Metodi dell’indagine geognostica applicata alle sonde geotermiche

Rilevamento geologico e geomorfologico
Il principale strumento geognostico è rappresentato dal rilevamento geologico e gemorfologico di superficie, il cui scopo è quello di definire il modello del sottosuolo tramite rappresentazioni schematiche sia in planimetria che in sezione.

Sondaggi meccanici
La metodologia migliore e più immediata per ricostruire la stratigrafia del sottosuolo è senza dubbio il sondaggio meccanico, che consente l’osservazione diretta o indiretta dei terreni e delle rocce attraversate. In generale mediante i sondaggi è possibile:

• ottenere la stratigrafia del sottosuolo;
• verificare la presenza e l’ubicazione delle discontinuità presenti;
• effettuare prove in foro per le caratteristiche puntuali del terreno (permeabilità, parametri sismici, etc..);
• installare strumentazioni quali piezometri, per misurare la profondità della falda, o in clinometri, per valutare i movimenti del terreno.

Prove Penetrometriche

Per profondità modeste, fino a circa 30-40 m, rivestono un ruolo fondamentale come strumento geognostico le prove penetrometriche. Con queste prove viene misurata la resistenza alla penetrazione di un utensile standardizzato nel terreno. Questa tipologia di prove può essere distinta in PROVE STATICHE e PROVE DINAMICHE.
Le prove statiche sono dette anche “Cone Penetration Test” (con punta meccanica – CPT o con punta elettrica e piezocono – CPTU).
Le prove dinamiche sono dette SPT “Standard Penetration Test”.

Nella prima categoria l’utensile avanza a velocità costante e il dato che si misura è la pressione necessaria per permettere tale avanzamento nel secondo caso l’utensile è infisso a percussione e il dato misurato è il numero di colpi necessario per ottenere un determinato avanzamento.In base ai dati misurati durante la prova, attraverso delle relazioni empiriche è possibile risalire al profilo stratigrafico, alle caratteristiche di resistenza al taglio e alla deformabilità. Anche in questo caso è possibile installare tubi piezometrici per misurare il livello della falda.

METODI GEOFISICI

Metodi elettrici
Tra le metodologie geognostiche utili ai fini della ricostruzione del modello geologico ed idrogeologico del sottosuolo, rivestono grande importanza i metodi geofisici ed in particolare i metodi geoelettrici. In virtù inoltre dell’estensione del volume significativo e delle implicazioni connesse con la presenza di acqua, tali metodi sono caratterizzati da un positivo rapporto costi/benefici. La metodologia geolettrica misura sostanzialmente la resistività, o la conducibilità, del sottosuolo, tramite la misura dell’intensità di corrente immessa nel terreno mediante due elettrodi e la misurazione della differenza di potenziale tra altri due elettrodi.

Metodi Sismici a rifrazione
Le indagini geognostiche che utilizzano le metodologie sismiche sfruttano le proprietà dei terreni di farsi attraversare dalle onde sismiche con velocità diverse. Le indagini sismiche sono principalmente utilizzate per ottenere l’andamento stratigrafico del sottosuolo, poiché le onde generate in superficie tramite martelli o esplosivi si propagano nel terreno seguente le leggi dell’ottica (legge di Snell), subendo quindi riflessioni e rifrazioni ad ogni superficie o discontinuità incontrata nel tragitto.

Metodi sismici passivi
Tra le metodologie che utilizzano gli spettri del rumore sismico registrato in un sito per estrarre l’informazione relativa al sottosuolo, la tecnica che si è  maggiormente consolidata nell’uso è quella dei rapporti spettrali tra le componenti del moto orizzontale e quella verticale (HVSR), applicata da NOGOSHI e IGARASHI [1970]. Il metodo fu in seguito reso popolare principalmente da NAKAMURA [1989] come strumento per la determinazione dell’amplificazione sismica locale. Le misure sono finalizzate all’individuazione della frequenza caratteristica di risonanza di sito e delle discontinuità sismiche che sono correlabili ai cambi litologici presenti nel sottosuolo.

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