MODELLI PER LA RISOLUZIONE DI PROBLEMI DIRETTI ED INVERSI RELATIVI ALLA COMPONENTE CAPACITIVA DELLA RISPOSTA ELETTRICA DEL TERRENO IN INDAGINI GEOFISICHE

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Modelli per la risoluzione di problemi diretti ed inversi relativi alla componente capacitiva della risposta elettrica del terreno in indagini geofisiche____________ La presente tesi ha per oggetto lo studio della componente capacitiva della risposta elettrica del terreno in indagini geofisiche. Per eseguire tale studio si sono utilizzati strumenti di acquisizione ed elaborazione dati. Si sono eseguite varie prove su modelli di terreno sia reali che sintetici per la modellazione diretta e l’inversione di dati di resistività (o conducibilità) e caricabilità (o polarizzazione indotta). Lo studio in particolare ha messo in evidenza la presenza di alcuni dati di campagna a caricabilità apparente negativa ed elementi dell’inversione che anch’essi risultano a caricabilità negativa. Per i primi è stato dimostrato, attraverso il confronto con fonti teoriche, che possono comparire a causa di determinate strutture del terreno, cioè in presenza di stratificazioni multiple caratterizzate da particolari valori di resistività. Per quanto riguarda la presenza di elementi che sono a caricabilità negativa nell’inversione, è stato dimostrato che derivano dall’algoritmo di inversione e non hanno riscontri fisici, quindi dopo varie prove è stata aggiunta la funzione denominata ‘Inequality constraint’ all’algoritmo di inversione. La funzione aggiunta porta una modifica al vettore dei parametri del modello prima dell’inversione facendo convergere l’inversione e rispettando abbastanza fedelmente, nei modelli trattati, il modello ricostruito dall’inversione prima dell’aggiunta della funzione di ottimizzazione._________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Models for the solution of direct and inverse problems related to the capacitive component of the electric response of the ground in geophysical surveys.____________ This graduation thesis focuses on the study of the capacitive component of the electric response of the ground in geophysical investigations. To perform such study acquisition and data processing tools have been used. Both numerical examples and field tests have been performed, implementing respectively direct modeling and the inversion of data of resistivity (or conductivity) and chargeability (or induced polarization). In particular the study has evidenced the presence of some field data characterized by negative apparent chargeability and elements of the inversion also characterized by negative chargeability. For the first ones it has been shown, through the comparison with theoretic sources, that they can appear due to particular structures of the ground, i.e. with stratifications characterized by particular values of the resistivities. Regarding the presence of elements whit negative chargeability in the inversion, it has been shown that they are caused by the inversion algorithm, hence they don't have physical meaning. A solution to the problem has been proposed: a function called ‘inequality constraint’ has been included in the inversion algorithm; this new function modifies the model parameters before the inversion, leading to convergence and keeping the meaningful data resulting from the inversion without the new function itself.