relazione geofisica - provincia.fc.it · 4 L'interpretazione MASW e stata condotta con softwares votati (Geopsy-Sesame, Geogiga, SeisImager, Masw-Roma, WinMasw-Eliosoft) ed e’ intesa

Geol.Francesco StragapedeVia V.P.le Montalbano 88/cSerravalle P.se-Casalguidi (PT)tel/fax 0573/929214email [email protected]

relazione geofisica

microsismica a rifrazione P-wavesMultichannels Analysis Surface Waves

Refraction Microtremor Analisys

loc.Rio Busca - Tessello IISan Carlo - Comune di Cesena (FC)

(geol.Francesco Stragapede)

Serravalle P.se 22.04.2011

RELAZIONE INDAGINE GEOGNOSTICA

microsismica a rifrazione P-waves

Multichannels Analysis Surface Waves rilievo ed analisi Re.Mi.

loc.Rio Busca – Tessello II

San Carlo - Comune di Cesena (FC)

PREMESSA

La presente relazione riferisce i risultati dell'indagine geognostica di tipo

geofisico, condotta attraverso rilievo microsismico sviluppato mediante n.4 array

geofonici, elaborati congiuntamente lungo una unica direttrice sismica a rifrazione in

onde P, a cui sono stati associati rilievi per elaborazione MASW (Multichannels

Analysis Surface Waves) dei dati e registrazioni del noise per l’elaborazione dei dati

mediante tecniche Re.Mi. (Refraction Microtremor), impiegando i medesimi array

geofonici lineari del rilievo a rifrazione.

L’indagine e’ stata sviluppata in corrispondenza dell’area di coltivazione della

Discarica Tessello II in loc.Rio Busca nella frazione di San Carlo del Comune di

Cesena, ed e’ intesa alla caratterizzazione geofisica dei volumi di rifiuto attualmente

stoccati nell’impianto e le caratteristiche elastiche dei terreni di imposta dell’impianto, ai

fini delle verifiche di stabilita’ e dell’analisi delle azioni sismiche sull’impianto, ai sensi

delle Ordinanze P.C.M. n.3274/03 e n.3362/04, al D.M.14.01.2008 e dell’Atto di

indirizzo e coordinamento tecnico regionale n.2131/07.

Preso atto della agibilita’ ed operativita’ strumentale dei luoghi di interesse, della

necessita’ di caratterizzare dal punto di vista elastico i sedimenti nel sottosuolo senza

venire condizionati dlala presenza di orizzonti a maggiore velocita’, in cui le onde

sismiche con la tecnica a rifrazione sono in genere canalizzate, sovrastimando la locale

rigidita’ dei terreni di investigazione, il rilievo sismico a rifrazione sviluppato in onde P

viene condotto mediante l’esecuzione di n.4 array geofonici distinti, sviluppati in

porzioni dell’area di indagine topograficamente e morfologicamente compatibili con il

rilevamento e l’elaborazione del segnale sismico mediante l’analisi nel dominio delle

frequenze.

2

Impiegando i medesimi array geofonici della lunghezza unitaria di m 52,

adoperati per l’indagine in onde P a rifrazione, sono state effettuate registrazioni

multiple per elaborazione M.A.S.W. dei dati, intesi alla misura della velocita’ delle onde

sismiche S dei volumi di rifiuto stoccati nell’impianto e di quelle riferibili al substrato

dell’impianto, e per la definizione della sismo stratigrafia di riferimento alla indicazione

dello scenario di pericolosita’ sismica locale per le analisi di rischio.

Alle informazioni derivate dall’indagine sismica di seguito descritta, concorre la

conoscenza geofisica del sottosuolo della piu’ ampia area in esame, come acquisita

attraverso indagini a rifrazione, MASW, Re.Mi. e rilievi ed analisi HVSR, condotte per

diversa finalita’ sia nell’ambito dell’impianto che dei terreni del substrato, affioranti

nell’immediato intorno dell’area di coltivazione della discarica.

INDAGINI ESEGUITE

L’ indagine microsismica a rifrazione e’ stata eseguita impiegando un

sismografo "DOREMI-SARA” multicanale, con possibilita' di incremento e

sovrapposizione strumentale del segnale, frequenza di campionamento di 5000 Hz e

registrazione magnetica degli eventi.

Al medesimo apparato e' stata connessa una catena geofonica dotata di sensori

verticali da 4.5 Hz, posti a distanza reciproca di m 4; le energizzazioni, prodotte con

massa battente, sono state ripetute agli estremi della stesa geofonica ed in posizioni

intermedie al fine di dettagliare la morfologia dei rifrattori successivamente interpretati,

operando su array geofonici della lunghezza di m 52.

La scelta della lunghezza massima della stesa unitaria impiegata per la

restituzione della sezione geofisica di maggiore lunghezza e’ stata dettata dalla

necessita’ di operare basi sismiche in contesti discreti arealmente omogenei,

condizione presumibile su una lunghezza limitata dello stendimento, per effettuare

rilievi MASW e Re.Mi. in condizioni geometriche del sottosuolo coerenti con le

necessarie semplificazioni per l’applicazione degli algoritmi di interpretazione dei dati.

La presenza di ciglionature di particolare risalto topografico e finiture dell’area

non sempre idonee al posizionamento dei velocimetri impiegati nei rilievi, hanno

consigliato pertanto l’impiego di stendimenti geofonici relativamente limitati ma con

interdistanza opportuna ad una discreta risoluzione delle soluzioni di continuita’ del

sottosuolo.

I dati acquisiti, che consistono nelle registrazioni dei treni d'onda a partire

dall'istante di energizzazione (+/- 1 msec), per un intervallo di tempo di msec 2000,

sono stati riprodotti da supporto magnetico sul quale e' stata eseguita l'interpretazione.

3

L'interpretazione geofisica, condotta mediante elaborazione tomografica dei dati,

evidenzia nel sottosuolo dell’area di investigazione la presenza di porzioni dei volumi di

stoccaggio RSU variamente addensati.

Le velocita’ delle onde longitudinali dei volumi di colmata dell’impianto risultano

variare tra 200-300 m/sec, nella porzione piu’ superficiale e sino a profondita’ medie

dell’ordine di m 18-22, quota dalla quale si registra un aumento progressivo di velocita’

con la profondita’ sino a valori di 450-600 m/sec alla profondita’ di m 28-35 dal p.d.p..

Il substrato dei volumi di stoccaggio resta individuato a profondita’ di m 28-35 dal

p.d.p., caratterizzato da valori di velocita’ delle onde longitudinali di 1800-2000 m/sec,

presenta un rifrattore al tetto marcato da un gradiente relativamente elevato di velocita’,

in corrispondenza del quale si riconosce una fascia di transizione di qualche metro,

qualificata da valori di velocita’ di 1000-1200 m/sec.

Le caratteristiche elastiche dei terreni del substrato risultano compatibili e

confrontabili con quelle rilevate sui termini affioranti della formazione di base

all’impianto di stoccaggio, ed indagati con differenti tecniche geofisiche nell’area

perimetrale dell’area di coltivazione, per diversa finalita’.

L’ indagine microsismica Multichannels Analysis Surfac e Waves e’ stata

eseguita impiegando pertanto il medesimo sismografo "DOREMI-SARA” multicanale,

con possibilita' di incremento e sovrapposizione strumentale del segnale, frequenza di

campionamento di 5000 Hz e registrazione magnetica degli eventi.

Al medesimo apparato e' connessa catena geofonica dotata di sensori verticali

da 4.5 Hz, posti a distanza reciproca ridotta a m 2, mediante tenciche di energizzazione

multipla; le energizzazioni per l’acquisizione dei dati per l’analisi MASW sono state

prodotte agli estremi degli array geofonici impiegati per il rilievo a rifrazione, mentre i

risultati sono riferiti alla porzione medio-prossima agli estremi di “Andata” e “Ritorno”

delle rispettive basi, posizione relativa che consentirebbe di apprezzare variazioni

laterali del valore di velocita’ delle onde S e descrivere eventuali singolarita’

geometriche del sottosuolo.

I dati acquisiti, che consistono nelle registrazioni dei treni d'onda a partire

dall'istante di energizzazione (+/- 1 msec), per un intervallo di tempo di msec 2000,

sono stati riprodotti da supporto magnetico sul quale e' stata eseguita l'interpretazione,

operando sia mediante analisi delle velocita’ di fase che delle velocita’ di gruppo della

porzione del segnale relativo alle onde superficiali di Rayleigh.

4

L'interpretazione MASW e stata condotta con softwares votati (Geopsy-Sesame,

Geogiga, SeisImager, Masw-Roma, WinMasw-Eliosoft) ed e’ intesa a determinare la

sismostratigrafia in onde S del sito, accertando eventuali e locali inversioni di velocita’

sino al substrato. La caratterizzazione elastica in onde S e’ stata sviluppata, nello

specifico caso in esame e per i risultati preliminari dei rilievi, sia attraverso analisi nel

dominio delle frequenze oeprando con la velocita’ di fase delle onde di Rayleigh che

con la velocita’ di gruppo delle stesse, che come si evince dai grafici di potenza di

spettro risultano comparabili per ordine di grandezza ed andamento in profondita’.

spettro velocita’ di fase

spettro velocita’ di gruppo

5

I profili di velocita’ consentono di riconoscere, sulle verticali di restituzione delle

informazioni sismostratigrafiche, orizzonti con caratteristiche elastiche e valori di

velocita’ delle onde S correlate variabili tra 80 m/sec e 100 m/sec e riferibili ai volumi di

rimepimento dell’impianto, sino alla profondita’ di m 8-12 dal p.d.p..

Oltre tale profondita’ si registra un debole incrmento di velocita’, sino a valori di

140-160 m/sec, sino alla profondita’ di m 25-28 dal p.d.p., ed interpretabili come volumi

di materiale a piu’ elevato grado di addensamento e/o maturazione.

Tra le profondita’ di m 25-28 e m 30-35 dal p.c. si registrano valori di velocita’

delle onde S di 180-200 m/sec, correlabili con i termini di base dell’impianto di

stoccaggio, che possono ricompredere terreni del substrato di alterazione e terreni di

riporto di regolarizzazione topografica di fondo.

I terreni del substrato dell’impianto sono intercettati da profondita’ di m 30-35 dal

p.d.p., quota raggiunta con adeguata risoluzione attraverso l’indagine Re.MI., le cui

restituzioni grafiche della successione sismo-stratigrafica locale sono riportate in

allegato solo sino a m 30 dal p.d.p., mentre il massimo sviluppo di indagine viene

riportato e descritto nell’ambito della presente trattazione.

Il rilievo Re.Mi. , e’ stato sviluppato sui medesimi array geofonici di rilevamento

sismico a rifrazione, adoperando sismografo "DOREMI-SARA” multicanale, con

possibilita' di incremento e sovrapposizione strumentale del segnale, frequenza di

campionamento di 400 Hz e registrazione magnetica degli eventi per n.3-6 campioni e

per una lunghezza di registrazione di sec 30.

Il rilievo ha consentito la misurazione dei valori di velocita’ delle onde S nel

sottosuolo a profondita’ superiori a m 30, ricostruendo con sufficiente dettaglio la

sismo-stratigrafica locale dei terreni e validando le considerazioni e i risultati derivati

dalle prospezioni MASW, spingendosi a profondita’ sufficiente ad una verifica piu’

attenta del valore della Vs equivalente nella profondita’ di m 30 ed alla caratterizzazione

elastica dei terreni del substrato in immediata continuita’ con i sedimenti di riempimento

dell’impianto di stoccaggio dei RSU.

L'interpretazione e’ stata condotta con softwares votati (Geopsy-Sesame,

Geogiga, SeisImager, Masw-Roma, WinMasw-Eliosoft); le elaborazioni grafiche ed i

profili di velocita’, restituiti anche nella elaborazione dei modelli equivalenti e riferiti al

volume di investigazione, determinano per il sito in esame una situazione sismo-

stratigrafica coerente con le considerazioni derivate dalla prospezione MASW, ed in

particolare la sostanziale omogeneita’ dei valori di velocita’ dei sedimenti di

riempimento, con medi e bassi contrasti di rigidita’, e il gradiente alla profondita’ di

intercetta del substrato del volume di discarica.

6

La restituzione delle sismo-stratigrafice in onde S, interpretate dai dati di

rilevamento del campo di “noise” di sito opportunamente invertiti su modelli di calcolo di

prima ipotesi, verificano profondita’ effettive di indagine superiori a m 40, consentendo

di risolvere chiaramente il passaggio tra depositi di riporto (rifiuti variamente addensati)

e substrato dell’impianto.

In particolare, si riporta di seguito la restituzione grafica delle sismostratigrafcie

riferite ai rilievi condotti sugli array geofonici n.2, n.3 e n.4

sismostratigrafia relative alla verticale Re.Mi. array geofonico n.2

L’andamento dei valori di velocita’ delle onde S, in riferimento alla sismo-

stratigrafia relativa alla verticale ReMi dell’array geofonico n.2, evidenzia il gradiente di

velocita’ alla profondita’ di ca m 28 e quello successivo a ca m 35 di profondita’ dal

p.d.p., correlabile quest’ultimo con la quota media locale dell’impianto di progetto, a

meno della risoluzione dell’indagine che si presume possa risultare, a tale profondita’,

dell’ordine di qualche metro.

Le sismo-stratigrafie relative ai rilievi Re.Mi. sugli array n.3 e n.4, consentono di

validare le profondita’ alle quali interpretare i gradienti di rigidita’ sopra indicati e di

qualificare con maggiore dettaglio i valori di velocita’ delle onde S del substrato.

7

sismostratigrafie relative alle verticali Re.Mi. array geofonici n.3 e n.4

Il valore di velocita’ delle onde S del substrato resta determinato, per la porzione

immediatamente soggiacente i volumi di deposito, nell’ordine di 280-300 m/sec, valore

coerente con quello registrato nei rilievi condotti su tratti in affioramento dei medesimi

terreni, in corrispondenza delle spalle del bacino di accumulo dell’impianto, e relativi

alla porzione mediamente alterata e fratturata del complesso lapideo del substrato.

Serravalle P.se 22.04.2011

localizzazione area in esame

estratto carta tecnica regionalescala 1:5.000

localizzazione area in esame

ripresa fotografica aerea

ubicazione indagini geofisichebase sismica a rifrazione P-wavesdirettrice rilievo MASW e Re.Mi.

Andata

Ritorno

Ritorno

array n.1

Andata

Ritorno

array n.1

array n.2array n.3

array n.4

rilievo plano-altimetricoarea di coltivazione

prospezione sismica a rifrazione

sismogrammi e sezione geofisica




dromocroneelaborazione tomografica

sezione sismica a rifrazione - elaborazione tomografica

Ritorno

Andata

array n.1

array n.2

array n.3

array n.4

Vp = 200-300 m/secVp = 450-600 m/sec

Vp = 1000-1200 m/sec

Vp = 1800-2000 m/sec

Multichannels Analysis Surface Waves




Multichannels Analysis Surface Wavesloc.Rio Busca - Discarica Tessello II - San Carlo - Comune di Cesena 19-04-11(rif.estremo "Andata" array geofonico n.1) 1/2

time history

diagramma potenza di spettro


curva di dispersione

profilo di velocita' elaborazione modelli equivalenti

115 m/s

Multichannels Analysis Surface Wavesloc.Rio Busca - Discarica Tessello II - San Carlo - Comune di Cesena 19-04-11(rif.estremo "Ritorno" array geofonico n.1) 1/2

time history





110 m/s


time history





116 m/s


time history





120 m/s


time history





107 m/s


time history





103 m/s


time history





106 m/s


time history





105 m/s

Refraction Microtremor Analysis




Refraction Microtremor Analysisloc.Rio Busca - Discarica Tessello II - San Carlo - Comune di Cesena 19-04-11rilievo lungo array geofonico n.1 1/2

time history





125 m/s


time history





104 m/s


time history





116 m/s


time history





123 m/s

allegato fotografico




- sviluppo direttrice geofonica rilievo a rifrazione, MASW e Re.Mi. - tratto 1




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