smartRefract

smartRefract è un software opensource per la sismica a rifrazione che implementa il metodo GRM (Palmer 1980). Il software permette di selezionare i primi arrivi, assegnare le dromocrone agli strati e visualizzare la sezione.
Il software è completo ma è da considerare un prototipo funzionante. E’ compatibile con i formati SEG2, SU ed alcune tipologie di SEGY.

Download

Pacchetto Zip.
Adatto sia per Windows che per Linux. Gli eseguibili si trovano nella cartella bin

Smartrefract è rilasciato secondo i termini della licenza GPL v3

Codice sorgente

E’ disponibile il codice sorgente di smartRefract al seguente link:

https://bitbucket.org/pitta1981/smartrefract/

Il software è scritto in Java utilizzando Netbeans ed utilizza la Netbeans platform come framework dell’interfaccia utente. Questa scelta fatta nel 2009 da un lato ha permesso di creare una applicazione multipiattaforma ma al momento, a causa dei cambiamenti che hanno coinvolto sia Java che Netbeans, rende difficile l’aggiornamento.

Sismica a rifrazione

L’indagine sismica a rifrazione permette di individuare la
distribuzione della velocità di propagazione delle onde
sismiche di compressione (onde P) e di taglio (onde S) nel
sottosuolo. La sismica a rifrazione è un metodo di indagine
attivo in cui le onde sismiche vengono generate attraverso
una sollecitazione (solitamente una martellata). L’analisi si
basa sulla misura del tempo impiegato dalle onde sismiche a
raggiungere i ricevitori, chiamati geofoni, che sono disposti
allineati. Attraverso lo studio della velocità di propagazione
del le onde sismiche è possibile determinare le
caratteristiche dei terreni indagati.

Profilo a 3 sismo-strati da una prova a rifrazione realizzata in onde di taglio

Con questa tecnica è possibile ricostruire la stratigrafia dei
terreni e l’individuazione della topografia del substrato
roccioso. Dalla velocità dei differenti orizzonti è possibile
formulare ipotesi sullo stato di fratturazione o di
addensamento dei materiali indagati. In presenza di falda
freatica è possibile individuarne la profondità della falda.
Nel caso in cui sia necessario ricostruire un modello di
sottosuolo ad alta risoluzione è indicato applicare la tecnica
di inversione tomografica che consente una migliore
risoluzione delle velocità a fronte di un maggiore
complessità computazionale.

Sismografo multicanale DoReMi

Il DoReMi della Sara Electronic Instruments è un sistema innovativo che incorpora e distribuisce nel cavo sismico un sismografo modulare canale per canale.
Ogni elemento contiene tutto l’hardware necessario per l’acquisizione dati per sismica attiva e passiva. 
La comunicazione digitale evita tutti problemi della strumentazione con cavo analogico.Classe strumentale: sismografo multicanale per geofisicaTopologia: rete differenziale RS485 half-duplex multipuntoLunghezza max rete: virtualmente illimitata con l’uso di ripetitoriN. max canali per tratta: 255Dimensioni elemento: 80x55x18 mmPeso: 250 g (per elemento con cavo di 5 metri)Cavo: per geofisica 1x2x0.5 + 1x2x0.25 schermatoMemoria: 60 kBytes (30000 campioni)Frequenze selezionabili: da 500 a 20000 Hz (da 2 to 0.05 ms)Convertitore: tipo SAR a 16 bit (96 dB)Amplificatore: ultra-low noise con ingresso differenzialeBanda passante: 2Hz – 200HzReiezione modo comune: >80dBDiafonia (crosstalk): zero, la trasmissione è digitale

Dinamica del sistema

Risoluzione: 7.6 μV @ 27dB; 0.076 μV @ 60dBDinamica di base: 96dB (16 bit)S/N ratio fra 0.5 e 30Hz: >94dB (> 150dB con l’uso del PGA)

Alimentazione

Alimentazione: batteria ricaricabile interna operativa 10-15VdcConsumo di energia:Interfaccia 80 mA, canale 30mAper una stringa da 12 canali: < 500mA

Indagini MASW e Remi per la caratterizzazione sismica dei terreni

Le indagini MASW e ReMi vengono svolte con il sismografo DoReMi a 16 canali e 16 bit della SARA Electronic Instruments con geofoni a 4.5 Hz. Le elaborazioni vengono effettuate con il software Surface Plus prodotto dalla GEOGIGA.

Le indagini MASW sono prove che si basano sull’analisi delle onde di superfice generate dall’utilizzo di una sorgente sismica attiva. Al contrario in presenza di molto rumore ambientale si può utilizzare la tecnica ReMi che prevede l’analisi del rumore ambientale (passiva).

Le prove MASW consentono di ricostruire la sismostratigrafia delle onde S in modo analogo a un log in foro per cui diversamente alle prove a rifrazione non risentono di eventuali inversioni di velocità. Dalla sismostratigrafia si ricava il parametrò Vs30 necessario a caratterizzare sismicamente il sito.

Gli elaborati comprendono:

  • il profilo 1D delle velocità Vs collocato al centro dello stendimento;
  • il parametro Vs30 relativo al profilo.
Profilo della velocità delle onde S desunto dalla prova MASW
Profilo della velocità delle onde S desunto dalla prova MASW

Su richiesta si può procedere all’esecuzione di più prove con parziale ricopertura per ottenere una sezione

SmartTomo

smartTomo è un software per la tomografia sismica a rifrazione (travel time tomography) che permette di ottenere, velocemente, un’immagine della distribuzione delle velocità delle onde sismiche nel sottosuolo. Il modello di velocità finale è prodotto dall’ottimizzazione iterativa di un modello iniziale che può essere definito dall’utente in base alle proprie conoscenze del sito della misura. SmartTomo è basato sul lavoro di Moser, T. J. “Shortest path calculation of seismic rays.” Geophysics 56.1 (1991): 59-67 ed utilizza la Simultaneous Iterative Reconstruction Technique per l’ottimizzazione del risultato. Tutti gli algoritmi sono stati studiati per sfruttare la potenza dei processori multicore ed ottimizzati per ridurre il consumo di memoria.

Punti chiave

  • La sezione tomografica può essere ottenuta in automatico solo con la supervisione da parte dell’utente.
  • Picking dei primi arrivi manuale ed automatico.
  • Possibilità di concatenare più stese sismiche per realizzare un unico profilo tomografico.
  • Modello iniziale di velocità predefinito o definito dall’utente.
  • L’algoritmo è stabile rispetto a differenti modelli iniziali di velocità: l’ottimizzazione produce risultati paragonabili anche partendo da modelli iniziali significativamente differenti
  • Possibilità di definire i limiti di velocità minima e massima del algoritmo di calcolo e grado di smmothing dei risultati.
  • Disponibili differenti palette di colore per le sezioni.
  • Personalizzazione della palette di colore visualizzando in tempo reale la sezione aggiornata.
  • Esporta i risultati in differenti formati (PNG, PDF, ODT): vengono restituiti i grafici in alta risoluzione e la tabella delle dromocrone.

Per maggiori informazioni:

Visita il sito del progetto:

https://www.smarttomo.com/it/

Contatta il rivenditore:

Geostudi Astier srl.

Scarica una versione demo:

E’ disponibile una versione demo con un dataset pre-caricato. Il dati inclusi con la demo sono una registrazione reale acquisita in un sito caratterizzato da un riempimento artificiale che copre il substrato roccioso inclinato.

La demo può essere scaricata dalla seguente pagina del sito del progetto:

Guida rapida

E’ disponibile una guida rapida per poter elaborare la vostra prima tomografia sismica utilizzando smartTomo.

Tomografia sismica

La tomografia sismica a rifrazione utilizza le onde sismiche rifratte per ricostruire la distribuzione nel sottosuolo della velocità delle onde sismiche. Questa tecnica migliora i risultati ottenibili con la sismica a rifrazione tradizionale e limita i problemi interpretativi dovuti agli strati ad inversione di velocità o di ridotti spessori.

La tomografia sismica a rifrazione è applicabile a tutte quelle situazioni in cui è necessario mappare le variazioni di velocità (quindi di “resistenza”) nel sottosuolo. Si adatta meno bene a quelle situazioni meno complesse dove il sito da indagare è costituito semplicemente da una coltre uniforme posta su un substrato roccioso molto veloce. In questi casi la rifrazione tradizionale individua meglio il passaggio tra la coltre e il substrato roccioso (rifrattore).

Da un punto di vista esecutivo la prova è eseguita in modo analogo alla prova a rifrazione tradizionale. L’unica differenza consiste nel numero necessario di energizzazioni che, nel caso della prova tomografica, deve essere più elevato per garantire una maggiore ricopertura.

La procedura di inversione prevede la generazione di un modello semplificato iniziale (spesso questa procedura è automatica) quindi vengono calcolati i tempi di arrivo delle onde sismiche nel modello e i tempi vengono confrontati con le misure effettivamente registrate. In base agli errori il modello viene aggiornato e si ripete la procedura fino a che non si raggiunge una soglia di affidabilità.

Questa tipologia di prova è stata applicata con successo nella ricostruzione della geometria di corpi di frana, di discariche di inerti e della stratigrafia di siti su cui erano in progettazione opere di ingegneria civile.

È disponibile il nostro software smartTomo per l’elaborazione tomografica dei dati sismici.

Riferimenti:

ARPAL SUPPORT FOR MANAGEMENT OF THE REGIONAL NETWORK FOR HILL-SLOPE MONITORING, G. Beccaris; F. Di Ceglia; S. Pittaluga; E. Scotti; EUREGEO 2012 (PDF)

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