Capitolo 3 TABELLE E FIGURE CAPITOLO 3

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1 TABELLE E FIGURE CAPITOLO

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8 ?? a)?? b)?? c) Figura 3.1: Principali configurazioni topografiche: rilievo isolato (a), pendio (b) e canyon (c). 3 30

9 Amplificazione topografica, A t N.B. i simboli rossi indicano presenza di aliquota stratigrafica onde SV onde SH Sanchez-Sesma 1990 (onde SH) analisi 3D a) Amplificazione topografica spettrale, A t,s b) Frequenza adimensionale, 2L/ λ Rapportodiforma, H/L Figura 3.2: Amplificazione topografica nel dominio del tempo (a), in quello della frequenza (b), e frequenza adimensionale corrispondente alla massima amplificazione spettrale (c) in funzione del rapporto di forma H/L; dati desunti dagli studi numerici di letteratura riportati in tabella 3.1. c) 3 31

10 6 a) Amplificazione topografica spettrale, A t (T) Amplificazione topografica, A t Frequenza adimensionale, 2L/ λ range di valori Stazione di riferimento affioramento piano non necessaria (HVSR - Nakamura) risente di effetti topografici risente di effetti topografici e stratigrafici Rapporto diforma, H/L Figura 3.3: Amplificazione topografica nel dominio del tempo (a), in quello della frequenza (b), e frequenza adimensionale corrispondente al picco di amplificazione spettrale (c) in funzione del rapporto di forma H/L; dati desunti dagli studi sperimentali di letteratura riportati in tabella 3.2. b) c) 3 32

11 a) b) Figura 3.4: Funzione di trasferimento dello spostamento alla cresta di un rilievo semicircolare omogeneo soggetto ad onde SH incidenti secondo differenti angoli (a, Sills, 1978) e amplificazione topografica lungo un rilievo omogeneo soggetto ad onde SH incidenti verticalmente (b, Geli et al., 1988) in funzione della frequenza normalizzata η=2l/λ. 3 33

12 Figura 3.5: Ampiezze degli spostamenti alla superficie di un rilievo omogeneo per differenti valori del rapporto di forma h/b (Sanchez-Sesma et al., 1982). Figura 3.6: Spostamenti alla superficie di un rilievo omogeneo normalizzati rispetto al valore su affioramento piano per onde P e SV incidenti obliguamente (Bouchon, 1973). 3 34

13 Figura 3.7: Effetto della topografia adiacente su un rilievo isolato omogeneo: funzioni di trasferimento in vari punti (da 1 a 6) lungo il profilo. I vari stili di linea corrispondono alle topografie riportate a lato della figura, dall alto verso il basso: linea a punti = pendio esterno del rilievo laterale; linea tratto-punto = pendio interno del rilievo laterale; linea tratteggiata = rilievo centrale; linea continua = rilievo isolato (Geli et al., 1988). Figura 3.8: Effetto della topografia adiacente su un rilievo omogeneo: rapporti spettrali cresta/base per rilievo isolato (linea continua) e per la configurazione a tre rilievi adiacenti: cresta rilievo centrale/base rilievo esterno (linea tratto-punto) e cresta rilievo centrale/base contigua (linea tratteggiata) (Geli et al., 1988) 3 35

14 a) b) Figura 3.9: Amplificazione delle onde di Rayleigh dovuta alla topografia: (a) geometria del rilievo isolato, (b) ampiezze delle componenti orizzontali (A x ) e verticali (A y ) in funzione della distanza adimensionale x/b e della lunghezza d onda adimensionale Λ/b, (c) traiettorie delle particelle alla cresta (linea continua) e all affioramento piano (linea tratteggiata) (Savage, 2004). c) 3 36

15 Figura 3.10: Modello proposto da Sanchez-Sesma (1990) e corrispondente variazione del fattore di amplificazione con l angolo al vertice ϕ. Figura 3.11: Dipendenza del moto in superficie dall angolo di incidenza per onde SV (sinistra) e variazione dell angolo di riflessione e ampiezza delle onde riflesse per onde SV incidenti verticalmente sul rilievo mostrato in basso (destra) (Bard e Riepl-Thomas, 1999). 3 37

16 a) b) c) Figura 3.12: Profilo omogeneo di forma triangolare asimmetrica utilizzato per la stima della frequenza fondamentale di vibrazione del rilievo attraverso il metodo di Rayleigh (a), valori del coefficiente f per la stima della frequenza fondamentale di vibrazione del rilievo nel caso di onde SH (b) e nel caso di onde SV con coefficiente di Poisson ν=0.25 (c) (Paolucci, 2002). c) Figura 3.13: Centro abitato di Bisaccia: (a) sezione geologica in direzione E-W, (b) schema geomorfologico, profili delle accelerazioni e deformazioni di picco in corrispondenza della verticale per l asse dell abitato (sito D) e per l asse del vallone (sito B) (c), in superficie lungo la sezione E-W (d) (Costanzo et al., 2004). 3 38

17 Fosso San Benedetto Capitolo 3 Strada Statale Fosso Cavarone S7 RU7 CHP Pozzo di San Patrizio Umbro-Casentinese Fosso San Zero A' m s.l.m A RU10 POZZO DI S. PATRIZIO A' A Strada Statale Umbro-Casentinese Porta Maggiore Palazzo dei Capitani del Popolo Porta Romana RU1 RU10 San Francesco CHR San Domenico DUOMO Fosso della Civetta Fosso Abbadia N 100 m s.l.m B Argilla Albornoz Materiali piroclastici CHR RU1 RU10 RU7 S7 CHP (Proiettato) B' Detrito di frana 2000 m Salto del Livio B 1400 m (Sez. E-W) 700 m (Sez. N-S) 300 m 60 m 100 m 100 m Pozzolana ρ=1.36 Mg/m 3 V S =530 m/s Pozzolana più cementata ρ=1.36 Mg/m 3 V S =660 m/s Tufo litoide ρ=1.27 Mg/m 3 V S =900 m/s Argilla consistente ρ=2.14 Mg/m 3 V S =600 m/s Basamento ρ=2.6 Mg/m 3 V S =2200 m/s Figura 3.14: Colle di Orvieto: planimetria e sezioni schematiche del colle e modello geotecnico utilizzato nelle analisi di risposta sismica locale (Muzzi et al., 2001). a) b) Figura 3.15: Colle di Orvieto: (a) profili delle accelerazioni e deformazioni di picco a centro rupe (b) andamento dell accelerazione massima in superficie (Costanzo et al., 2004). 3 39

18 a) b) c) Figura 3.16: Rupe di Gerace: profili delle accelerazioni e deformazioni di picco lungo una verticale passante per il centro abitato (a), per un vallone laterale (b) e in superficie e al tetto delle argille (c); nella parte inferiore della figura è riportato il modello geotecnico adottato nelle analisi numeriche (Costanzo et al., 2004). 3 40

19 Figura 3.17: Accelerazioni orizzontali e verticali massime alla superficie di un pendio omogeneo su basamento rigido (Idriss e Seed, 1967). Figura 3.18: Accelerazioni orizzontali e verticali massime in superficie e fattore di amplificazione rispetto alla massima accelerazione di input per tre differenti valori del rapporto T S / T E tra il periodo predominante dei depositi orizzontali a valle e a monte del pendio e il periodo predominante del moto di input (Sitar e Clough, 1983). 3 41

20 Figura 3.19: Modello di pendio omogeneo, isotropo, a comportamento visco-elastico lineare utilizzato da Ashford et al. (1997). a) b) Figura 3.20: Amplificazione topografica a varie distanze dalla cresta in funzione della frequenza normalizzata H/λ, con riferimento ad onde incidenti SH (a) e SV (b) (Ashford et al., 1997). Figura 3.21: Amplificazione topografica in funzione della frequenza normalizzata H/λ, con riferimento ad onde incidenti SV e per differenti inclinazioni del pendio (Ashford et al., 1997). 3 42

21 Figura 3.22: Amplificazione topografica in funzione della frequenza normalizzata H/λ, con riferimento ad onde incidenti SH (a) e SV (b) per differenti angoli di incidenza delle onde: angoli negativi rappresentano onde che viaggiano verso il pendio mentre angoli positivi onde che si allontanano dal pendio stesso (Ashford e Sitar, 1997). 3 43

22 Figura 3.23: Accelerazioni massime orizzontali (a h ) e verticali (a v ) in superficie, normalizzate rispetto ai valori in condizioni di free-field (H/λ=2, inclinazione del pendio 30, smorzamento del materiale 5%) (Bouckovalas e Papadimitriou, 2004). Figura 3.24: Rappresentazione schematica dei principali fenomeni fisici che si verificano in un pendio soggetto ad onde SV che si propagano verticalmente: le onde incidenti sulla superficie inclinata generano non solo onde SV riflesse ma, per fenomeni di mode conversion, anche onde P (si veda anche figura 1.9); onde diffratte di tipo Rayleigh vengono generate presso il piede e la cresta del pendio e si propagano lungo i due ripiani orizzontali (i > 45 ). (Bouckovalas e Papadimitriou, 2004). 3 44

23 Figura 3.25: Effetto dell inclinazione del pendio sull amplificazione dell accelerazione orizzontale (A h ) e verticale (A v ) per H/λ=0.2 (Bouckovalas e Papadimitriou, 2004). Figura 3.26: Effetto del rapporto H/λ sull amplificazione dell accelerazione orizzontale (A h ) e verticale (A v ) per un inclinazione di 30 (Bouckovalas e Papadimitriou, 2004). 3 45

24 a) b) Figura 3.27: Ampiezza degli spostamenti alla superficie di un canyon semicircolare in funzione della distanza normalizzata x/a per vari valori della frequenza normalizzata η (a) e funzioni di trasferimento relative a vari punti significativi (da 1 a 8) del profilo topografico (b); onde SH incidenti verticalmente (Trifunac, 1973). 3 46

25 Figura 3.28: Ampiezza degli spostamenti alla superficie di un canyon triangolare soggetto ad onde SH per vari valori del parametro dimensionale η e vari angoli di incidenza delle onde (Diankui e Feng, 1991). Figura 3.29: Ampiezza degli spostamenti alla superficie di un canyon triangolare soggetto ad onde SH verticali per differenti valori della pendenza dei fianchi (Sanchez-Sesma e Rosenblueth, 1979). 3 47

26 Figura 3.30: Ampiezza degli spostamenti orizzontali (u x ) e verticali (u y ) alla superficie di un canyon semicircolare di raggio R 0 soggetto ad onde P per differenti valori dell angolo di incidenza (e) e della frequenza adimensionale η (Wong, 1982). 3 48

27 Figura 3.31: Ampiezza degli spostamenti orizzontali (u x ) e verticali (u y ) alla superficie di un canyon semicircolare di raggio R 0 soggetto ad onde SV per differenti valori dell angolo di incidenza (f) e della frequenza adimensionale η (Wong, 1982). 3 49

28 Figura 3.32: Ampiezze degli spostamenti alla superficie di un canyon semicircolare soggetto ad onde SH e SV incidenti obliquamente; x e y rappresentano le direzioni orizzontale e verticale (moto in plane), z quella perpendicolare al foglio (moto out of plane) (Conte, 1990). 3 50

29 Figura 3.33: Sezione geologica e registrazioni sismometriche relative all array di Monte St. Eynard (Pedersen et al., 1994). Figura 3.34: Schema della scogliera presso la Seacliff State Beach (California) studiata da Ashford e Sitar (1997) e nodi in corrispondenza dei quali è stata valutata l accelerazione. 3 51

30 a) b) Figura 3.35: Mesh agli elementi finiti utilizzate per la discretizzazione delle due sezioni del Kifisos River (scale anamorfosate) (a) e spettri di risposta dell accelerazione nel sito dell hotel Dekelia derivanti da analisi 1D e 2D per una data sollecitazione di input (EQ-4) (b) (Athanasopoulos et al., 2001). 3 52

31 Figura 3.36: Sezione del pendio di Adàmes e discretizzazione agli elementi finiti usata nelle analisi da Kallou et al. (2001). Figura 3.37: Topographic Aggravation Factor (TAF) calcolato relativamente ai moti a distanza x = 10 e 250 m dalla cresta del pendio di figura 3.36 per tre differenti stratigrafie (Kallou et al., 2001). 3 53

32 Figura 3.38: Topographic Aggravation Factor (TAF) calcolato come rapporto tra spettri di risposta dell accelerazione per i due siti dell Hotel Dekelia (section a-a) e di Adames (section b-b) (Bouckovalas e Kouretzis, 2001). a) b) Figura 3.39: Curve di livello della PGA relative al canyon A (a) e al canyon B (b) caratterizzati da differenti caratteristiche morfologiche e geotecniche (Klimis e Anastasiadis, 2002). 3 54

33 Figura 3.40: Fattore di aggravio topografico (TAF) calcolato per i due canyon di figura 3.39 con riferimento a differenti accelerogrammi di input (Klimis e Anastasiadis, 2002). 2 Effetti di sito 1 1' Propagazione Sorgente Figura 3.41: Schema per la generalizzazione della definizione di coefficiente di aggravio topografico. 3 55