROVA DI COMPRESSIONE EDOMETRICA CON DURATA DI APPLICAZIONE, DEGLI INCREMENII DI CARICO

NON SUPERIORI ALLE 24 ORE E FINO AD UN CARICO MASSIMO DI 25 Kg/cmq CEI 23 PROVA DI COMPRE SSIONI I DOMI FRICA CON DURA I A DI APPI ICA/ION[ Dl Gli INC RI MI N 111)1 CARIC O

NON SUPERIORI ALLE 24 ORE E FINO AD UN CARICO MASSIMO DI 50 Kg/cmq CE2 24 PROVA DI COMPRI SSIONF I DOMI I RIC A CON DURA FA DI APPI ICA7IONF DI GlI INC RI MI N Il Dl CARIC O

NON SUPERIORI ALLE 24 ORE E FINO Al) UN CARICO MASSIMO DI 100 Kg/cmq CE3 25-PROVA DI COMPRESSIONE EDOMETRICA CON DURATA DI APPLICAZIONE DEGLI INCREMENTI DI CARICO

NON SUPERIORI ALLE 24 ORE E FINO AI) UN CARICO MASSIMO DI 200 Kg/cmq CE4 26-SOVRAPPREZZO ALLE VOCI 22.23.24.25 PER DURATA Dl APPLICAZIONE DEGLI INCREMENTI Dl CARICO

SUPI RIORI AH I 24 ORE PI ROGNI GIORNO O I RA/IONI DI GIORNO IN PIU

____________________________________________SEI

27-SOVRAPPREZZO ALLE VOCI 22.23,24.25 PER LA DETERMINAZIONE DEI VALORI EDOMETRICI

Cv (COEFF. DI CONSOLIDAZIONE). E (MODULO EDOMETRICO).K(PERMEABILITA’) PER OGNI GRADINO SE2 28-RILIEVO A DIAGRAMMAZIONE DELLE CURVE CEDIMENTO-TEMPO, PER OGNI CARICO APPLICATO SE3

29-PROVA DI RIGONFIAMENTO IN EDOMETRO RE

30-PROVA Dl ROTTURA A COMPRESSIONE SEMPLICE A DILAIAZIONE TRASVERSALE LIBERA UC 31-PROVA DI ROTIURA PER COMPRESSIONE TRIASSIAIE (UU) CON RILIEVO E DIAGRAMMAZIONE UU 32 PROVA DI R() I I URA PI R COMPRI SSIONE I RIASSIAI I (CU) CON RII Il VO [ DIAGRAMMAZIONF

_________________CU

33-PROVA DI ROTTURA PER COMPRESSIONE TRIASSIALE (CD) CON RILIEVO E DIAGRAMMAZIONE CD 34-PROVA Dl PERMEAI3ILITA’ IN EDOMEFRO. PER OGNI CARICO APPLICATO PRI

35-PROVA Dl PERMEABIIITA IN PERMEAMETRO ^- PE2

36-PROVA DI ROIlURA CON L’APPARECCI 110 Dl TAGlIO DI CASAGRANDE DEL FIPO (CD) DELLA [)URATA

NON SUPERIORE ALLE 24 ORE. CON DIAGRAMMAZIONE DELLE CURVE: 3 PROVINI SU MATERIALI SABI3IOSITDI 37-PRCVA DI ROLI1iRA CON L’APPARECCI 110 DI TAGLIO Dl CASAGRANDE DEL IIPO (CD) DELLA DURATA NON

SUPERIORE ALLE 24 ORE. CON RILIEVO E DIAGRAMMAZIONE DELLE CURVE: 3 PROVINI SU MAT.I ARGILLOSI TD2 38 SOVRAPPRI Z7O PI R LA DI Il RMINA/IONI DIII ARI 51511 N/A RI SIDUA STI 39-PROVA DI COSTIPAMENTO SU PROVINI DIOO mm TIPO PROCFOR EN. (AASIIO SFANDARD) COI 40-PROVA DI COSTIPAMENIO SU PROVINI DI 00 mm TIPO PROCTOR ED. (ENERGIA DOPPIA) C02 41-PROVA Dl COSIIIAMENTO SU PROVINI DIOO mm TIPO IROCTOR MODIFICATO (AASIIO MODIF.) CO3 42-PROVA DI COSFIPAMENTO SU PROVINI D=6” TIPO PROCTOR EN. (AAS1IO STANDARD) C05 44-PROVA DI COSTIPAMENIO SU PROVINI D=6” TIPO PROCTOR MODIFICATO (AASI IO MODIF.) CO6 45-PROVA C.B.R. COMPRESA LA PREPARAZIONE DEI. PROVINO E LA DIAGRAMMAZIONE I)EI,1A CURVA PRESSIONI-

DEFORMAZIONI CBR

46-PROVA Dl COMPRESSIONE MONOASSIALE DL

Sede Legale: viaA. Di Giovanni n°45—92100 Agrigento Laboratorio: via A. Labriola n°21^—92026 Favara (Ag,i P. IVA n. 0173/340848 Tel/Fax 0922 437803 ^— e-mailgeoserrlCL’lalvaliheìo.i!^-www.geoservicelab.it

lJftor? IneroPiccioneio

Associazione

Laboratori

Geotecrìici

.t_1b

Italiani

menta9re

s.rJ. PROVEDI

LABORA

TORIOSUI

TERRENI

AUT.MIN.N51130DEL

29/09/2005 SE7TORE

‘a

PROGRAMMA DELLE PROVE ESEGUITE

Oggetto:

Progetto

perla

realizzazione

ditre

ciminiere

aserviziodiun

impianto perla produzione

di

energia

elettricada980

KWalimentato

dafonte

rinnovabile (biomassa),

da

installare

inc.daFauma.

Committente:

Biooower

3

_______________

Richiedente:

Geol.

Salvatore_Borgo Località:

Acxriaento

Verbin.0510 Data

emissione:

26/03/2010

Origineedenominazione Tipo’llprelievo

_cj

8 8

n.

campion

sigla

prof.(m)

rim.md.<<. <<<<<<—io-o-oooooooooooiS1C12,002,30XI-Iiii ——2 3 4 5 6 7 8 9 10

TOTALE

PROVE

EFFETTUATE

iIIII Origineedenominazione

joD

ncampionE

sigla

prof.(m)

(Ì

DOOQ) u -----iS1C12,002,3011 2

--___--- ---

4

—————-——————————

————--———

--___---

6

tL

^PRJVE

EFFELUATE

-

i i 11 ii

-

Ili TI

-

ii 1111 I

Descrizione del campione Indisturbato E X i Rimaneqaiato i I Argilla limosa di colore bruno verdastro, presenza di alterazioni e cristalli di gesso.

Pt 3,8 Tv*

Pt 4,2 Tv ^*

Grado di cementazione IDebole j ^Moderato [ ^X ] Elevato E i

Reazione aIIHCI INessuna [ ) ^Debole [ ] ^Forte [ ] Non Eseguita [ X

Struttura lomogenea X I Eterogenea [ I Stratificata [ I

Classe di Qualità

IQ1 I

^Q2 E I ^Q3

E I

^Q4 E I ^Q5 [ ^X

I

Consistenza IMolto tenero E I Tenero E I Consistente i ^X I Molto consistente [ I Duro [ I

Prove effettuate

Contenuto d’acqua Limiti di Atterberg Analisi granulometrica Areometria

Peso specifico

Compattazione Proctor

PenetrazioneCBR

Prova edometrica

Taglio diretto

ELL

Triassiale UU

Triassiale CU TriassialeCD

Grandezze indice

Contenuto d’acqua lA determ. 22,76 % Contenuto d’acqua 2A determ. 21,81

Contenuto d’acqua media 22,29

Peso specifico 1” determ. 27,201 kN/m Peso specifico 2Adeterm. 27,090 kNlm3 [Peso specifico media 27,145 kNIm3

Pesoclivolume 20,036 kN/m3

Peso di volume secco 16,384 kNImJ

Grado di saturazione 92,11 %

Indice dei vuoti 0,657

Porosità 0,396

Osservazioni

s.rj.

PROVE DI LABORATORIO SUI TERRENI AUT. MIN. N 51130 DEL 29/09/2005 SETTORE a

via A. Labriola n. 21 ^-92026 FAVARA (AG) ^-tel.lfax 0922 437803

Associazione Laboratori GeotecniCl Itabani

Verbale n° 510 Dataricevimento 12/03/2010 _Dataapertura 19/03/2010

Certificatodi prova n° 7307 _Dataemissione 26/03/2010 Località: Agrigento Committente: Biopower 3 Richiedente: Geol. Salvatore Borgo

Oggetto: Progetto per la realizzazione di tre ciminiere a servizio di un impianto per la produzione di energia elettrica da 980 KW alimentato da fonte rinnovabile (biomassa), da installare in c.da Fauma.

Sondaggio SI Ci IProfondità 2,00 m iContenitore M

lng. Piccionello

Ilcertificatodi prova è compostoda N° i pagina

s,rJ.

Assodazione

PROVE DI LABORATORIO SUI TERRE III

Geotecnici

AUT. MIN. N°51130 DEL29/09/2005 SETTGF?Ea tahani

via A. Labriola n. 21 -92026 FAVARA (ìGJ•tellfax 0922 437803

PROVA DI ESPANSIONE LATERALE LIBERA

Committente: Biopower3 Verbale ri° 0510

Richiedente: Geol. SalvatoreBorgo Data ricevimento 12/03/20 10 Cantiere: Realizzazione di tre ciminiere Data apertura 19/03/2010

Località: C.da Fauma-Agrigento Certificato n° 7308

Data emissione 26/03/2010

Sondaggio SI Campione Ci Profondità 2,00 m

Diametro provino 38,10 mm

Altezza provino 76,20 mm

VeÌocità di prova 0,7600 nmì)min Costante di carico assiale 0,6182 kg(dvis

Angolo di rottura gradi

Letture dl prova DESCRIZIONE: argilla limosa

Dh NL Dh NL. Dh NL Dh NL

mm dlv mm dI mm div mm div

0,00 0

0,30 6

0,60 14

0,90 26

1,20 34

1,50 42

1,80 47

2,10 45

liResistenza

^{massima 244,13 kN/m’}

300,00

250,00

‘—

“E 200,00

x

—

G

. 150,00

( .

9 innn -

.= ^IJ,J,Ju

50,00

.

0,00

‘0,00 1,00 ,00 300 4,00 500 6,00

,

deformazIone assiale (%)

/ 7 f I,

Il direttore d4/atjrio Ing. Ca2 l{fikPiccionello

ÌCIA

1/1

G

^.. Autorizzazione

Ministero

delle Infrastrutture

ai sensi del D.P.R.

sruice

n°380de12001

zipne

I.ABORAtORO OTECNICc1

PROVA DI TAGLIO Geo

DIRETTO

(ASTM D3080) Dati del Cliente

Verbale n. 0510

Certificato

n. 7309 del 2610312010

Committente

Biopower Richiedente 3

Geol. SalvatoreBorgo Cantiere

C.da Fauma_-Agrigento Sondaggio

Campione 1 Profondità 1

2.00 m

Dati del provino

n°1 (200 kPa)_-

Vr 0.002 mm/min

,I )escrizioneprovino

argilla limosa sezione

36000 cm ²

Densità umidainiziale

19841 kNIm2 y Altezza iniziale

20,000 mm

Densità umidafinale

20,805 kN/m2 y Altezza finale

19,380 mm

Densità secca

16,742 kN/m3 No. tara 1

14

Umidità iniziale

18,506 % Vl Massa tara 1

115720 g

Umidità finale

20,413 % V{

Massa tara i +massa umida iniz.

261,34 g

Saturazione iniziale

83,247 % S0 No. tara 2

88

Saturazione finale

99,999 % S

Massa tara 2

4 1,470 g

Indice dei vuotiiniziale

0,611

e 0 Massatara 2+massa umidafin.

189,434 g

Indice dei vuotifinale

0,561

e Massa_{tara 2}

+massa secca

164,350 g

Densità seccafinale

17,278 kN/m y Peso specificodei grani

26,98 kNIm3

irett,(4

4 boratorio l4tu4oPiccioi,ello

o

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b.

REGIONE SICILIANA

COMUNE DI AGRIGENTO

PROGETTO PER LA REALIZZAZIONE DI TRE CIMINIERE A SERVIZIO DI UN IMPIANTO PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA DA

9800 Kw

ALIMENTATO DA FONTE RINNOVABILE (BIOMASSA) DA INSTALLARE IN C/DA FAUMA NEL TERRITORIO COMUNALE DI AGRIGENTO

- INDAGINI GEOFISICHE ^-

RELAZIONE TECNICA

Somma rio

PREMESSA i

1. PROSPEZIONI SISMICHE A RIFRAZIONE 2

1.1 GENERALITÀ SULLE PROSPEZIONI SISMICHE A RIFRAZIONE 2

1.1ATTREZZATURA E METODOLOGIA IMPIEGATA 5

1.3 INTERPRETAZIONE DEI DATI 7

2. ^- PROSPEZIONI SISMICHE BASATE SULL’ANALISI DELLE ONDE SUPERFICIALI DI RAYLEIGH 9

2.1 ^— METODO DI INDAGINE MASW 12

2.2^-ATTREZZATURA UTILIZZATA E MODALITÀ DI ACQUISIZIONE DEI DATI IS

2.3^— ELABORAZIONE DEI DATI E RISULTATI 15

2.4^— INTERPRETAZION[ ED ANALISI DEI DATI 21)

Elenco Allegati:

• Planirnetria Ubicazione indagini geofisiche (scala 1:5.000)

• Rapporto tecnico elLìboDlzione winmiìsw _4.1

PROGETrO PER LA REALIZZAZIONE DI TRE CIMINIERE A SERVIZIO DI UN

N

IMPIANTO PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA ELEURICA DA 9800 Kw

rnbiente sr ALIMENTATO DA FONTE RINNOVABILE (BIOMASSA) DA INSTALLARE IN C/DA FAUMA NEL TERRITORIO COMUNALE DI AGRIGENTO

-INDAGINI GEOFISICHE-

PREMESSA

Nell’ambito della progettazione dei lavori per la realizzazione di tre ciminiere a servizio di un impianto per la produzione di energia elettrica da 9800 Kw, da realizzarsi nel Comune di Agrigento, la ditta ArchGeo Ambiente s.r.l., su incarico conferito dalla società BIOPOWER 3 s.r.l., ha condotto una campagna di prospezioni geofisiche di sismica attiva volte alla determinazione delle proprietà elasto-dinamiche dei terreni interessati dal progetto in epigrafe.

Le indagini effettuate comprendono una prospezioni sismica MASW (Multichannel Analysis of Surface Waves), basata sulla registrazione delle onde superficiali di Rayleigh, necessaria alla definizione del profilo sismostratigrafico, in termini di propagazione delle onde V, dell’area di sedime del fabbricato ed una prospezione sismica a rifrazione effettuata lungo la stessa traversa sismica.

Tali indagini hanno permesso di classificare il suolo di fondazione in funzione di quanto previsto nella normativa tecnica vigente (D.M. 14 gennaio 2008 “Approvazione delle nuove norme tecniche per le costruzioni”).

Per l’ubicazione ditali indagini si rimanda all’allegata planimetria.

ARCI-IGEO AMBIENTE S.R.L. —VIA UGO LA MALFA,24^- 92100AGRIGENTO i

PROGrrO PER LA REALIZZAZIONE DI TRE CIMINIERE A SERVIZIO DI UN

-

[

IMPIANTO PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA ELETtRICA DA 9800 Kw

mbiente sri ALIMENTATO DA FONTE RINNOVAEILE (BI0MAssA) DA INSTALLARE IN C/DA FAUMA NEL TERRITORIO COMUNALE DI AGRIGENTO

-INDAGINI GEOFISICHE-

1. PR0sPEzI0NI SISMICHE A RIFRAZIONE

Le indagini si sono articolate mediante l’acquisizione dei dati relativi ai primi arrivi delle onde P, longitudinali di compressione. L’interpretazione dei dati acquisiti in campagna ha consentito di ricavare, in riferimento alle aree di indagine, delle sezioni sismostratigrafiche con suddivisione del terreno in strati aventi analoghe caratteristiche in riferimento alla velocità di propagazione delle onde sismiche.

1.1 GENERALITÀ SULLE PROSPEZIONI SISMICHE A RIFRAZIONE

Le indagini sismiche a rifrazione si basano sulla misurazione del tempo necessario perché la perturbazione elastica, generata nel terreno da una sorgente di energia, pervenga a una serie di strumentazioni di ricezione (geofoni) dopo aver percorso uno strato superficiale di terreno (onde dirette) e superfici di separazione fra strati a velocità crescente verso il basso (mediante onde rifratte).

Le apparecchiature di ricezione sono spaziate regolarmente lungo un allineamento; viene registrato il tempo di arrivo delle onde ad ogni geofono, a costituire un diagramma, detto sismogramma. Il sismogramma registra:

- le onde dirette: rappresentano la perturbazione, che attraversando il solo primo strato, arriva al geofono dalla sorgente di energia;

- le onde riflesse: vengono riflesse dalle superfici di discontinuità;

- le onde rifratte: rappresentano la perturbazione che subisce la rifrazione totale in corrispondenza della superficie di discontinuità e percorre tale superficie a velocità pari a quella dello strato sottostante più veloce.

L’angolo critico di incidenza dipende dal rapporto delle velocità di propagazione delle onde sismiche nei due materiali, secondo la Legge di Snell:

sencL/sen[ = V1/V2

Si ha l’angolo critico quando sencL V1/V2, cioè ^{= 900.}

Mettendo in diagramma in ordinate i tempi di primo arrivo misurati (in ms) ed in ascisse le distanze (in m) dalla sorgente energizzante, dei vari geofoni dello stendimento, si ottiene un grafico tempi-distanze la cui analisi

ARCHGE0 AMBIENTE S.R.L. —VIAUGO LA MALFA,24^-92100AGRIGENTO 2

PROGETTO PER LA REALIZZAZIONE DI TRE CIMINIERE A SERVIZIO DI UN

r hGeo

IMPIANTO PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA DA 9800 Kw

/ mbiente ^Sri ALIMENTATO DA FONTE RINNOVABILE (BIOMASSA) DA INSTALLARE IN C/DA FAUMA NEL TERRITORIO COMUNALE DI AGRIGENTO

-INDAGINI GEOFISICHE^-

permetterà di individuare dei segmenti di retta, definite dromocrone (travel time curves), che segnalano percorsi effettuati con eguale velocità.

La prima dromocrona, avente pendenza maggiore, è rappresentativa delle onde dirette che attraversando il solo primo strato, arrivano al geofono dalla sorgente di energia; la sua pendenza, in particolare, è il reciproco della velocità di questo strato.

Ad una certa distanza dal punto di energizzazione, detta distanza critica, individuata dal cosiddetto “punto di ginocchio”, si verifica l’arrivo contemporaneo delle onde dirette e di quelle rifratte. A partire da tale punto il tempo impiegato dai raggi che percorrono il tetto dello strato sottostante (più veloce), per arrivare al geofono, risulta inferiore a quello degli arrivi diretti. I punti relativi a questi arrivi si allineranno secondo una retta avente la pendenza di 11V2, e così via per gli strati inferiori.

Il tempo che corrisponde all’intersezione di ciascun segmento di retta con l’asse dei tempi è detto intercept time. Questo valore e quello della distanza critica dipendono direttamente dalla velocità con cui le onde attraversano i diversi materiali e dallo spessore degli strati, e possono essere utilizzati per determinare le profondità dei tetti degli strati stessi.

In sostanza, una volte determinate le varie velocità, vi sono due metodi per determinare le profondità dei vari strati sotto i punti di energizzazione: il metodo dell’intercetta e quello della distanza critica.

Nel caso in cui la superficie di rifrazione non è pianeggiante ma presenta una morfologia complessa, l’applicazione delle suddette metodologie risulta alquanto difficoltosa e, pertanto, per il calcolo degli spessori dei diversi strati, si utilizza il metodo GRM (Generalized Reciprocal Method) basato sul principio del tempo di ritardo (Delay-time).

Come è noto, le onde elastiche provocate da una vibrazione ^si trasmettono nel suolo con velocità differenti per ogni litotipo. Nella prospezione sismica a rifrazione si sfrutta la diversa velocità di propagazione delle onde longitudinali (onde P o ^“ di compressione e dilatazione _“), che sono le più veloci fra le diverse onde elastiche, o trasversali (onde SH o “di taglio”) per determinare spessori e andamenti dei livelli presenti.

ARCHGEO AMBIENTE S.R.L. —VIA UGO LA MALFA,24^- 92100^AGRIGENTO 3

PROGETTO PER LA REALIZZAZIONE DI TRE CIMINIERE A SERVIZIO DI UN IMPIANTO PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA DA 9800 Kw

/ mbiente Sri ALIMENTATO DA FONTE RINNOVABILE (BIOMASSA) DA INSTALLARE IN C/DA FAUMA NEL TERRITORIO COMUNALE DI AGRIGENTO

-INDAGINI GEOFISICHE-

La velocità di propagazione delle onde elastiche nel suolo è compresa tra larghi limiti; per uno stesso litotipo essa diminuisce col grado di alterazione, di fessurazione e/o di fratturazione; aumenta per contro con la profondità e l’età geologica. Sensibili differenze si possono avere, in rocce stratificate, tra le velocità rilevate lungo i piani di strato e quelle rilevate perpendicolarmente a questi. La velocità delle onde compressionali, diversamente da quelle trasversali che non si trasmettono nell’acqua, è fortemente influenzata dalla presenza della falda acquifera e dal grado di saturazione.

Questo comporta che anche litotipi differenti possano avere uguali velocità delle onde sismiche compressionali, per cui non necessariamente l’interpretazione sismostratigrafica corrisponderà con la reale situazione geologico-stratigrafica.

Il metodo sismico a rifrazione è soggetto inoltre alle seguenti limitazioni:

- un livello potrà essere evidenziato soltanto se la velocità di trasmissione delle onde longitudinali in esso risulterà superiore a quella dei livelli soprastanti;

- un livello di spessore limitato rispetto al passo dei geofoni e alla sua profondità può non risultare rilevabile;

- un livello di velocità intermedia compreso tra uno strato sovrastante a velocità minore ed uno sottostante a velocità sensibilmente maggiore può non risultare rilevabile perché mascherato dagli “arrivi” dello strato sottostante (effetto dello strato nascosto e “zona oscura”);

- aumentando la spaziatura tra i geofoni aumenta la profondità di investigazione ma può, ovviamente, ridursi la precisione della determinazione della profondità dei limiti di passaggio tra i diversi livelli individuati. In presenza di successioni di livelli con velocità (crescenti) di poco differenti tra loro, orizzonti a velocità intermedia, con potenza sino anche ad 1/3 del passo adottato, possono non essere evidenziati. Il limite tra due orizzonti può quindi in realtà passare “attraverso” un terzo intermedio non evidenziabile;

- analogamente, incrementi graduali di velocità con la profondità danno origine a dromocrone che consentono più schemi interpretativi.

ARCHGEO AMBIENTE S.R.L. —VIA UGO LA MALFA,24^-92100AGRIGENTO 4

PROGETTO PER LA REALIZZAZIONE DI TRE CIMINIERE A SERVIZIO DI UN

(“

rchGeo

IMPIANTO PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA DA 9800 Kw

mbiente ^Sri ALIMENTATO DA FONTE RINNOVABILE (BIOMASSA) DA INSTALLARE IN

-. C/DA FAUMA NEL TERRITORIO COMUNALE DI AGRIGENTO

-INDAGINI GEOFISICHE-

I possibili errori che derivano da quanto detto in precedenza possono essere contenuti disponendo di sondaggi di taratura e “cercando” sulle dromocrone delle basi sismiche i livelli che abbiano velocità il più possibile simili a quelle ottenute con le tarature.

Per contro, i moderni metodi di elaborazione del dato sismico consentono di ricostruire la morfologia sepolta di più rifrattori sovrapposti, variamente accidentati e con velocità variabili lungo il profilo, anche in presenza di morfologia di superfici non piane: la buona precisione raggiungibile, specie se si dispone di sondaggi di taratura, consente talora di elevare la prospezione sismica da semplice valutazione qualitativa a valido supporto quantitativo dell’indagine geognostica.

1.1 ATrREZZATURA E !4ETODOLOGIA IMPIEGA TA

Per l’indagine in oggetto si è impiegata la strumentazione PASI 16S24 avente le seguenti caratteristiche:

Processore: Pentium 266 Intel

Trattamento dati: Floating Point 32-bit Ambiente operativo: Windows©

Numero di Canali: 12/24

Risoluzione di acquisizione: 24bitcon sovracampionamento e post-proccessing Specifiche base tempi: risoluzione: 24bit (4 contatori indipendenti)

base tempi: 20MHz, accuratezza: ± O.Ol%

compatibilità dati acciUisiti: SEG-2

Attivazione filtri: in acquisizione o post-acquisizione Filtri antialiasing: attivi, LPF, 8° ordine Butterworth;

attenuazione -48dB/oct (160 dB/dec);

fO=5/8 fnyq;

accuratezza ± l% freq. di t:aglio gfl: tutti selezionabili via software

hancerent: con/senza preview totale/parziale

Automatic Gain Control

Delay: Pretrigqer 0/lO ms (step di lms) Posi trigger 0 1600() rns (step di lms) Isiz: automatica o mantiìle per ogni canale Alimentazione: batteria estciiia 12 ^VDC.

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PROGETTO PER LA REAUZZAZIONE DI TRE CIMINIERE A SERVIZIO DI UN

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IMPIANTO PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA DA 9800 Kw

mbiente Sri ALIMENTATO DA FONTE RINNOVABILE (BIOMASSA) DA INSTALLARE IN

-

C/DA FAUMA NEL TERRITORIO COMUNALE DI AGRIGENTO

-INDAGINI GEOFISICHE-

L’attrezzatura è completata da due cavi sismici a 12 takes out ciascuno spaziati a 10 m, con connettori NK2721C e attacchi doppi, montato su rullo, geofoni verticali “PASI” a 45 Hz, mazza di battuta da 8 Kg con interruttore starter, cavo trigger da 100 m montato su rullo, piastra di battuta per le onde P.

La traversa sismica è stata materializzata sul terreno adottando la seguente configurazione:

- lunghezza stendimento: 23 m

- n. geofoni: 24

- distanza tra i geofoni: 1,00 m

- n. shots: 2, di cui:

shot i (end i): estremo, a 1,00 m da geofono i (coord. = -1,00 m) shot 2 (end 24) estremo, a 1,00 m da geofono 24 (coord. = 24,0 m)

ARCHGEO AMBIENTE S.R.L. —VIA UGO LA MALFA,24^-92100AGRIGENTO 6

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PROGETTO PER LA REALIZZAZIONE DI TRE CIMINIERE A SERVIZIO DI UNIMPIANTO PER LA PRODUZIONE DI ENERGIA ELETTRICA DA 9800 Kw

mbiente _sri ALIMENTATO DA FONTE RINNOVABILE (BIoMAssA) DA INSTALLARE IN C/DA FAUMA NEL TERRITORIO COMUNALE DI AGRIGENTO

-INDAGINI GEOFISICHE-

1.3INTERPRErAZIQNE DEI DATI

Per l’interpretazione dei dati è stato utilizzato il software “Intersism 2.1”

della “geo&soft”.

Tale programma è in grado di convertire i dati della strumentazione in formato SEG-2 ed operare direttamente su tali records per la definizione dei tempi di primo arrivo ed il successivo tracciamento delle dromocrone (travel time curves).

Successivamente alla costruzione delle dromocrone ed alla determinazione della velocità di propagazione del segnale sismico nei diversi strati di terreno, InterSism passa all’applicazione del Metodo del Reciproco Generalizzato (GRM) (Palmer, 1980) per l’identificazione della geometria dei rifrattori. Il metodo è essenzialmente basato sulla ricerca, nel diagramma tempi-distanze, di una distanza intergeofonica XY ottimale, tale che i raggi sismici che partono da simmetrici punti di energizzazione arrivino al geofono posto in X ed a quello posto in Y provenendo dallo stesso punto del rifrattore.

Il programma InterSism utilizza una procedura automatizzata che, partendo da un valore di XY di tentativo pari a zero (con cui ottiene la funzione tempo-profondità convenzionale) e dalla profondità presunta (precedentemente calcolata al disotto di ciascun geofono), sperimenta diversi valori XY al fine di determinare la distanza XY ottimale suddetta.

A seguire si riportano i sismogrammi, i diagrammi tempi di arrivo- distanze (dromocrone) e le sezioni sismostratigrafiche derivanti dall’interpretazione effettuata al calcolatore con il Metodo del Reciproco Generalizzato (GRM).

In riferimento alle sezioni sismostratigrafiche interpretate sono stati discriminati i seguenti orizzonti:

ARcI-IGE0 AMBIENTE S.R.L. — VIA UGO LA MALFA,24-92100AGRIGENTO 7

PROGETTO PER LA REALIZZAZIONE DI TRE CIMINIERE A SERVIZIO DI UN

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-INDAGINI GEOFISICI-IE-

PROFILO PSi

La prospezione sismica è stata realizzata nell’area in cui verranno realizzate le tre ciminiere lungo la stessa traversa sismica materializzata per la prospezione MASW con lo scopo di tarare quest’ultima indagine e valutare lo spessore della coltre superficiale e della porzione alterata delle rocce argillose affioranti ed individuare, pertanto, la profondità del bedrock.

La prospezione ha permesso di individuare:

• un primo sismostrato, superficiale, di spessore variabile da 2,3 m a 2,8 m, avente velocità di propagazione delle onde P di 307,3 m/s, associabile alla coltre colluviale;

• un secondo sismostrato, profondo, caratterizzato da velocità di propagazione delle onde di compressione pari a 1221,2 m/s corrispondente alla porzione alterata delle argille di substrato.

A seguire si riportano tutti gli elaborati relativi alla suddetta prospezione a rifrazione.

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ANALISI SISMICA A RIFRAZIONE

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POSIZIONE DEGLI SPARI

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2 1.00 0.00 5.30 33.90

3 2.00 0.00 8.50 34.00

4 3.00 0.00 11.80 33.60

5 ^— 4.00 0.00 15.00 32.00

6 5.00 0.00 17.50 _31.10

7 6.00 0.00 19.40 30.30

8 7.00 0.00 20.80 29.40

9 8.00 0.00 21.80 29.80

10 9.00 0.00 22.50 28.80

11 10.00 0.00 23.10 28.40

12 11.00 0.00 24.60 28.00

13 12.00 0.00 25.50 26.90

14 13.00 0.00 25.80 25.90

15 14.00 0.00 27.60 25.00

16 15.00 0.00 28.00 24.40

17 16.00 0.00 28.50 23.30

18 17.00 0.00 30.10 21.90

19 18.00 0,00 29.90 21.00

20 19.00 0.00 30.80 18.30

21 20.00 0.00 — 31.40 14.50

22 21.00 0.00 32.10 11.10

23 22.00 0.00 33.10 7.10

24 23.00 0.00 33.90

_____

3.50

DISTANZA DEI RIFRATTORI DAI GEOFONI N. Geof. Dist. Rifr. 1 [m]

1 2.3

2 2.3

3 2.3

4 2.4

5 2.4

6 2.4

7 2.4

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DROMOCRONE ORIGINALI

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DROMOCRONE TRASLATE

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-INDAGINI GEOFISICHE^-

2.

^- PR05PEzI0NI SISMICHE BASATE SULL’ANALISI DELLE ONDE SUPERFICIALI DI RAYLEIGH

Quando un terreno viene sollecitato elasticamente, lungo l’interfaccia terreno-aria, si generano onde di Rayleigh attraverso l’interazione tra le onde di compressione P e le onde di taglio S.

In questo tipo di onde, le particelle descrivono un movimento di tipo ellittico la cui ampiezza decresce esponenzialmente con la distanza dalla superficie libera. L’asse maggiore dell’ellisse è normale alla superficie libera del mezzo ed alla direzione di propagazione delle onde e le particelle compiono questo movimento ellittico in senso retrogrado rispetto al verso di propagazione delle onde che vengono generate: tale movimento è giustificato dal fatto che nella vibrazione delle particelle le componenti orizzontali e verticali sono sfasate di ^900.

si:

Fig. i ^— Rappresentazione grafica della propagazione delle onde superficiali di Rayleigh caratterizzata dall’oscillazione polarizzata in un piano verticale e con movimento delle particelle retrogrado rispetto alla direzione di propagazione

E’ noto che la propagazione delle onde superficiali, nel caso di mezzi stratificati e trasversalmente isotropi, avviene in maniera diversa rispetto al caso di mezzi omogenei; non esiste più una unica velocità ma ogni frequenza è caratterizzata da una diversa velocità di propagazione a sua volta legata alle varie lunghezze d’onda. Queste interessano il terreno a diverse profondità e risultano influenzate dalle caratteristiche elastiche, appunto variabili con la profondità. Questo comportamento viene definito dispersione in frequenza ed è fondamentale nello sviluppo dei metodi sismici che utilizzano le onde di superficie.

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Direzione di prop’gizione

PROGETrO PER LA REALIZZAZIONE DI TRE CIMINIERE A SERVIZIO DI UN

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C/DA FAUMA NEL TERRITORIO COMUNALE DI AGRIGENTO

-INDAGINI GEOFISICHE-

Ovviamente le lunghezze d’onda più grandi corrispondono alle frequenze più basse e vanno ad interessare il terreno più in profondità; al contrario le lunghezze d’onda più piccole, poiché sono associate alle frequenze più alte, rimangono nelle immediate vicinanze della superficie.

Fig. 2 - Rappresentazione sChematica della dipendenza della profondità di investigazione delle onde di Rayleigh dalla lunghezza donda (quindi frequenza), da Stoke 11 and Santamarina (2000)

Dal punto di vista fisico, nel corso di una energizzazione sismica la percentuale di energia convertita in onde di Rayleigh è pari a circa 67%, quindi, molto superiore rispetto a quella convertita in onde P (7%) ed in onde S (26%).

La velocità di propagazione delle onde di Rayleigh (Vr) è pari a 0,91V (Achenbach 1999) e ai fini pratici ciò si traduce nel fatto che misurando la Vr Si

ottiene la V con un errore di calcolo del tutto trascurabile.

I metodi basati sull’analisi delle onde superficiali di Rayleigh forniscono una buona risoluzione e non sono limitati, a differenza del metodo a rifrazione, dalla presenza di inversioni di velocità in profondità. Inoltre la propagazione delle onde di Rayleigh, anche se influenzata dalla V1 e dalla densità, è funzione innanzitutto della V, parametro di fondamentale importanza per la caratterizzazione geotecnica di un sito secondo quanto previsto dalle recenti normative antisismiche (O.P.C.M. 3274/03; O.P.C.M. 3431/05; D.M. 14 gennaio 2008).

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-INDAGINI GEOFISICHE-

Infatti, mentre la velocità delle onde P misurata in terreni saturi dipende in maniera sostanziale dalle vibrazioni trasmesse dal fluido interstiziale e non dallo scheletro solido del materiale, la velocità delle onde

s

è caratteristica delle vibrazioni trasmesse dal solo scheletro solido e, pertanto, a differenza delle onde P, risulta rappresentativa delle reali proprietà meccaniche del terreno.

Le tecniche di analisi delle onde di Rayleigh vengono realizzate con procedure operative meno onerose della comune sismica a rifrazione e delle prove in foro e hanno un grado di incertezza nella determinazione delle V

<15%.

La modellazione del sottosuolo mediante l’impiego di comuni geofoni verticali a 4.5Hz e l’analisi delle onde superficiali di Rayleigh viene ottenuta con le seguenti metodologie: ReMi (Refraction Microtremor), FTAN (Frequency Time ANalysis), SASW (Spectral Analysis of Surface Waves), MASW (Multichannel Analysis of Surface Waves).

La tecnica ReMi, determinando velocità di fase sperimentali nel range di frequenze compreso tra 0Hz e 15 Hz, consente di raggiungere profondità ragguardevoli fornendo un profilo verticale medio delle V relative al volume di sottosuolo sotteso dallo stendimento messo in opera (ben al di sotto dei 50 m fino anche a 100 m di profondità dal piano campagna in funzione della maggiore o minore rigidezza del suolo). Questa tecnica viene estensivamente utilizzata negli Stati Uniti nell’ambito del NEHRP (National Earthquake Hazard Reduction Program) tanto che il software fornisce anche direttamente il valore di V30 e la categoria della classificazione del suolo secondo la normativa americana.

Il metodo ETAN per la determinazione delle V30 ha bisogno di un solo ricevitore e permette la definizione di un profilo medio su distanze di decine centinaia di metri. Inoltre il metodo fornisce valori di velocità delle onde di taglio in buon accordo con le misure in foro.

Il metodo SASW viene generalmente impiegato per la determinazione delle Vs di strati superficiali (<30m) e per la determinazione delle proprietà

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C/DA FAUMA NEL TERRITORIO COMUNALE DI AGRIGENTO

-INDAGINI GEOFISICHE-

elastiche di strade e pavimentazioni (Stokoe & Nazarian, 1985) e, pertanto, sembra essere tra i metodi non invasivi quello più popolare tra gli ingegneri.

La tecnica MASW, fondata sulla tecnica SASW, consente una dettagliatissima ricostruzione della distribuzione della velocità delle onde S nel sottosuolo.

2.1 ^- METODO DI INDAGINEMASW

L’analisi multicanale delle onde superficiali di Rayleigh MASW (Multichannel Analysis of Surface Waves) è una efficiente ed accreditata metodologia sismica per la determinazione delle velocità delle onde di taglio V

5. Tale metodo utilizza le onde superficiali di Rayleigh registrate da una serie

di geofoni lungo uno stendimento rettilineo e collegati ad un comune sismografo multicanale. Le onde superficiali di Rayleigh, durante la loro propagazione vengono registrate lungo lo stendimento di geofoni e vengono successivamente analizzate attraverso complesse tecniche computazionali basate su un approccio di riconoscimento di modelli multistrato di terreno.

La metodologia per la realizzazione di una indagine sismica MASW prevede tre passi fondamentali:

1. acquisizione multicanale dei segnali sismici, generati da una sorgente energizzante artificiale (maglio battente su piastra in alluminio), lungo uno stendimento rettilineo di sorgentegeofoni;

2. estrazione del modo fondamentale dalle curve di dispersione della velocità di fase delle onde superficiali di Rayleigh (una curva per ogni acquisizione);

3. inversione delle curve di dispersione per ottenere profili verticali 1D delle V5 (un profilo verticale posizionato nel punto medio di ogni stendimento geofonico).

Quando vengono generate onde sismiche usando una sorgente impattante come un martello su una piastra vengono generate sia onde di volume (P ed S), sia onde di superficie (Rayleigh e Love), che si propagano in tutte le direzioni. Alcune di queste onde vengono riflesse e disperse quando

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-INDAGINI GEOFISICHE-

incontrano oggetti superficiali o poco profondi (ad esempio, fondazioni di edifici, canali sotterranei, trovanti lapidei, ecc.) e diventano rumore.

Inoltre, vengono quasi sempre rilevate vibrazioni da rumore ambientale (noise) proveniente dal traffico veicolare, dall’attività industriale e, ⁱⁿ generale, dall’attività umana.

Il vantaggio principale dell’approccio multicanale della tecnica MASW sta nella sua intrinseca capacità di distinguere tutte queste onde dovute al rumore e di isolarle dalle onde superficiali di Rayleigh evidenziando solo il modo fondamentale di oscillazione dei terreni.

L’isolamento del modo fondamentale di oscillazione si basa su molteplici caratteristiche sismiche dei segnali.

Le proprietà della dispersione di tutti i tipi di onde (di volume e superficiali) sono visualizzate attraverso un metodo di trasformazione (basato sull’analisi spettrale dei segnali sismici) del campo d’onda che converte direttamente i segnali sismici acquisiti in una immagine dove un modello di dispersione è riconosciuto nella distribuzione dell’energia trasformata in oscillazioni.

Successivamente, il modo fondamentale (proprietà fondamentale della dispersione della velocità di fase delle onde di Rayleigh) viene estratto da un modello specifico. Tutte le altre onde (riflesse, disperse, modi superiori delle onde superficiali, noise ambientale) vengono quindi rimosse durante il processo di elaborazione.

2.2 ^-ATTREZZATURA UTILIZZATA E MODALITÀ DI ACQUISIZIONE DEI DATI

Per l’indagine in oggetto si è impiegata la stessa strumentazione PASI 16S24 descritta nel capitolo precedente.

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PROGETtO PER LA REALIZZAZIONE DI TRE CIMINIERE A SERVIZIO DI UN

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-INDAGINI GEOFISICHE-

Foto I ^- SismografoPASI 16S24utilizzato nel corsodellaprospezioneMASW

L’utilizzo di masse battenti consente normalmente di acquisire una velocità di fase sperimentale nel range di frequenze compreso tra 5 Hz e 70 Hz e, in definitiva, permette di ottenere dati su velocità, spessori e profondità dei sismostrati dal piano di campagna fino a 30-50 m.

Il dispositivo per la sollecitazione meccanica del suolo è stato posizionato, nella prima acquisizione, ad una distanza di 2,00 m (offset 2,00 metri) dal primo geofono e nell’acquisizione successiva ad una distanza di 5,00 m (offset 5,00 metri): in tal modo si ha la possibilità, in fase di elaborazione dei dati, di scegliere il dataset migliore.

Le oscillazioni del suolo sono state rilevate da 24 geofoni verticali (PASI ^— 4.5Hz) posizionati lungo il profilo di indagine con distanza intergeofonica di 1,00 m. La lunghezza complessiva dello stendimento, pari a 23 m, è stata sufficiente a determinare la sismostratigrafia dei terreni di sedime fino alla profondità di circa 30 m dal p.c.

Le acquisizioni dei segnali, di lunghezza temporale T ⁼ 1,024s, sono state effettuate con passo di campionamento dt ⁼ lms.

La frequenza di campionamento è data da: fcampionamento ⁼ 1/dt ⁼ 1000Hz.

La frequenza massima dei segnali, ovvero la frequenza di Nyquist., è data da: fNyquist ⁼ i/2dt = 500Hz.

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-INDAGINI GEOFISICHE-

La frequenza minima dei segnali è data da: fmin=1/T=O,976Hz.

Foto 2^— Posizionamento dello stendimento sismico nel corso della prospezione MASW (la configurazione è stata utilizzata anche per la prospezione a rifrazione)

2.3 ^— ELABORAZIONE DEI DATI E RISULTATI

Per l’interpretazione dei dati è stato utilizzato il software “WinMASW 4.1” della “Eliosoft”.

Tale programma analizza i dati della strumentazione, in formato SEG-2, ed opera direttamente su tali records per la definizione della “curva di dispersione” e per “l’inversione della curva di dispersione”.

Curva di dispersione

La “curva di dispersione” si ottiene da un’analisi spettrale del sismogramma (doppia trasformata di Fourier) che trasforma il moto misurato, dal dominio spazio-tempo al dominio frequenza-numero d’onda e parallelamente al dominio velocità di fase-frequenza. Il risultato dell’analisi spettrale è il diagramma velocità di fase (m/sec)/frequenza (Hz), dove sono indicate, in scala cromatica, le ampiezze delle onde di Rayleigh, ossia velocità diverse al variare della frequenza del segnale sismico.

ARCHGEO AMBIENTE S.R.L. ^—VIA UGO LA MALFA,24^-92100AGRIGENTO 15