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An Iterative 3D Correction plus 2D Inversion Procedure to Remove 3D Effects from 2D ERT Data along Embankments
Get PDFThis paper addresses the problem of removing 3D effects as one of the most challenging problems related to 2D electrical resistivity tomography (ERT) monitoring of embankment structures. When processing 2D ERT monitoring data measured along linear profiles, it is fundamental to estimate and correct the distortions introduced by the non-uniform 3D geometry of the embankment. Here, I adopt an iterative 3D correction plus 2D inversion procedure to correct the 3D effects and I test the validity of the proposed algorithm using both synthetic and real data. The modelled embankment is inspired by a critical section of the Parma River levee in Colorno (PR), Italy, where a permanent ERT monitoring system has been in operation since November 2018. For each model of the embankment, reference synthetic data were produced in Res2dmod and Res3dmod for the corresponding 2D and 3D models. Using the reference synthetic data, reference 3D effects were calculated to be compared with 3D effects estimated by the proposed algorithm at each iteration. The results of the synthetic tests showed that even in the absence of a priori information, the proposed algorithm for correcting 3D effects converges rapidly to ideal corrections. Having validated the proposed algorithm through synthetic tests, the method was applied to the ERT monitoring data in the study site to remove 3D effects. Two real datasets from the study site, taken after dry and rainy periods, are discussed here. The results showed that 3D effects cause about ±50% changes in the inverted resistivity images for both periods. This is a critical artifact considering that the final objective of ERT monitoring data for such studies is to produce water content maps to be integrated in alarm systems for hydrogeological risk mitigation. The proposed algorithm to remove 3D effects is thus a rapid and validated solution to satisfy near-real-time data processing and to produce reliable results
GPR measurements to detect major discontinuities at Cheshmeh-Shirdoosh limestone quarry, Iran
No full textIn recent years, the Iranian rich quarry industry has been looking for efficient scientific investigations to improve the extraction operations in different dimension stone quarries. Kerman Province is one of the most potential zones with a variety of dimension stone quarries near the city of Kerman. In this research, GPR measurements were carried out to detect major discontinuities at Cheshmeh-Shirdoosh limestone quarry, northeast of Kerman city. This quarry is being extracted by the diamond wire sawing method. As the first GPR study in Iranian quarries, a total length of about 1200 m was surveyed with 50 MHz and 250 MHz GPR antennas collecting data on the surface of the three extraction benches of the quarry. A 800 MHz antenna was also used to map the main defects of a block, which was extracted from a fractured section of the quarry. Six parallel profiles at 10 cm intervals were measured along one side of the block. The results obtained from the 250 MHz dataset were very encouraging and could detect all the major discontinuities. Interpreted profiles were also used to prepare depth slices of the density of joints for two main survey areas. As expected, GPR sections obtained from the 50 MHz antenna had a lower resolution but could clearly detect fault zones. The 800 MHz antenna could map the main defects of the extracted block. However, a higher frequency antenna (e.g., 2GHz or more) is recommended for mapping thin fractures
GPR measurements to detect major discontinuities at Cheshmeh-Shirdoosh limestone quarry, Iran
No full textIn recent years, the Iranian rich quarry industry has been looking for efficient scientific investigations to improve the extraction operations in different dimension stone quarries. Kerman Province is one of the most potential zones with a variety of dimension stone quarries near the city of Kerman. In this research, GPR measurements were carried out to detect major discontinuities at Cheshmeh-Shirdoosh limestone quarry, northeast of Kerman city. This quarry is being extracted by the diamond wire sawing method. As the first GPR study in Iranian quarries, a total length of about 1200 m was surveyed with 50 MHz and 250 MHz GPR antennas collecting data on the surface of the three extraction benches of the quarry. A 800 MHz antenna was also used to map the main defects of a block, which was extracted from a fractured section of the quarry. Six parallel profiles at 10 cm intervals were measured along one side of the block. The results obtained from the 250 MHz dataset were very encouraging and could detect all the major discontinuities. Interpreted profiles were also used to prepare depth slices of the density of joints for two main survey areas. As expected, GPR sections obtained from the 50 MHz antenna had a lower resolution but could clearly detect fault zones. The 800 MHz antenna could map the main defects of the extracted block. However, a higher frequency antenna (e.g., 2GHz or more) is recommended for mapping thin fractures
3D ERT modellings to explore the effect of 3D geometry on 2D ERT monitoring of river levees
No full textLAUREA MAGISTRALELo scopo di questa tesi è quello di far luce su uno dei problemi più significativi legati al monitoraggio degli argini fluviali tramite misurazioni ERT in 2D.
Sapendo che il monitoraggio ERT 2D è meno dispendioso in termini di tempo e denaro rispetto alle misurazioni 3D, un approccio ragionevole consiste nell'utilizzare misurazioni 2D per monitorare adeguatamente le condizioni interne degli argini. È quindi necessario stimare e correggere le distorsioni dalla geometria 3D al fine di rendere i dati misurati il più affidabili possibile.
Il 26 novembre 2018, lungo una parte critica dell’argine fluviale sito in Colorno (PR), è stato installato un sistema di monitoraggio permanente basato sulle immagini di resistività. I dati ERT hanno lo scopo di rilevare la dinamica dell'umidità all'interno dell'argine e, qualora vengano soddisfatte le soglie di instabilità, di allertare la popolazione e l'autorità per il rischio di alluvione.
In questa tesi, gli effetti geometrici 3D sono quantificati per i dati ERT 2D misurati lungo questo argine fluviale. Cinque profili ERT paralleli sono stati misurati lungo l'argine per esplorare gli effetti 3D per diverse posizioni laterali di profili 2D.
Sulla base delle misurazioni di resistività nel sito dello studio, sono stati definiti quattro diversi modelli in RES2DMOD e RES3DMODx64 per quantificare gli effetti 3D. Utilizzando le pseudo-sezioni delle differenze tra i calcoli 2D e 3D, i dati misurati sono stati corretti per gli effetti geometrici 3D.
I risultati hanno mostrato che gli effetti 3D distorcono in modo significativo i dati 2D. È stato anche osservato che gli effetti 3D non sono influenzati solo dalla geometria del terrapieno ma anche dalla distribuzione della resistività nell'argine.
I rapporti tra i valori resistività calcolati con RES3DMODx64 e RES2DMOD sono stati così usati per correggere i dati derivanti dalle misurazioni in sito. I dati corretti sono stati poi invertiti per ottenere immagini di resistività più accurate.The aim of this thesis is to shed light on one of the most challenging problems related to 2D electrical resistivity tomography (ERT) monitoring of river embankments.
Knowing that 2D ERT monitoring is less expensive and time consuming than 3D measurements, a reasonable approach is to use 2D measurements to adequately monitor the internal conditions of embankments. It is then necessary to estimate and correct the distortions from the 3D geometry in order to make the measured data the most reliable as possible.
A permanent ERT monitoring system was installed along a critical part of a river embankment in Colorno (PR) on 26 November 2018. ERT data are to be used to detect the moisture dynamics inside the levee and, if thresholds of instability are met, to alert the population and the authority for the flood risk.
In this thesis, 3D geometry effects are quantified for 2D ERT data measured along this river embankment. Five parallel ERT profiles were also measured along the levee to explore 3D effects for different lateral positions of 2D profiles.
Based on resistivity measurements at the study site, four different models were defined in RES2DMOD and RES3DMODx64 to quantify the 3D effects. Using the pseudosections of the differences between 2D and 3D calculations, measured datasets were corrected for 3D geometry effects.
The results showed that 3D effects significantly distort 2D data. It was also observed that 3D effects are not only influenced by the geometry of the embankment but also by resistivity distribution in the levee. Graphs of the ratio of calculated resistivity values from RES3DMODx64 to those from RES2DMOD can be used to correct measured data for each level. Corrected data can then be inverted to obtain more accurate images
Analisi di dati ERT per il monitoraggio di lungo periodo dello stato di argini fluviali: la stazione di Colorno
No full textRIASSUNTO
Il lavoro svolto nell’ambito di questa tesi, ha come obiettivo la comprensione delle relazioni tra la resistività e le variabili esterne quali temperatura, precipitazioni, livello idrometrico, fondamentale per correggere i dati e per poterli interpretare ai fini del monitoraggio dello stato di salute dei rilevati arginali. Infatti, essendo opere di difesa dallo straripamento dei fiumi o canali, durante gli eventi di piena devono garantire adeguate condizioni di sicurezza di persone e cose, conservando l’efficienza nei confronti del controllo dei processi di filtrazione dal fiume.
Il 26 Novembre 2018, lungo una parte critica dell’argine fluviale sito in Colorno (PR), è stato installato il sistema di monitoraggio permanente G.Re.T.A. (GeoResistivimeter for Time lapse Analysis), che rappresenta una soluzione efficace e innovativa per il monitoraggio permanente di sezioni critiche di strutture arginali in terra. Questo strumento misura le alterazioni nel tempo del profilo di resistività del suolo, funzionali alla caratterizzazione dello stesso in termini di contenuto d’acqua, presenza di cavità o altre anomalie.
Lo studio del comportamento di tale struttura arginale riguarda quindi l’analisi dei dati acquisiti dalla stazione di misura, considerando le dipendenze reciproche tra la resistività e le variabili in gioco quali livello idrometrico, precipitazioni e temperatura. Inoltre, dato che le misurazioni ERT effettuate sugli argini fluviali sono in 2D, meno dispendiose sia in termini di tempo che denaro rispetto al monitoraggio 3D, risulta necessario quantificare e correggere le distorsioni derivate dalla geometria 3D al fine di rendere i dati misurati il più affidabili possibile.
Quindi, attraverso i dati di monitoraggio in continuo, correlati e corretti dalle influenze di variabili esterne è possibile fornire un metodo per la valutazione della vulnerabilità degli argini, ottenendo un quadro della situazione interna di tali strutture, generalmente sconosciuta.
ABSTRACT
The aim af this thesis is to analyze the correlation between electrical resistivity misured thanks to an permanent monitoring and water level, rainfall and temperature.
Infact, on November 26, 2018, the permanent monitoring system G.Re.T.A. (GeoResistivimeter for Time lapse Analysis) was installed along a critical part of the river embankment located in Colorno (PR). The measured data was corrected to effect 3D and the relationship between electrical resistivity and external variables was also analysed.
Therefore it is possible to provide a method for establish the vulnerability of levees
Valutazione dell'errore di localizzazione ottenuto dall'ottimizzazione e sperimentazione di algoritmi di localizzazione per operazioni di search and rescue in cumuli di macerie con strumentazione microsismica
No full textLAUREA MAGISTRALEL’obiettivo di questo elaborato di tesi magistrale è la valutazione della distribuzione percentuale dell’errore di localizzazione di sorgenti ottenuto da elaborazioni precedenti, utilizzando il software sviluppato nella Tesi di laurea “Sviluppo software di localizzazione superstiti per strumenti acustici utilizzabili nelle operazioni di search and rescue” di Baccarini F. e Del Pero J e successivamente ottimizzato nella Tesi di Laurea “ottimizzazione e sperimentazione di algoritmi di localizzazione per operazioni di search and rescue in cumuli di macerie con strumentazione microsismica” di Villacci V..
Questo software, sviluppato con App Designer, un ambiente software per la creazione di app con MATLAB, si propone di localizzare dei superstiti al di sotto di cumuli di macerie derivanti da eventi sismici, esplosioni, crolli o dissesti statici e idrogeologici attraverso l’elaborazione di dati forniti da strumentazione microsismica.
Sono state condotte diverse simulazioni con il software a partire da due diversi set di dati e successive valutazioni sulla base dei risultati ottenuti dal software.
Il primo set deriva da esperimenti condotti su macerie di inerti nella cava “Crosignani E. Figli S.R.L” di Arluno, in provincia di Milano.
Il secondo dataset è stato ottenuto presso il campo macerie di Pisa dedicato all’addestramento del corpo dei Vigili del Fuoco.
Negli esperimenti condotti ad Arluno sono state applicate diverse configurazioni geometriche dello stendimento dei geofoni, mentre in quelli condotti a Pisa l’unica configurazione adottata è composta da 9 sensori; dagli esiti di questi esperimenti è possibile affermare che i risultati di localizzazione migliori si hanno per configurazioni geometriche costituite da otto o nove geofoni.
Il presente software non rappresenta un'alternativa alle tecniche di ricerca già esistenti, bensì si pone l'obiettivo di integrarle migliorandone l'efficienza.The aim of this M.Sc. thesis is the evaluation of the percentage distribution of the localization error obtained from previous elaboration optimization, using the software developed by Baccarini F. and Del Pero J. in the M.Sc. thesis “Sviluppo software di localizzazione superstiti per strumenti acustici utilizzabili nelle operazioni di search and rescue” and subsequently optimized in the M.Sc. thesis “ottimizzazione e sperimentazione di algoritmi di localizzazione per operazioni di search and rescue in cumuli di macerie con strumentazione microsismica” by Villacci V.
This software, developed with App Designer, a software environment for app creation with MATLAB, aims to localize survivors under piles of rubble resulting from seismic events, explosions, collapses or static and hydrogeological failures by elaborating microseismic data.
Many software simulations have been implemented starting from two different datasets and subsequent evalutations from the results obtained with the software.
The first of these datasets is derived from experiments conducted on rubble of aggregates at “Crosignani E. Figli S.R.L” quarry in Arluno, in province of Milano.
The second dataset has been obtained at the rubble field of Pisa dedicated to the training of fire department.
In the experiments conducted in Arluno, different geometric configurations of the layout of the geophones have been applied, while in those conducted in Pisa the configuration adopted consists of nine sensors; from the results of these experiments, it can be stated that the best localization results are obtained with geometric configurations consisting of nine or eight geophones.
The development of this software does not represent an alternative to existing research techniques, but rather aims to integrate them improving their efficiency
Progettazione e sviluppo di algoritmi di early warning per sistemi di monitoraggio geoelettrico.
No full textRiassunto
Il lavoro svolto in questa tesi si posiziona all’interno di un progetto denominato Tech Levee Watch, finanziato da Fondazione Cariplo, e prosegue successivamente nel progetto DILEMMA finanziato dal Ministero dell’Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare.
I due progetti hanno obiettivi comuni: la previsione e prevenzione del rischio idrogeologico connesso alla stabilità arginale attraverso l'utilizzo sinergico di diverse tecnologie geofisiche.
Il mio lavoro si colloca nella parte relativa al monitoraggio geoelettrico permanente di strutture arginali. A tale scopo il Politecnico di Milano, insieme a LSI-Lastem, un'azienda di strumentazione di indagine ambientale, hanno progettato e prodotto una centralina geoelettrica installabile nei siti considerati critici e degni di essere indagati con misure time-lapse da remoto.
Poiché la centralina si configura non solo come uno strumento di analisi ma anche come un device per l’early-warning di situazioni definite “a rischio”, la tesi in questione si occupa dello sviluppo di una serie di algoritmi di allarme e delle relative soglie di allerta attraverso l’utilizzo dell’ambiente per il calcolo numerico MATLAB.
L'obiettivo di ogni algoritmo è l'attivazione di procedure di intervento nel caso in cui si presentino situazioni anomale nel dato acquisito, in modo da evitare che la struttura possa risultare danneggiata o instabile, ad esempio per effetto di saturazione del terreno e di filtrazione concentrata di acqua all’interno dell’argine.
Inizialmente sono state identificate situazioni che possono indicare criticità nel rilevato arginale così da definire le soglie di allarme.
Le misure di resistività invertita su cui gli algoritmi sono stati sviluppati derivano da acquisizioni effettuate presso il sito di San Giacomo delle Segnate (MN), uno dei siti pilota del progetto.
La tesi quindi propone una serie di algoritmi che lavorano su assetti similari, fornendo criteri utili al fine di sostenere l’azienda LSI Lastem nel momento in cui prenderà in considerazione l'idea di implementare e calibrare il sistema di allarme nel progetto, una volta in possesso di una mole di dati più significativa.
Abstract
This work is part of a project named Tech Levee Watch, funded by Cariplo Foundation placed within a bigger project, DILEMMA, which is funded by “Ministero dell’Ambiente e della Tutela del Territorio e del Mare”.
Either projects have common targets: to forecast and prevent hydrogeological risks related to levee instability by integrating diverse geophysical techniques.
My thesis is focused on the permanent geoelectric monitoring of earth embankments.
The collaboration between Politecnico di Milano and LSI-Lastem (environmental monitoring solutions company) has developed an innovative customized resistivity system which can be located in critical sites in order to provide remote time-lapse measurements.
This system isn’t a mere analysis instrument, but it can be used as a device for early warning alarms, so I’ve developed some alarm algorithms and alert thresholds for this system by using the environment for the numerical calculation MATLAB.
The principal aim of every single algorithm is triggering intervention procedures in the case of abnormal situations of the data acquired, in order to prevent the instability or potential damages in the structure due to the high saturated ground and the phenomena of piping .
At first, critical situations have been identified so as to settle the alarm thresholds.
The algorithms developed are based on inverted resistivity measurements carried out at San Giacomo delle Segnate (MN), one of the pilot sites.
The thesis offers a series of algorithms based on similar structures aiming to provide useful criteria for LSI-Lastem, when the company will contemplate the idea of deployment and following calibration of the alarm system, once the company has collected more data
Analisi, sperimentazione ed estensione del software IP4DI per l'inversione di dati geoelettrici
No full textOne of the main objectives of this thesis is to analyze the functionality of the Matlab code package of IP4DI, an open source software used for inversion of geoelectric data.
After a careful analysis of the implementation of both the forward and the inverse problem, it was decided to perform some changes in order to improve the calculation method for a more accurate result and also, we attempted to introduce useful potentialities not present in the software via iterative methods.
Since an important point in the inversion process is the construction of the forward modeling mesh, it was decided to pay particular attention to it. In this regard, the way in which the forward modeling grid is constructed has been changed, so that the maximum number of layers that make it up is calculated based on the maximum spacing between the electrodes and on the number of electrodes, which has been supplemented with an additional number of layers. This calculation method is introduced in order to best reproduce the conditions of propagation of the injected current, modeling the infinite boundaries.
To validate this methodological approach, we conduct various inversions starting from analytical models, the test results show that the addition of more layers refines the result of the inversion, limiting as much as possible the effects produced by the edges.
The IP4DI software allows the inversion of data both with surface electrodes and with Cross Borehole electrodes. A further approach was to implement into the code the possibility of doing the modeling prosses with buried electrodes with horizontal spreading. This modification was carried out to ensure that a more accurate replication of the real situation of the underground could be obtained in the case in which the data acquisition is performed with a horizontal spreading in a trench. Since the correct positioning of the electrodes is not considered as predominant factor, and the geometric coefficient of the surface electrodes is used as relevant instead of the one correlated with buried electrodes so that a deamplification of the resistivity values corresponding to the most superficial layers can be observed.
As a conclusion, to validate the new implementation, tests were carried out starting from analytical models. From the various tests, we have seen that the use of a software that takes into account the burial of the electrodes can be useful in particular cases, such as a model with a thin and conductive first layer. For the models in question the results of the inversions carried out both with buried electrodes and those with surface electrodes after the correction of the data reporting them on the surface, thanks to the modification of the geometric coefficient, are very similar. Therefore, in cases that are not particularly complex, the data can be corrected reporting the electrodes on the surface and than inverting the date with software that use surface electrodes
Confronto dei software di inversione IP4DI e BERT per i progetti di monitoraggio ERT di LSI-Lastem
No full textRiassunto:
L’obiettivo perseguito in questo lavoro di tesi, è quello di analizzare e confrontare le modalità operative dei software di inversione di dati di resistività IP4DI e BERT. Lo scopo è identificare il software più idoneo per l’applicazione al monitoraggio geoelettrico in corso di sviluppo presso l’azienda LSI-Lastem. L’azienda collabora da più di 5 anni con il Politecnico di Milano per la progettazione e produzione di centraline di monitoraggio geoelettrico all’interno di diversi progetti di respiro nazionale. Parte di questo lavoro è stato svolto attraverso uno stage presso l’azienda durato 6 mesi.
La parte iniziale della tesi contiene la descrizione dei progetti “Tech-Levee-Watch” e “DILEMMA” di cui questo lavoro fa parte, con gli obiettivi perseguiti. In seguito è stato effettuato un ampio studio bibliografico sull’evoluzione degli algoritmi di inversione time-lapse, in modo da determinare i progressi che sono stati realizzati nei decenni. Lo scopo di questa ricerca è quello di individuare quali siano gli algoritmi più performanti, in termini di costo computazionale e di minimizzazione nella formazione di artefatti, da suggerire a LSI-Lastem per l’inversione di dati time-lapse.
Successivamente, basandomi sulla letteratura esistente, ho descritto gli schemi e le modalità operative dei due software oggetto di confronto. Ho analizzato sia l’approccio al problema diretto che le modalità di risoluzione del problema inverso, prestando attenzione al modo in cui ogni software si adatta al tipo di dato in esame. Ho prestato particolare attenzione soprattutto per quel che riguarda la costruzione della mesh in entrambi gli algoritmi. Mediante questo studio è stato possibile avere una prima prospettiva delle potenzialità e limitazioni di entrambi i software.
La valutazione finale su quale fosse il software da implementare nei sistemi di LSI-Lastem è stata maturata in seguito ad un ampio confronto dei risultati di inversione degli stessi dati di resistività apparente sia reali, di campagna e di laboratorio, che sintetici, prodotti dai due software. Per l’analisi della veridicità e bontà del risultato sono stati utilizzati come riferimento i risultati di inversione ottenuti da un terzo software, RES2DINV, uno dei più utilizzati a livello professionale e scientifico.
Infine, come ultima analisi, è stata effettuata una valutazione riguardo la possibilità di adottare algoritmi di inversione time-lapse invece che single-time-step. A questo scopo sono stati confrontati i risultati derivanti dall’utilizzo dei due tipi di algoritmi su dati di laboratorio e di campagna, tramite il software RES2DINV.
Il lavoro svolto è stato di fondamentale importanza per stabilire quale software, tra IP4DI e BERT, fornisse risultati maggiormente affidabili e con un costo computazionale limitato, in modo da poter essere implementato nelle centraline di monitoraggio.
Abstract:
The aim of this thesis is to analyse and compare the way in which the ERT software, IP4DI and BERT, work. The purpose is to suggest to LSI-Lastem which one is the best to work in the field of geoelectrical monitoring. The company, in more than 5 years, has been collaborating with Politecnico di Milano in order to design and produce a new geoelectrical monitoring control unit. For this aim I carried out a 6-month internship in LSI-Lastem.
The first section of this thesis contains the description of the “Tech-Levee-Watch” and “DILEMMA” projects. This work is a part of them. Then, a bibliographic study has been done about the evolution of the time-lapse inversion algorithms in order to determine the progresses achieved in last decades. The aim is to find the best algorithm to suggest LSI-Lastem for the time-lapse inversion, considering both the computational cost and the accuracy.
Afterwards, thanks to a deep bibliographical research, I described how the two software work. I analysed the forward and the inversion problems and how they deal with them and in particular how they build the mesh. Through this study, it was possible to have a preliminary view of the capabilities and limitations of the two software.
The final decision about which was the software to implement in the LSI-Lastem systems, was taken after a wide comparison of the inversion results of apparent resistivity data, derived from the two software. The comparison was done using real apparent resistivity data (campaign and laboratory data) and synthetic data. A third software, widely used in scientific and professional fields (RES2DINV), was used to validate the results derived from IP4DI and BERT.
I made a final test in order to evaluate the possibility to use time-lapse inversion algorithms instead of single-time-step ones. For this purpose, I examined results coming from the two types of algorithms both on laboratory and field data, through RES2DINV software.
This work was crucial to determine which software, between IP4DI and BERT, provided the most trustworthy results along with a limited computational cost, in order to be implemented in the monitoring control units
Studio degli effetti 3D nelle misure geoelettriche su strutture arginali tramite acquisizioni a scala di laboratorio
Get PDFLAUREA MAGISTRALEQuesto lavoro, collocato all’interno del progetto Tech Levee Watch, si propone di fornire un contributo di ricerca inerente al tema del monitoraggio geoelettrico di strutture arginali in terra ricostruite a scala di laboratorio, approfondendo le problematiche principali connesse con questo tipo di acquisizioni.
In primo luogo, è stata condotta una ricerca bibliografica incentrata sugli effetti distorsivi causati dalla tridimensionalità dell’opera, sulle acquisizioni eseguite tramite profili bidimensionali.
Successivamente, dopo aver riprodotto a scala di laboratorio, utilizzando materiale reperito in sito, l’argine localizzato presso San Giacomo delle Segnate (MN), si sono simulate alcune forzanti esterne atte a riprodurre alcune delle condizioni a cui potrebbe essere sottoposto un argine reale. Ci si è concentrati pertanto sulla simulazione di una fase irrigua, di una fase di precipitazioni con condizioni di parziale saturazione e di situazioni di piping indotto dalla presenza di escavazioni nel corpo arginale. Le acquisizioni di resistività apparente, avvenute in configurazione Wenner, sono state eseguite grazie all’utilizzo di due cavi miniaturizzati equipaggiati con 48 elettrodi. I dati misurati sono stati quindi sottoposti ad una fase di elaborazione che ha visto la correzione dagli effetti distorsivi dovuti alla presenza di elettrodi sepolti, alla geometria della struttura e alla base resistiva. Si è proceduto poi all’inversione delle misure di resistività apparente corrette per permettere lo studio delle variazioni dello stato interno del rilevato sottoposto alle differenti condizioni al contorno testate.
Il lavoro svolto propone quindi una panoramica completa di tutte le problematiche più comuni, connesse in particolare alle distorsioni provocate dagli effetti 3D, inerenti al monitoraggio geoelettrico di strutture arginali in terra e fornisce tutti gli strumenti necessari per una corretta elaborazione dei dati di resistività apparente e per un’ interpretazione coerente con la realtà dello stato interno del rilevato arginale.This work, developed as a part of the Tech Levee Watch project, aims to provide a contribution in the field of the geoelectric monitoring on earthen levees constructed at the laboratory scale, focusing on the main issues related with this kind of acquisition.
First, was conducted a literature research about the topic of the distortions induced by three-dimensionality of the structure on acquisitions realised through 2D profiles.
Then, after the construction at the laboratory scale, using material from the real site, of the levee located in San Giacomo delle Segnate (MN), different boundary conditions, suitable to reproduce the situations at which a real levee may be subjected, were simulated.
The focus was on the simulation of an irrigation phase, of a rainfall phase in partially saturated conditions and of a situation of piping induced by excavations in the levee structure.
The measurements, performed in Wenner configuration, have been realized using two miniaturised cables equipped with 48 electrodes. The measured data have been subjected to an elaboration phase characterised by the correction from the distortion effects caused by the presence of buried electrodes, by the geometry of the structure and by the high resistivity base.
Finally, the inversion of the corrected apparent resistivity data was carried out to allow the evaluation of the variations in the internal state of the levee subjected to the different boundary conditions tested.
In conclusion, the work proposes a complete overview of the most common issues related with geoelectric monitoring on earthen levees, particularly about the distortions caused by 3D effects. The thesis provides necessary tools for a correct elaboration of the apparent resistivity data and for a coherent interpretation about the internal levee conditions
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