13 - CARATTERIZZAZIONE GEOTECNICA, MODELLAZIONE GEOTECNICA E PERICOLOSITA' SISMICA DEL SITO

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2 Dott.Ing. Giorgio Taruilli - pag DESCRIZIOE GEERALE DELL'OPERA La presente relazione geotenia riguarda le indagini, la aratterizzazione e modellazione geotenia del volume signifiativo per l'opera in esame e valuta l'interazione opera / terreno ai fini del dimensionamento delle relative fondazioni. Questa relazione è stata redatta dal tenio sulla base dei dati risultanti dalle prove di ampagna e/o di laboratorio IDAGII GEOGOSTICHE Sulla base di uanto dettagliato nella relazione geologia dell'area di sito, si è proeduto alla progettazione della ampagna di indagini geognostihe finalizzate alla determinazione delle aratteristihe geotenihe dei terreni interessati dal volume signifiativo dell'opera in esame. Al fine della determinazione delle aratteristihe geotenihe dei terreni oinvolti nel volume signifiativo dell'opera in esame, sono state ondotte delle prove geotenihe, riassunte nella relazione geologia. Le indagini realizzate hanno permesso di riostruire le seguenti stratigrafie per ognuna delle uali sono state definite le proprietà geotenihe dei singoli terreni oinvolti. SEZIO E 1 - STR A TI T T2 T1 Strato D esrizione g g sat f Cu C' T1 ree ementate T2 Depositi superfiiali limi sabbiosi Sezione 1 - Vista Strati 13 - CARATTERIZZAZIOE GEOTECICA, MODELLAZIOE GEOTECICA E PERICOLOSITA' SISMICA DEL SITO

3 Dott.Ing. Giorgio Taruilli - pag. 2 Le indagini effettuate, permettono di lassifiare il profilo stratigrafio, ai fini della determinazione dell'azione sismia, di ategoria [Roe tenere e depositi di terreni a grana grossa molto addensati o terreni a grana fina molto onsistenti on spessori superiori a 30 m, aratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meanihe on la profondità e da valori di Vs, 30 ompresi tra 360 m/s e 800 m/s (ovvero SPT, 30 > 50 nei terreni a grana grossa e u, 30 > 250 kpa nei terreni a grana fina).], basandosi sulla valutazione della veloità delle onde di taglio (V S30 ) e/o del numero di olpi dello Standard Penetration Test ( SPT ) e/o della resistenza non drenata euivalente ( u,30 ). Tutti i parametri he aratterizzano i terreni di fondazione sono riportati nei seguenti paragrafi Caratterizzazione geotenia Desrizio ne La aratterizzazione geotenia dei terreni è riassunta nella seguente tabella: TERREI saturo Cu C' Ed Terreni Costante di sottofondo X Y Z [/m 3 ] [/m 3 ] [ ssd] [/mm 2 ] [/mm 2 ] [/mm 2 ] [/m 3 ] [/m 3 ] [/m 3 ] 1 Depositi superfiiali limi sabbiosi ,00 0, ree ementate ,00 0, LEGEDA Terreni umero identifiativo del terreno. Desrizion e Desrizione del terreno. Peso per unità di volume [/m 3 ]. saturo Peso per unità di volume saturo [/m 3 ]. Angolo di attrito [ ssd]. Cu Coesione [/mm 2 ]. C' Coesione Effiae [/mm 2 ]. Ed Modulo edometrio[/mm 2 ]. Costante di sottofondo Valori della ostante di sottofondo del terreno nelle direzioni degli assi del riferimento globale X, Y, e Z Modellazione geotenia Ai fini del alolo strutturale, il terreno sottostante l'opera viene modellato seondo lo shema di Winkler, ioè un sistema ostituito da un letto di molle elastihe mutuamente indipendenti. Ciò onsente di riavare le rigidezze offerte dai manufatti di fondazione, siano ueste profonde o superfiiali, he sono state introdotte direttamente nel modello strutturale per tener onto dell'interazione opera / terreno Periolosità sismia Ai fini della periolosità sismia sono stati analizzati i dati relativi alla sismiità dell'area di interesse e ad eventuali effetti di amplifiazione stratigrafia e topografia. Si sono tenute in onsiderazione anhe la lasse dell'edifiio e la vita nominale. Per tale aratterizzazione si riportano di seguito i dati di periolosità ome da normativa: DATI GEERALI AALISI SISMICA Dati generali analisi sismia

4 Dott.Ing. Giorgio Taruilli - pag. 3 TP Coef Ampl Topog s m K Stbl K Muro Latitudine Longitudine Altitudine [gradi] [gradi] [m] 1,20 0,24 0,24 0,05 0, ' 37.00'' 13 5' 37.00'' 738 Classe Edifiio Vita ominale Periodo di Riferimento [adim] [anni] [anni] SL Tr Ag Ss F0 T * [adim] [anni] [adim] [adim] [adim] [s] SLO 30 0,0548 1,200 2,495 0,270 SLD 50 0,0674 1,200 2,494 0,280 SLV 475 0,1557 1,200 2,480 0,322 SLC 975 0,1946 1,200 2,490 0,332 LEGEDA Dati generali analisi sismia TP Tipo terreno prevalente, ategoria di suolo di fondazione ome definito al punto del DM 14 gennaio 2008 'uove orme tenihe per le ostruzioni: [A] = Ammassi roiosi affioranti o terreni molto rigidi - [] = Roe tenere e depositi di terreni a grana grossa molto addensati o terreni a grana fina molto onsistenti - [C] = Depositi di terreni a grana grossa mediamente addensati o terreni a grana fina mediamente onsistenti - [D] = Depositi di terreni a grana grossa sarsamente addensati o di terreni a grana fina sarsamente onsistenti - [E] = Terreni dei Coef Ampl Topog s m K Stbl K Muro Latitudine Longitudine Altitudine sottosuoli di tipo C o D per spessore non superiore a 20 m. di amplifiazione topografia. di riduzione di aelerazione massima per Verifia di stabilita'. di riduzione di aelerazione massima per Muro di sostegno. per il alolo della spinta per Verifia di stabilita'. per il alolo della spinta per Muro di sostegno. Latitudine geografia del sito [gradi]. Longitudine geografia del sito [gradi]. Altitudine geografia del sito sul livello medio del mare [m] SCELTA TIPOLOGICA DELLE OPERE DI FODAZIOE La tipologia delle opere di fondazione sono onsone alle aratteristihe meanihe del terreno definite in base ai risultati delle indagini geognostihe. el aso in esame, la struttura di fondazione è ostituita da: fondazioni dirette 15 - VERIFICHE DI SICUREZZA elle verifihe allo stato limite ultimo deve essere rispettata la ondizione: E d R d E d è il valore di progetto dell azione o dell effetto dell azione; R d è il valore di progetto della resistenza del sistema geotenio. Le verifihe di siurezza sono state ondotte, on riferimento all'approio 1, sulla base delle tipologie di fondazioni desritte nel paragrafo preedente. Le azioni sono ottenute, appliando ai valori aratteristii delle stesse, i oeffiienti parziali F di ui nella tabella 6.2.I delle TC 2008, he vengono di seguito riportati.

5 Dott.Ing. Giorgio Taruilli - pag. 4 CARICHI Permanenti Permanenti non strutturali Variabili EFFETTO parziale F (o E ) A1 (STR) A2 (GEO) Favorevole Sfavorevole G Favorevole Sfavorevole G Favorevole Sfavorevole Qi Il valore di progetto della resistenza R d è determinato in modo analitio on riferimento al valore aratteristio dei parametri geotenii del terreno, diviso per il valore del oeffiiente parziale M, speifiato nella tabella 6.2.II delle TC 2008, e tenendo onto, ove neessario, dei oeffiienti parziali R speifii per iasun tipo di opera ome speifiato nella tabella 6.5.I delle TC Tab. 6.2.II Coeffiienti parziali per i parametri geotenii del terreno PARAMETRO Grandezza alla uale appliare il parziale M1 M2 oeffiiente parziale M Tangente dell angolo di resistenza al taglio tan ' Coesione effiae k Resistenza non drenata uk u Tab. 6.5.I Coeffiienti parziali R per le verifihe agli stati limite ultimi STR e GEO di muri di sostegno VERIFICA parziale R (R1) parziale R (R2) parziale R (R3) Capaità portante della fondazione Sorrimento Resistenza del terreno a valle Per le varie tipologie di fondazioni sono di seguito elenate le metodologie ed i modelli usati per il alolo del ario limite ed i risultati di tale alolo Cario limite fondazioni dirette La formula del ario limite esprime l'euilibrio fra il ario appliato alla fondazione e la resistenza limite del terreno. Il ario limite è dato dalla seguente espressione: 1 lim s d i g b s d i g b f s d i g b 2 in ui: = oesione del terreno al disotto del piano di posa della fondazione; = D = pressione geostatia in orrispondenza del piano di posa della fondazione; = peso unità di volume del terreno al di sopra del piano di posa della fondazione; D = profondità del piano di posa della fondazione; = dimensione aratteristia della fondazione, he orrisponde alla larghezza della suola; L = Lunghezza della fondazione (= Lunghezza del muro); f = peso unità di volume del terreno al disotto del piano di posa della fondazione;

6 Dott.Ing. Giorgio Taruilli - pag. 5,, fattori di apaità portante; s, d, i, g, b, = oeffiienti orrettivi. : Se la risultante dei arihi vertiali è eentria, e L saranno ridotte rispettivamente di: 2 L L 2 e e L e = eentriità parallela al lato di dimensione ; e L = eentriità parallela al lato di dimensione L (valore nullo per lo shema adottato). D f,, Calolo dei fattori,, Condizioni non drenate 2 Condizioni drenate 1 tg 1 0 se = 0 2 sen se 0 k p 2 e tg 1 tg 2 k p tg 45 è il oeffiiente di spinta passiva; 2 = angolo di attrito del terreno al disotto del piano di posa della fondazione; = angolo di inlinazione del piano ampagna. Calolo dei fattori di forma s, s, s on /L<1. s s 1 2 L Terreni Inoerenti s 1 s 1 s 1 tg L s L L L Calolo dei fattori di profondità d, d, d Si definise il seguente parametro: D D k se 1 ;

7 Dott.Ing. Giorgio Taruilli - pag. 6 D D k artg se 1. d k Terreni Inoerenti d d 1 d tg 2 d 1 d 1 2tg1 sen k d 1 d 1 Calolo dei fattori di inlinazione del ario i, i, i Si definise il seguente parametro: 2 / L m 1 / L i m H 1 L i 1 i 1 a i i Terreni Inoerenti i i 1 V A 1 V A 1 i tg f f H H a a tg tg A f = L H = omponente orizzontale dei arihi agente sul piano di posa della fondazione; V = omponente vertiale dei arihi agente sul piano di posa della fondazione; a = adesione lungo la base della fondazione ( a ); = angolo di attrito di interfaia terreno-fondazione. Per poter appliare tali oeffiienti orrettivi deve essere verifiata la seguente ondizione: H V tg A f a m m1 Calolo dei fattori di inlinazione del piano di ampagna b, b, b Indiando on l'angolo di inlinazione del piano ampagna, si ha: b Terreni Inoerenti b b 1 b tg 2 b 1 b 1 tg os b 1 b os Per poter appliare tali oeffiienti orrettivi deve essere verifiata la seguente ondizione: ; 45 b

8 Dott.Ing. Giorgio Taruilli - pag. 7 D Calolo dei fattori di inlinazione del piano di posa g, g, g Indiando on l'angolo di inlinazione del piano di posa della fondazione, si ha: g Terreni Inoerenti g g 1 g tg g 2 g 1 g 1 tg g 1 tg 2 Per poter appliare tali oeffiienti orrettivi deve essere verifiata la seguente ondizione: 45 D Calolo dei fattori di riduzione per rottura a punzonamento,, Si definise l'indie di rigidezza del terreno ome: E G 2 1 I r G tg = modulo d elastiità tangenziale del terreno; E= modulo elastio del terreno. ei aloli è utilizzato il modulo edometrio; modulo di Poisson. Sia in ondizioni non drenate he drenate è assunto pari a 0.5; = tensione litostatia alla profondità D+/2. La rottura a punzonamento si verifia uando i oeffiienti di punzonamento,, sono inferiori all'unità; iò aade uando l'indie di rigidezza I r si mantiene inferiore al valore ritio: I r I r, rit 1 exp tg45 2 L 2 L Log I r Terreni Inoerenti 1 tg

9 Dott.Ing. Giorgio Taruilli - pag sen Log 2I r exp tg L 1 sen 1 Calolo del ario limite in presenza di falda Se il pelo libero della falda è ompreso fra il piano ampagna ed il piano di posa della fondazione, ad un'altezza a sopra il piano di posa, l'espressione generale del ario limite, valutato in termini di tensioni effettive, diviene: lim s d i g b dove la tensione litostatia al piano di posa è valutata ome: s d i g b D a a 0.5 f s d i g b H 2 O a a pelo libero falda Se il pelo libero della falda è al di sotto del piano di posa della fondazione di una profondità d, tale he: D d D, o in altri termini d l'espressione generale del ario limite, valutato in termini di tensioni effettive, diviene: lim s d i g b s d i g b 0.5 f d f f s d i g b pelo libero falda d Se il pelo libero della falda è al di sotto del piano ampagna di una profondità d, tale he: d D, o in altri termini d la presenza della falda viene trasurata. Calolo del ario limite in ondizioni non drenate L'espressione generale del ario limite, valutato in termini di tensioni totale, diventa: lim 2 u s d i g b sat s 1 2

10 Dott.Ing. Giorgio Taruilli - pag. 9 u = oesione non drenata; sat = peso unità di volume del terreno in ondizioni di saturazione Fattori orrettivi del ario limite in presenza di sisma L azione del sisma si tradue in aelerazioni nel sottosuolo (effetto inematio) e nella fondazione, per l azione delle forze d inerzia generate nella struttura in elevazione (effetto inerziale). ell analisi pseudo-statia, modellando l azione sismia attraverso la sola omponente orizzontale, tali effetti possono essere portati in onto mediante l introduzione di oeffiienti sismii rispettivamente denominati K hi e K hk, il primo definito dal rapporto tra le omponenti orizzontale e vertiale dei arihi trasmessi in fondazione ed il seondo funzione dell aelerazione massima attesa al sito. Calolo del fattore orrettivo dovuto all effetto inematio L effetto inematio, ovvero l effetto dovuto all'aelerazione della porzione di terreno in ui è immersa la fondazione, è direttamente portato in onto, nel alolo del ario limite, poihé si è onsiderato il uneo di massima spinta del terreno a partire dalla uota del piano di posa della fondazione. Pertanto, per tale porzione di terreno in ui è immersa la fondazione, gli effetti del sisma sono stati direttamente già onsiderati nella determinazione del uneo di spinta del terreno. Calolo dei fattori orrettivi dovuti all effetto inerziale L effetto inerziale produe variazioni di tutti i oeffiienti di apaità portante del ario limite in funzione del oeffiiente sismio K hi. Per le ombinazioni sismihe, gli effetti inerziali sono stati direttamente portati in onto, nel alolo del ario limite, tramite i oeffiienti orrettivi dovuti all'inlinazione dei arihi (i, i, i ). Verifihe nei onfronti degli stati limite ultimi (SLU) Di seguito si riporta una tabella riepilogativa relativa alla verifia dello stato limite di ollasso per ario limite dell insieme fondazione-terreno. Si preisa he il valore relativo alla olonna Qlim, di ui nella tabella seguente, è da intendersi ome il valore di progetto della resistenza R d (determinato ome sopra esposto e diviso per il valore del oeffiiente parziale R relativo alla apaità portante del omplesso terreno-fondazione). el aso in esame il oeffiiente parziale R, ome indiato nella tabella 6.5.I delle TC 2008, è stato assunto pari: Tabella 6.5.I Coeffiienti parziali R per le verifihe agli stati limite ultimi STR e GEO di muri di sostegno VERIFICA parziale R (R1) parziale R (R2) parziale R (R3) Capaità portante della fondazione Si preisa he, nella sottostante tabella: Q med rappresenta la tensione media del terreno, ossia il valore della tensione del terreno in orrispondenza del barientro della sezione di impronta (sezione reagente) della fondazione; la oppia Q med e Q lim è relativa alla ombinazione di ario, fra tutte uelle esaminate, he da luogo al minimo oeffiiente di siurezza (CS). VERIFICHE A CARICO LIMITE VERIFICHE A CARICO LIMITE Appro Stato limite Sisma CS QMedP QLim [/mm 2 ] [/mm 2 ] Sezione 1 Verifia 1 Approio 1, Combinazione 1 Stato Limite di Resistenza della Struttura O 16,30 0,05 0,80

11 Dott.Ing. Giorgio Taruilli - pag. 10 VERIFICHE A CARICO LIMITE Appro Stato limite Sisma CS QMedP QLim [/mm 2 ] [/mm 2 ] Verifia 2 Approio 1, Combinazione 1 Stato Limite di Resistenza della O 21,65 0,04 0,82 Struttura Verifia 3 Approio 1, Combinazione 1 Stato Limite di Resistenza della SI 11,38 0,04 0,44 Struttura Verifia 4 Approio 1, Combinazione 1 Stato Limite di Resistenza della SI 15,75 0,04 0,58 Verifia 5 Approio 1, Combinazione 2 Verifia 6 Approio 1, Combinazione 2 Verifia 7 Approio 1, Combinazione 2 Verifia 8 Approio 1, Combinazione 2 LEGEDA Verifihe a Cario Limite Struttura Stato Limite di Resistenza del Terreno Stato Limite di Resistenza del Terreno Stato Limite di Resistenza del Terreno Stato Limite di Resistenza del Terreno Appro Tipo di Approio seguito. Stato limite Tipo di Stato Limite. Sisma Sisma agente nella Combinazione. CS di siurezza. QMedP Tensione media di Progetto [/mm 2 ]. QLim Cario Limite [/mm 2 ]. O 7,51 0,04 0,29 O 7,51 0,04 0,29 SI 2,88 0,04 0,11 SI 4,51 0,04 0,17, / / Il Tenio Dott.Ing. Giorgio Taruilli (Dott.Ing. Giorgio Taruilli)