Geotecnica, Vol. 6, Pagine 54: Inversione multimodale basata su PSO delle curve di dispersione delle onde di Rayleigh per la caratterizzazione geotecnica di un profilo di rilevato

Inversione multimodale delle onde di Rayleigh per la caratterizzazione geotecnica di rilevati

La stima affidabile della rigidezza del terreno a piccole deformazioni rappresenta un requisito essenziale per la caratterizzazione geotecnica di siti e per l’analisi del comportamento di rilevati e altre opere in terra. I metodi che utilizzano onde superficiali consentono di ottenere profili di velocità delle onde di taglio in modo non distruttivo, ma il processo di inversione soffre intrinsecamente del problema della non unicità delle soluzioni. Il lavoro qui descritto implementa e valuta un framework di inversione multimodale basato sull’algoritmo PSO (Particle Swarm Optimization) applicato alle curve di dispersione delle onde di Rayleigh, finalizzato alla caratterizzazione di profili di terreno stratificati.

Procedura di inversione e validazione su profili sintetici

La procedura sviluppata prevede il calcolo delle curve di dispersione teoriche per un mezzo stratificato orizzontalmente e il loro allineamento con i dati sperimentali attraverso una ricerca globale. Il framework è stato dapprima testato su due profili di terreno sintetici; la robustezza è stata successivamente valutata considerando perturbazioni fino al 10% della curva di dispersione teorica. Particolare attenzione è stata dedicata all’influenza dei modi superiori di propagazione sui risultati dell’inversione. I dati ottenuti mostrano che, per i casi analizzati, l’inclusione di modi superiori migliora la determinazione dei profili di velocità delle onde di taglio rispetto a un’inversione basata esclusivamente sul modo fondamentale.

Conferma su profilo reale di rilevato con MASW e SCPT

La procedura è stata quindi validata su un profilo trasversale di un rilevato utilizzando una curva di dispersione sperimentale ricavata mediante analisi multicanalE delle onde superficiali (MASW). Il confronto con i risultati ottenuti da prove penetrometriche sismiche con cono (SCPT) ha evidenziato un buon accordo. Il modello a otto strati adottato si è rivelato un compromesso efficace tra accuratezza della ricostruzione e complessità del modello stesso.

I risultati complessivi indicano che il framework di inversione multimodale basato su PSO può supportare la caratterizzazione geotecnica di profili di terreno stratificati, sia per i casi sintetici sia per il caso reale analizzato, in particolare quando i rami modali sono chiaramente identificati e inclusi nell’inversione.