Uso del piezocono sismico per la valutazione della velocità di propagazione delle onde di volume

Sebbene il cono sismico (SCPT) sia in uso sin dagli anni 80, la maggior parte delle pubblicazioni tecnico/scientifiche, disponibili in letteratura tecnica, confrontano positivamente le misure della velocità di propagazione delle onde di taglio (Vs) ottenute mediante SCPT con altre consolidate metodologie mentre raramente sono disponibili confronti simili riguardanti la velocità di propagazione delle onde di compressione (Vp). Il presente lavoro riguarda la qualità delle misure della velocità di propagazione di onde Vs e Vp per mezzo del piezocono sismico (SCPTu). A tale scopo sono state eseguite misure col piezocono sismico in tre differenti siti. Queste attività sono nate da una collaborazione tra Università di Pisa, Pagani Geotechnical Equipment e Geo-Energizer snc. In particolare, le indagini sono state eseguite in un campus dell’Università di Pavia, nel campus del Dipartimento di Biologia dell’Università di Pisa e in un terzo sito a Castel San Giovanni (PC). Il sito dell’Università di Pavia consiste fondamentalmente di un orizzonte di circa 16 m di terreno granulare (sabbie e limi addensati) sovrastante un orizzonte di ghiaia. Il sito dell’Università di Pisa è il tipico sottosuolo Pisano consistente di alternanze di argille e limi argillosi sino alla profondità di circa 30 m. Il terzo sito (Castel San Giovanni) consiste di un orizzonte più superficiale (sino a 10 m circa di profondità da pc.) di terreni a grana fine sovrastanti un orizzonte di limi e sabbie. I risultati ottenuti nei tre siti, con campagne di indagine anche ripetute sono state confrontati con i risultati di prove in foro (Cross Hole-CH e Down Hole-DH), prove non invasive (sismica a riflessione interpretata introducendo alcune semplificazioni) e prove con dilatometro sismico (SDMT). Queste ultime hanno riguardato solamente il confronto delle misure di Vs. La metodologia semplificata per interpretare le misure di sismica a riflessione è denominata MARW (Multichannel Analysis of Reflection Waves) perché introduce alcune semplificazioni simili alla tecnica MASW. Il lavoro non tratta i limiti e l’utilità delle misure delle velocità delle onde di compressione Vp in terreni superficiali saturi ma si preoccupa unicamente della qualità delle misure con particolare attenzione al tipo di sorgente e al tipo di ricevitore. Premesso che i confronti nei tre siti tra le misure ricavate da prove SCPTU e quelle ottenute con altre metodologie sono risultati estremamente positivi, per quanto riguarda la sorgente ed i ricevitori è possibile ricavare le seguenti conclusioni: – Gli accelerometri utilizzati offrono una più elevata frequenza di campionamento ma un rapporto segnale/ rumore più basso rispetto ai geofoni che sono stati impiegati. La più elevata frequenza di campionamento consente di utilizzare la cross-correlazione per interpretare immediatamente on-site le misure effettuate. Diversamente è necessario individuare manualmente il tempo di arrivo e questo non può essere agevolmente e rapidamente fatto nel corso delle misure. Il miglior rapporto segnale/rumore dei geofoni consente di avere misure di ottima qualità anche in terreni consistenti e a elevate profondità. – Per quanto riguarda la sorgente, non è risultato significativo l’impiego di mazze di diverso peso e foggia come pure l’impiego di piastre di diverso materiale (teflon/alluminio). È invece risultato fondamentale (per una corretta misura delle onde P) tenere una distanza, in superficie, di almeno tre metri tra sorgente e ricevitore. Una distanza di 5-6 m appare persino preferibile. La necessità di allontanare la sorgente nasce dal fatto che gli impatti verticali generano onde di superficie che si propagano al contatto terreno/aste (una problematica simile a quella riscontrata nelle misure DH). Infine, i confronti effettuati tra diverse metodologie di misure indicano come molto premettente l’impiego della sismica a riflessione con interpretazione semplificata (MARW).