Il piezocono sismico (noi utilizziamo il G1-CPLS di TECNOPENTA), nato nei primi anni '80, è un piezocono elettrico standard all'interno del quale sono stati inseriti dei geofoni o accelerometri che permettono la registrazione di segnali simici generati artificialmente.

La prova SCPTU (S = Seismic; CPT = Cone Penetration Test; U = con misura della pressione neutra U) consiste, come per le prove CPTU standard, nell'infissione nel terreno del piezocono per la misura, ogni 2 cm, dei classici parametri qc (resistenza di punta), fs (resistenza laterale) ed U (pressione neutra).

Ad ogni metro di profondità (od eventualmente a profondità prestabilite a seconda delle necessità progettuali) viene sospesa l'infissione del piezocono ed a piano campagna, tramite adeguato sistema di energizzazione, vengono generate delle vibrazioni artificiali nel terreno.

Tramite i sensori sismici (geofoni o accelerometri) presenti all'interno del piezocono ed adeguato acquisitore sismico (D1-SISMI di TECNOPENTA) è possibile quindi rilevare e registrare tali segnali sismici e di conseguenza determinare i tempi necessari alle onde sismiche per percorrere il tratto da piano campagna fino alla profondità a cui si trova il piezocono (tempi di arrivo).

Grazie alla presenza di tre geofoni o accelerometri disposti all'intero del piezocono lungo le tre direzioni X, Y e Z ed al tipo di sistema di energizzazione utilizzato è possibile discriminare nei sismogrammi i segnali generati dalle onde di taglio S e dalle onde di compressione P.

Ottenuti i tempi di arrivo è possibile quindi calcolare la velocità di propagazione delle onde S e P.

Usando la teoria della elasticità il modulo di taglio massimo può essere correlato con la velocità delle onde di taglio, la densità della massa totale, il peso di volume totale e la forza di gravità

Le onde di taglio viaggiano attraverso la struttura scheletrica della formazione con deformazioni molto basse.

Il modulo di taglio è una proprietà fondamentale del terreno, che correla la deformazione di taglio allo sforzo di taglio che subisce la struttura scheletrica del terreno.

Poichè la gran parte dei terreni viene deformata leggermente sotto sforzi di deformazione abbastanza grandi, il modulo di taglio tipicamente decresce con l'incrementare della deformazione di taglio. Comunque, il modulo di taglio è quasi sempre costante per un determinato terreno ad un determinato sforzo quando la deformazione di taglio è minore del 10E-4%, ed a queste basse deformazioni è generalmente riferito al comportamento elastico o modulo di taglio iniziale G0. Nelle prove con piezocono sismico le deformazioni di taglio sono inferiori a 10E-4%.

La prova penetrometrica statica elettrica con piezocono sismico consiste nell'infissione nel terreno di un piezocono standard all'interno del quale sono inseriti tre geofoni o accelerometri per la misura della velocità di propagazione nel terreno delle onde sismiche di taglio S e di compressione P.

Le modalità esecuitve della prova seguono le normative tecniche standard della classica prova con piezocono la cui infissione viene arrestata ad intervalli regolari di 1,00 metro per effettuare l'acquisizione dei dati sismici tramite sensori e sismografo: la prima acquisizione dati viene effettuata ad una profondità non inferiore a 3,00 metri dal piano campagna (inizio prova) a causa della breve distanza e quindi del brevissimo tempo d'arrivo da misurare.

Una appropriata sorgente di segnale sismico, per il calcolo della Vs, deve preferenzialmente generare onde di taglio di larga ampiezza con poca o nessuna componente compressionale.

Il sistema di energizzazione del terreno (sorgente delle onde di taglio) è per cui costituito da una pesante traversina in legno (dimensioni: 1500X250X250 mm). con imbullonate due piastre di ferro (dimensioni: 250X250X25 mm) alle terminazioni della trave, e caricata con uno stabilizzatore dell'autiocarro del penetrometro in modo tale che le terminazioni della traversina siano situate ad una distanza non superiore a 3,00 metri dalla verticale di prova. Le piastre di ferro inbullonate alle terminazioni verranno colpite con una mazza da 7 kg di peso e/o da un martello di 18 kg di peso azionato tramite sistema a pendolo sostenuto da apposita struttura.

Ad ogni metro di profondità verrà anche utilizzato, come sorgente di energizzazione per produrre in modo predominante onde compressionali P, un colpo verticale di mazza da 7 kg di peso su di una piastra di 300 mm di diametro e 25 mm di spessore posizionata anch'essa ad una distanza non superiore a 3,00 metri dalla verticale di prova.

Durante l'energizzazione del terreno le aste saranno svincolate dal penetrometro in modo tale che le vibrazioni dell'autocarro non possano trasmettersi ai sensori sismici attraverso le aste di perforazione.

Le misure inclinometriche vengono eseguite per il controllo di movimenti e deformazioni nei terreni e nelle strutture.

Tali movimenti e deformazioni vengono individuati sulla base di misure periodiche dell'inclinazione di un tubo inclinometrico installato preventivamente in fori di sondaggio geognostici o in manufatti.

La sonda inclinometrica (noi utilizziamo la G1-SINC M V di TECNOPENTA) è lo strumento che rileva la verticalità del tubo inclinometrico (dotato di quattro scanalature guida disposte 90 gradi l'una dall'altra) tramite un trasduttore (servoaccelerometro biassiale) posto all'interno della stessa. La sonda, dotata di due bracci con ruote, viene fatta scorrere, sorretta da un cavo elettrico per la trasmissione dei dati, lungo le guide del tubo inclinometrico. Il sensore biassiale permette la lettura contemporanea dell'inclinazione lungo due assi cartesiani ortogonali.

La elaborazione delle misure eseguite permette di definire la deformata del tubo inclinometrico e quindi ripetendo periodicamente tali misure e mettendole a confronto si possono definire i movimenti e le deformazioni subite da terreni e strutture.

I campi di applicazione di tali misure sono:

• controllo dei movimenti dei terreni dovuti a frane, costruzione di rilevati, operazioni di carico e scarico di serbatoi o bacini;

• determinazione delle superfici di scivolamento di aree in frana;

• monitoraggio di piazze, strade, gallerie, ponti, viadotti e la misura delle deformazioni di grandi strutture (diaframmi, platee, dighe);

• monitoraggio dei movimenti orizzontali di dighe in terra, rilevati su terreni soffici e lungo il bordo di scavi o tunnel;

• monitoraggio delle deviazioni dalla verticale di paratie, pali di fondazione o muri di sostegno.

UNINGEO si interessa di frane, aree in frana e in dissesto idrogelogico ed opera nell'ambito del monitoraggio e dello studio di tali fenomeni.

Esegue studi e monitoraggi con le seguenti metodologie e strumentazioni:

 - monitoraggi topografici eseguiti con stazione totale LEICA TC1201, con coposaldi e target costituiti da
   prismi riflettenti;
 - livellazioni  topografiche;
 - misure inclinometriche;
 - rilievi aerofotogrammetrici da drone;
 - installazione di strumentazione: estensimetri, fessurimetri, tiltmetri, ecc...;
 - progettazione di impianti di monitoraggio;
 - restituzioni grafiche da rilievi topografici tradizionali e nuvole di punti;
 - GIS (Geographic Information System).

Parte della strumentazione visibile nello slideshow è prodotta da TECNOPENTA