Programmi

 

60/63/53 - GEOFISICA

Anno Accademico ​2019/2020

Docente
SILVANA ​FAIS (Tit.)
Periodo
Secondo Semestre ​
Modalità d'Erogazione
Convenzionale ​
Lingua Insegnamento
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Informazioni aggiuntive

CorsoPercorsoCFUDurata(h)
[60/63] ​ ​SCIENZE GEOLOGICHE [63/00 - Ord. 2010] ​ ​PERCORSO COMUNE988
Obiettivi

- Fornire le conoscenze di base sui principali metodi di prospezione geofisica con particolare riferimento alle applicazioni finalizzate alla soluzione di semplici problematiche di tipo geologico-tecnico e ambientale
- insegnare l’uso di strumenti e le modalità operative per l’acquisizione dei dati relativi ai predetti metodi
- fornire le conoscenze di base relative all’uso di software per il trattamento e la rappresentazione dei dati geofisici.
- In generale, l'insegnamento ha l'obiettivo di far acquisire allo studente le conoscenze di base sui principali metodi di prospezione geofisica per la caratterizzazione del sottosuolo.

Prerequisiti

Avere sostenuto gli esami di Matematica con elementi di statistica, Fisica, Geologia e Petrografia.

Contenuti

LA GEOFISICA E LO STUDIO DEL SOTTOSUOLO
Il terreno e le sue caratteristiche fisiche. Fondamenti fisici dei metodi di indagine geofisica. Introduzione ai metodi di prospezione e loro classificazione.
METODO MAGNETICO
Campo magnetico terrestre: rappresentazione del campo, unita’ di misura del c.m.t., variazioni temporali del c.m.t. Esecuzione delle misure magnetiche: elementi da misurare e precisione necessaria. Variazione diurna del c.m.t. Strumenti per la misura degli elementi magnetici.
Rilievo aeromagnetico: strumenti impiegati nella prospezione aeromagnetica, esecuzione delle misure. riferimento sulla carta topografica delle linee di volo dell’ aereo.
Interpretazione delle anomalie magnetiche: interpretazione quantitativa e qualitativa delle anomalie magnetiche. Analisi delle correlazioni tra anomalie magnetiche e strutture geologiche. Applicazione del metodo magnetico a problemi di carattere ambientale.
METODO GRAVIMETRICO
Densita’ dei corpi geologici, definizione della gravita’, linee di forza e superfici equipotenziali. Geoide, forma e dimensioni della terra. Influenza dei corpi celesti sulla gravita’, effetto lunisolare. Misura della gravita’: gravimetri lineari, gravimetri astatici. Trattamento del dato gravimetrico: trasformazione p.s. - mgal, curva di deriva, riduzioni di gravita’, profili Nettleton. Interpretazione delle anomalie gravimetriche: campo locale, campo regionale, metodi di separazione dei campi. Metodi di interpretazione: metodo diretto, metodo indiretto. Formule analitiche per il calcolo delle anomalie prodotte da corpi di forma geometrica semplice. Cenni sull’interpretazione di anomalie gravimetriche associate a distribuzioni di masse bi-dimensionali. Applicazione del metodo gravimetrico a problemi di carattere geologico-strutturale e geologico-tecnico.
METODO SISMICO
Propagazione delle onde sismiche: corpi elastici ed onde elastiche. Principio di Huygens, riflessione e rifrazione, legge di Snell. Onde elastiche: onde longitudinali, trasversali, superficiali. Cenni sulla correlazione tra velocita’ delle onde sismiche e parametri elastici e geomeccanici: legge di Hooke. Indici RQD ed IQ. Impedenza acustica, coefficiente di riflessione e di trasmissione. Generazione e ricezione dei segnali sismici.
Metodo sismico a rifrazione: Cenni sui problemi operativi generali. Semplici metodi di interpretazione dei dati.
Metodo sismico a riflessione: Registrazione del segnale sismico. Rilievi in copertura semplice e in copertura multipla. Le riflessioni sismiche, sismogrammi, iperbole di riflessione. Correzioni statiche e correzioni dinamiche. Concetti fondamentali relativi al trattamento del segnale sismico: registrazione sismica analogica e digitale. Fenomeno dell'esplosione: effetti meccanici prodotti nel terreno.
METODI GEOELETTRICI E ELETTROMAGNETICI
Definizione dei metodi elettrici. Proprieta’ elettriche delle rocce con particolare riguardo alla resistivita’. Unita’ di misura della resistivita’. Misura della resistivita’ sul terreno: quadripoli. Quadripoli di Wenner e di Schlumberger. Differenziazione metodologica nelle misure di resistivita’: sondaggi e profili. Interpretazione dei sondaggi elettrici verticali (SEV) e dei profili di resistivita’. Cenni sulla tomografia elettrica.
Potere risolutivo delle misure di resistivita’: equivalenza, anisotropia.
Generalità sulle tecniche elettromagnetiche più comunemente impiegate nella soluzione di problemi di carattere ambientale. Il metodo VLF. Cenni sull’elaborazione e interpretazione dei dati VLF.

Metodi Didattici

Modalità di erogazione:
Tradizionale. Lezioni frontali (N. ore: 40), attività pratiche di laboratorio con uso di strumenti e computers (N. ore: 24), escursioni didattiche (N. ore: 24).
Modalità di frequenza:
Fortemente consigliata

Verifica dell'apprendimento

Prova scritta e orale.
Lo studente dovrà dimostrare di aver conseguito i risultati di apprendimento attesi definiti nella sezione Obiettivi Formativi dell’Insegnamento. L’esame comprende una prova scritta e una prova orale (colloquio).
La prova scritta consiste nello svolgimento di un esercizio del tipo di quelli effettuati in aula, durante lo svolgimento del corso. La prova orale consiste in una discussione su almeno tre argomenti svolti durante le lezioni. Lo studente dovrà essere in grado di applicare le conoscenze acquisite in modo da saper risolvere, mediante le metodologie geofisiche studiate, problemi semplici relativi all’esplorazione del sottosuolo.

Il voto, espresso in trentesimi, sarà proporzionale al grado di raggiungimento degli Obiettivi Formativi dell’Insegnamento. Verrà inoltre valutata la partecipazione attiva degli studenti alle prove di apprendimento effettuate durante lo svolgimento del corso. Il punteggio della prova d'esame viene attribuito con un voto espresso in trentesimi. Per conseguire almeno 18/30, lo studente deve dimostrare di aver raggiunto una preparazione sufficiente rispetto ai risultati di apprendimento attesi e definiti nella sezione Obiettivi Formativi dell’Insegnamento. Per conseguire il voto di 30/30 e lode, lo studente deve dimostrare di aver acquisito una preparazione eccellente rispetto ai risultati di apprendimento sopra menzionati.





Testi

Dispense distribuite durante il corso
GASPARINI P., MANTOVANI M. S. M. - Fisica della terra solida - Liguori, 1982
NORINELLI A. - Elementi di Geofisica applicata - Patron, Bologna. 1982
TELFORD W. M., GELDART L.P., SHERIFF R.E., KEYS D.A. - “Applied Geophysics” - Cambridge University Press, 1976.
KEAREY P., BROOKS M. - An Introduction to Geophysical Exploration - Blackwell Scientific Publications. 1991.
VOGELSANG D. - Environmental Geophysics – A practical guide, Springer, 1995

Altre Informazioni

Slides delle lezioni, eventuale materiale didattico aggiuntivo, attività seminariale integrativa svolta da esperti d'informatica del centro di calcolo dell'Università di Cagliari e/o da docenti provenienti da altre sedi universitarie italiane e straniere.

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