METODI GEOFISICI DI ESPLORAZIONE

GEO/10 - 9 CFU - 2° semestre

Docente titolare dell'insegnamento

ANDREA CANNATA


Obiettivi formativi

L'obiettivo principale del corso è quello di fornire agli studenti gli strumenti necessari per trattare ed utilizzare i dati geofisici in modo da poterne ricavare informazioni sul sottosuolo.

Le principali conoscenze e abilità acquisite riguarderanno:
- i metodi gravimetrici;
- i metodi geomagnetici;
- la sismologia applicata;
- i metodi elettromagnetici;

- la valutazione della risposta sismica locale.


Modalità di svolgimento dell'insegnamento

Lezioni frontali ed esercitazioni.

Qualora l'insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel syllabus.


Prerequisiti richiesti

Conoscenze di fisica, matematica e fisica terrestre.



Frequenza lezioni

Obbligatoria.



Contenuti del corso

Introduzione1: Metodi geofisici e loro applicabilità. Progettazione di una campagna geofisica: identificazione dell’obbiettivo, selezione delle stazioni d’intervallo, disturbo.

Introduzione2: Analisi dei dati: conversione analogico-digitale, analisi spettrale, convoluzione, deconvoluzione, correlazione, filtraggio, esercitazioni.

Metodo gravimetrico: Principi fisici, misure di gravità, correzioni alle misure gravimetriche, anomalia di Bouguer, metodi interpretativi (campo regionale e residuo, anomalie dovute a corpi con diverse geometrie, determinazione della profondità e della massa), applicazioni e case histories, esercitazioni.

Metodo geomagnetico: Principi fisici ed unità del geomagnetismo, proprietà magnetiche delle rocce (suscettività delle rocce e dei minerali), il campo magnetico terrestre (componenti dal campo magnetico terrestre, variazioni temporali del campo), magnetometri, campagna d’indagine magnetica, interpretazione qualitativa, interpretazione quantitativa (anomalie dovute a corpi con diverse geometrie, determinazione della profondità), applicazioni e case histories.

Sismologia applicata: Onde sismiche, riflessione e trasmissione dei raggi incidenti, rifrazione critica, diffrazione, attenuazione intrinseca, divergenza sferica, scattering, sorgenti sismiche, individuazione e registrazione delle onde sismiche, esercitazioni.

Sismica a rifrazione: Semispazio e dromocrona delle onde dirette, strato orizzontale e dromocrona delle onde rifratte, strati orizzontali, strato inclinato, rifrattori non-planari, survey, applicazioni e case histories, esercitazioni.

Sismica a riflessione: Strato orizzontale e dromocrona delle onde riflesse, normal moveout, strati orizzontali e velocità rms, riflessioni multiple, survey e risoluzione orizzontale-verticale, data processing, applicazioni e case histories, attributi e DHI, esercitazioni.

Sismica mediante onde di superficie: curve di dispersione, velocità di fase, velocità di gruppo, metodi attivi (MASW), metodi passivi (ReMi, ESAC, HVSR), esercitazioni.

Ground Penetrating Radar: Principi fisici, proprietà dielettriche del materiale, acquisizione dei dati, analisi dei dati, tecniche interpretative, applicazioni e case histories, esercitazioni.

Risposta sismica locale: spettro di risposta, calcolo della risposta sismica locale, strutturazione di uno studio di risposta sismica locale mediante modellazione numerica, esercitazioni.



Testi di riferimento


Altro materiale didattico

Durante lo svolgimento del corso verrano resi disponibili tramite la piattaforma "Studium" ppt e pdf con le dispense del corso.



Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1Introduzione1: Metodi geofisici e loro applicabilità. Progettazione di una campagna geofisica: identificazione dell’obbiettivo, selezione delle stazioni d’intervallo, disturbo. Dispense. An Introduction to Applied and Environmental Geophysics (Second Edition), J.M. Reynolds, Wiley-Blackwell Editore, 2011. Capitolo 1.  
2Introduzione2: Analisi dei dati: conversione analogico-digitale, analisi spettrale, convoluzione, deconvoluzione, correlazione, filtraggio, esercitazioni.Dispense. An Introduction to Geophysical Exploration, P. Kearey et al., Blackwell Editore, 2002. Capitolo 2.  
3 Metodo gravimetrico: Principi fisici, misure di gravità, correzioni alle misure gravimetriche, anomalia di Bouguer, metodi interpretativi (campo regionale e residuo, anomalie dovute a corpi con diverse geometrie, determinazione della profondità e della massa), applicazioni e case histories, esercitazioni.Dispense. An Introduction to Applied and Environmental Geophysics (Second Edition), J.M. Reynolds, Wiley-Blackwell Editore, 2011. Capitolo 2. Fundamentals of Geophysics, William Lowrie, 2011. Capitolo 2. 
4 Metodo geomagnetico: Principi fisici ed unità del geomagnetismo, proprietà magnetiche delle rocce (suscettività delle rocce e dei minerali), il campo magnetico terrestre (componenti dal campo magnetico terrestre, variazioni temporali del campo), magnetometri, campagna d’indagine magnetica, interpretazione qualitativa, interpretazione quantitativa (anomalie dovute a corpi con diverse geometrie, determinazione della profondità), applicazioni e case histories.Dispense. An Introduction to Applied and Environmental Geophysics (Second Edition), J.M. Reynolds, Wiley-Blackwell Editore, 2011. Capitolo 3. Fundamentals of Geophysics, William Lowrie, 2011. Capitolo 5.5. 
5 Sismologia applicata: Onde sismiche, riflessione e trasmissione dei raggi incidenti, rifrazione critica, diffrazione, attenuazione intrinseca, divergenza sferica, scattering, sorgenti sismiche, individuazione e registrazione delle onde sismiche, esercitazioni.Dispense. An Introduction to Applied and Environmental Geophysics (Second Edition), J.M. Reynolds, Wiley-Blackwell Editore, 2011. Capitolo 4.  
6Sismica a rifrazione: Semispazio e dromocrona delle onde dirette, strato orizzontale e dromocrona delle onde rifratte, strati orizzontali, strato inclinato, rifrattori non-planari, survey, applicazioni e case histories, esercitazioni.Dispense. An Introduction to Applied and Environmental Geophysics (Second Edition), J.M. Reynolds, Wiley-Blackwell Editore, 2011. Capitolo 5.  
7 Sismica a riflessione: Strato orizzontale e dromocrona delle onde riflesse, normal moveout, strati orizzontali e velocità rms, riflessioni multiple, survey e risoluzione orizzontale-verticale, data processing, applicazioni e case histories, attributi e DHI, esercitazioni.Dispense. An Introduction to Applied and Environmental Geophysics (Second Edition), J.M. Reynolds, Wiley-Blackwell Editore, 2011. Capitolo 6.  
8 Sismica mediante onde di superficie: curve di dispersione, velocità di fase, velocità di gruppo, metodi attivi (MASW), metodi passivi (ReMi, ESAC, HVSR), esercitazioni.Dispense. Surface wave analysis for near surface applications. Giancarlo Dal Moro. 
9Ground Penetrating Radar: Principi fisici, proprietà dielettriche del materiale, acquisizione dei dati, analisi dei dati, tecniche interpretative, applicazioni e case histories, esercitazioni.Dispense. An Introduction to Applied and Environmental Geophysics (Second Edition), J.M. Reynolds, Wiley-Blackwell Editore, 2011. Capitolo 13.  
10Risposta sismica locale: spettro di risposta, calcolo della risposta sismica locale, strutturazione di uno studio di risposta sismica locale mediante modellazione numerica, esercitazioni.Dispense. Manuale pratico di risposta sismica locale. Dal sismogramma allo spettro di progetto con Rexel e Strata. 


Verifica dell'apprendimento


MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

L'esame consiste in una prova orale di circa 30 minuti finalizzata ad accertare il livello di conoscenza e capacità di comprensione raggiunto dallo studente sui contenuti teorici e metodologici indicati nel programma.

La verifica dell’apprendimento potrà essere effettuata anche per via telematica, qualora le condizioni lo dovessero richiedere.


ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI



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