Burger:
Exploration Geophysics of teh Shallow Subsurface.
Obiettivi Formativi
Fornire competenze relative alle procedure di acquisizione dati e alla strumentazione geofisica. Fornire le competenze teoriche della geofisica applicata, in particolare sismica a rifrazione, sismica a riflessione e sull'elaborazioni dei dati sismici.
Prerequisiti
Competernze di matematica e fisica.
Calcolo differenziale ed integrale.
Metodi Didattici
Didattica frontale.
Modalità di verifica apprendimento
Esame Orale.
Programma del corso
Relazione tra una sorgente, il mezzo attraversato e il sismogramma registrato.
Terminologia delle onde sismiche (periodo, frequenza, lunghezza d'onda, velocità di propagazione delle onde).
Deformazione: tensore infinitesimale della deformazione; deformazioni di taglio e longitudinali; dilatazione cubica.
Sforzo; tensore infinitesimale dello sforzo; sforzi di taglio e sforzi normali; pressione idrostatica; relazione sforzo deformazione (relazione costitutiva per mezzi omogenei isotropi e perfettamente elastici); parametri elastici (modulo di Young, Incompressibilità; Rapporto di Poisson;
Costanti di Lamé). Relazione con la velocità di propagazione delle onde sismiche (p ed s).
Principio di Huygens, definizione di fronte d'onda e di raggio sismico, fronti d'onda sferici e piani, forma dei fronti e dei raggi per propagazione di onde sismiche in un mezzo omogeneo
ed isotropo, dimostrazione della legge di riflessione e di rifrazione in corrispondenza di una
discontinuità attraverso il principio di Huygens.
Legge di Snell; geometria della riflessione e della rifrazione sismica in corrispondenza di una discontinuità per onde p e per onde s incidenti. Generazione di onde s e onde p in corrispondenza di incidenza non normale. Attenuazione per geometrical spreading; attenuazione anelastica; fattore di qualità. Coefficienti di Zoeppritz.
Principio di funzionamento di un sismometro. Moto armonico e moto armonico smorzato.
Conversione analogico/digitale. Discretizzazione temporale, passo di campionamento, frequenza di Nyquist, Aliasing. Quantizzazione delle ampiezze, Decibel.
Sviluppo in serie di Fourier. DFT, FFT, IDFT. Convoluzione. Teorema della convoluzione discreta. Filtri. Funzioni di auto e cross-correlazione.
Sismica a rifrazione; dromocrona di onda diretta; dromocrona di onda rifratta in rifrazione critica/riflessione totale.
Calcolo delle velocità di propagazione e estrapolazione del tempo intercetta. Distanza critica e distanza di cross-over.
Rifrazione critica da due discontinuità piane e parallele. Generalizzazione della funzione dromocrona
e della distanza critica per n discontinuità. Casi particolari di sismica a rifrazione (low velocity layer, strato nascosto, variazione
laterale di velocità, topografia sepolta). Funzione dromocrona per rifrazione critica da una superficie piana e inclinata rispetto
all'orizzontale. Metodo del delay times.
Sismica a riflessione. Funzione dromocrona per onde riflesse nel caso di una discontinuità piana e parallela. Diagramma t2/x2. Funzione dromocrona per una riflessione da una superficie inclinata. Tempo di Normal Move Out. Identificazione automatica dell'iperbole di riflessione. Riflessioni multiple. Equazione di Dix.
Analisi di array e utilizzo per applicazioni vulcanologiche.
Pericolosità, Vulnerabilità e Rischio sismico. Procedure di microzonazione sismica strumentale per la riduzione della vulnerabilità sismica del territorio.