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3 Studio di Geologia Tecnica dr. ANGELO ANGELI CESENA, Via Don G. Dossetti n.28 - Tel PREMESSA La presente integrazione si è resa necessaria per tenere conto delle nuove disposizioni riportate nell aggiornamento degli Indirizzi per gli studi di microzonazione sismica in Emilia-Romagna per la pianificazione territoriale e urbanistica, come da delibera della Giunta Regionale del 21 Dicembre 2015, n Le variazioni riguardano soprattutto i criteri da usare nella valutazione del potenziale di liquefazione degli strati di sabbia, ma anche nella definiziane degli spettri di risposta. Le vecchie norme prevedevano un unico valore dell accelerazione di riferimento (suolo tipo A ) che per il Comune di Ravenna era 0.163g, mentre ora per ogni sito si deve determinare l accelerazione per il suolo A sulla base del reticolo INGV, come già previsto anche dalle NTC Nella valutazione dello Spettro di risposta Elastico i sismogrammi forniti dalla regione E-R per i vari comuni, già scalati per l accelerazione di riferimento del Comune interessato, non vanno più usati tali e quali, ma scalati per l accelerazione di riferimento ricavata sulla base del reticolo INGV. Per il sito in esame l accelerazione di riferimeto risulta: arif/g = per maanufatti di Classe III e Stato Limite di Salvaguardia della Vita. 2. VALUTAZIONE DEL POTENZIALE DI LIQUEFAZIONE E CEDIMENTI POSTSISMICI Il Coefficiente di sicurezza nei confronti della liquefazione è dato da: CRR(M=7.5) x MSF FL = x Kσ CSR Rispetto alle precedenti norme viene considerato in più il coefficiente Kσ, dipendente dalla pressione litostatica efficace. Questo coefficiente ha effetto limitato ed è leggermente favorevole fino ad una pressione litostatica efficace di 1 Atm (e quindi fino a circa 10 metri di profondità con falda superficiale) e leggermente sfavorevole con pressione litostatica efficace superiore a 1 Atm. CSR è dato come sempre dalla relazione: CSR(M7.5) = 0.65 x (amax/g) x (σvo/σ vo) x rd Il coefficiente riduttivo rd è però ora determinato con la seguente relazione (Idriss e Bouulanger, 2004) il cui grafico è riportato in Tavola I: rd = exp[( sen(z/ ))+( sen(z/11, ))xm] la quale fa dipendere rd non solo dalla profondità Z ma anche dalla magnitudo M. Pag.1

4 Studio di Geologia Tecnica dr. ANGELO ANGELI CESENA, Via Don G. Dossetti n.28 - Tel Nel caso di prove penetrometriche elettriche, per la determinazione di CRR è suggerita la seguente espressione, dovuta sempre a Idriss e Boulanger: CRR = exp[qc1ncs/113+(qc1ncs/1000)^2-(qc1ncs/140)^3+(qc1ncs/137)^4-2.80] Questa relazione è stata determinata sulla base di esperienze con prove elettriche e risulta troppo pessimistica se utilizzata con le prove con punta meccanica (CPT). Le prove elettriche, a causa dell avanzamento continuo, danno valori di qc più elevati delle prove meccaniche. Mentre la punta avanza provoca un incremento di tensione nella sabbia sotto la punta, per cui facendo le misure con l avanzamento continuo la punta perfora una sabbia che è maggiormente compressa rispetto alla situazione iniziale e quindi si registrano valori più elevati di quelli che si avrebbero nella sabbia allo stato naturale (la resistenza al taglio delle sabbie aumenta con la tensione a cui sono sottoposte). Nella prova meccanica, prima di eseguire la misura di resistenza alla punta, l avanzamento viene fermato e quindi le tensioni indotte dall avanzamento della punta hanno la possibilità di dissiparsi in buona parte. Dall esperienza risulta che i valori di resistenza alla punta misurati in una prova elettrica possono essere superiori a quelli misurati con una prova meccanica anche del 20%. Per tale motivo nelle valutazioni basate su prove CPT si prefersce usare le formule suggerite da Robertson e Wride qui riportate e corrispondenti al grafico di Tavola II. CRR(7.5) = 0.833(qc1ncs/ CRR(7.5) = 93(qc1ncs/1000)^ se qc1ncs < 50 kg/cmq se qc1ncs > 50 kg/cmq Anche queste relazioni derivano da esperienze con punta elettrica e sono quindi cautelative se usate per prove con punta meccanica, tuttavia sono meno penalizzanti di quella suggerita da Idriss e Boulanger. Secondo vari Autori le formule di Robertson e Wride, quando applicate a prove elettriche, corrispondono ad una probabilità di liquefazione del 5%. Si è applicata la correzione per strato sottile (Cthin) utilizzando i valori suggeriti da Robertson e Wride e consigliati da NCEER Workshop (1997) (Tavola III). Il valore di MSF è stato valutato sulla base della relazione: MSF = 6.9 x exp(-m/4) (Idriss e Boulanger 2008) La Magnitudo è stata assunta pari a 5.88 come suggerito da Facciorusso e Vannucchi (2009) (Tavola IV). La correzione per la frazione fine (FC) è stata fatta fatta con la relazione suggerita dalla Regione E-R, dovuta a Idriss e Boulanger e sotto riportata: qc1n=(11.9+qc1n/14.6) x exp[ /(fc+2) (15.7/(FC+2))^2] FC=Passante al setaccio n.200astm è stato valutato sulla base del rapporto qc/fs (o Rp/Rf) indicativo della granulometria del terreno e con riferimento al grafico di Tavola Pag.2

5 Studio di Geologia Tecnica dr. ANGELO ANGELI CESENA, Via Don G. Dossetti n.28 - Tel V. Il Rapporto Rp/Rf risulta in prevaleza fra 40 e 50 fino ai 16 metri circa di profondità, poi risulta in prevaleza inferiore a 40, per cui le sabbie del sito in esame sono classificabili come sabbie limose (silty sand). Le verifichie del potenziale di liquefazione sono state fatte sulla base delle tre prove penetrometriche fatte nel 1999 prima della costruzione del fabbricato. Il Potenziale di Liquefazione determinato col criterio di Sonmez ( 2003), come richiesto dalla nuova normativa, è risultato compreso fra 0.02 e 0.13 (media 0.07) e quindi sempre nettamente inferiore a 2, per cui il pericolo di liquefazione e da considerarsi basso per l area in esame. Si sono inoltre determinati i cedimenti postsismici dovuti ad addensamento degli strati di sabbia, utilizzando i diagrammi di Ishihara e Yoshimine (Tavola VI) e di Zhang e al. (Tavola VII), i quali possono considerarsi equivalenti. I cedimenti postsismici sono risultati compresi fra 2.9 cm e 3.7 cm (media 3.2 cm). Non si sono considerati i cedimenti postsismici degli strati coesivi in quanto tale determinazione è richiesta per argille con Ip>30%, mentre gli strati coesivi molli del sito in esame hanno sempre un Indice di Plasticità nettamente inferiore al 30%, consistendo in limo argillosi e, subordinatamente, in argille limose. 3. RISPOSTA SISMICA LOCALE ANALISI DI TERZO LIVELLO Il Comune di Ravenna è Classificato Zona Sismica 3. Dal reticolo INGV e secondo NTC-2008 si ricavano, per manufatto di Classe III e Stato Limite di Salvaguardia della Vita, i seguenti parametri di pericolosità sismica: Tr = 712 anni a = g Fo = Tc* = sec. Dall indagine di sismica passiva (metodo H/V) si è ottenuto Vs30=197 m/sec da 0 a 30 metri. Quindi il sottosuolo di questa zona rientra nella categoria C. Il Coefficiente di Amplificazione Stratigrafica risulta Ss=1.415, mentre il Coefficiente di Amplificazione Topografica è St=1 essendo il sito pianeggiante. L accelerazione massima risulta: amax = x x 1 = g In Tavola XIII è riportato lo Spettro di Risposta ricavato secondo le indicazioni della Regione E-R, mentre in Tavola XIV è riportato lo Spettro di Risposta Elastico ricavato Pag.3

6 Studio di Geologia Tecnica dr. ANGELO ANGELI CESENA, Via Don G. Dossetti n.28 - Tel secondo le NTC-2008 per manufatto di Classe III e Stato Limite di Salvaguardia della Vita. Si è quindi fatta una valutazione della risposta sismica utilizzando i tre sismogrammi forniti dalla Regione E-R scalati per una accelerazione di riferimento (Suolo A ): arif=0.185g. Le assunzioni fatte ed i risultati di questa valutazione sono riportati in calce alla relazione, dove sono anche nuovamente riportati i risultati dell indagine di sismica passiva (metodo H/V o HVSR). L indiagine HVSR mostra un picco di ampiezza limitata (1.8) alla frequenza di 1Hz. Anche la Funzione di Trasferimento ricavata col codice di calcolo EERA mostra il picco principale ad una frequenza di 1Hz con ampiezza media di Lo Spettro di Risposta è stato confrontato con quello dedotto secondo le indicazioni della Regione E-R per suolo di Categoria C e con quello dedotto secondo le NTC per suolo di Categoria C e manufatto di Classe III e Stato Limite di Salvaguardia della Vita. Entrambi i diagrammi dello Spottro di Risposta dedotti coi due metodi semplificati (soprattutto quello secondo NTC-2008) forniscono valori superiori a quelli risultanti dalla elaborazione con EERA. Se ne deduce che i valori ricavati con i metodi semplificati sono sicuramente cautelativi e che la classificazione del suolo come rientrante nella Categoria C è adeguata. L elaborazione con EERA ha fornito i seguenti valori dell Intensità di Housner: SI = 7.1 nell intervallo ( )sec SI = 10.6 nell intervallo ( )sec SI = 16.3 nell intervallo ( )sec I valori massimi di Pseudo Velocità Relativa sono nell intervallo ( )sec con picchi attorno a 22 cm/sec. Pag.4

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27 Studio di Geologia Tecnica dr. ANGELO ANGELI CESENA, Via Don G. Dossetti n.28 - Tel Già Via Padre Genocchi n.222 INDAGINE SISMICA PASSIVA MEDIANTE TROMOGRAFO DIGITALE TROMINO (METODO NAKAMURA HVSR o H/V) STIMA DEL VS30 CON MISURA DIRETTA DELLE FREQUENZE DI RISONANZA DA STAZIONE SINGOLA Località: RAVENNA CENTRO COMMERCIALE TEODORA Committente: COOP ADRIATICA Lavoro: INTERVETO DI RISTRUTTURAZIONE RELAZIONE GEOFISICA Data: Marzo 2016 Pag.1

28 Studio di Geologia Tecnica dr. ANGELO ANGELI CESENA, Via Don G. Dossetti n.28 - Tel Già Via Padre Genocchi n.222 INDAGNE DI SISMICA PASSIVA A STAZIONE SINGOLA MISURA DIRETTA DELLE FREQUENZE DI RISONANZA La prova sismica passiva a stazione singola rileva le frequenze alle quali il moto del terreno viene amplificato per risonanza stratigrafica. La prova è comunemente nota come prova HVSR o semplicemente H/V : rapporto tra le componenti spettrali orizzontali (H) e la componente spettrale verticale (V). In un sistema costituito da uno strato tenero (copertura) sopra un semispazio rigido (bedrock) un onda tenderà a rimanere intrappolata nello strato tenero per riflessioni multiple e darà luogo a fenomeni di risonanza per lunghezze d onda incidenti λ= n 4 H. Le frequenze a cui si manifesta la risonanza sono descritte dalla legge: f = n Vs/(4H) con n = 1, 3, 5,... (1) dove n indica l ordine del modo di vibrare (fondamentale per n=1) e Vs è la velocità delle onde di taglio nello strato di spessore H. Nella maggior parte dei casi, a causa delle attenuazioni nelle coperture, il solo modo visibile è quello fondamentale. Un suolo vibra con maggiore ampiezza a specifiche frequenze (di risonanza) non solo quando è eccitato da un terremoto, ma anche quando è eccitato da un tremore di qualsiasi origine. Questo fa sì che la misura delle frequenze di risonanza dei terreni sia possibili ovunque ed in modo semplice, anche in assenza di terremoti. L equazione (1) permette di comprendere come la tecnica H/V possa fornire anche indicazioni di carattere stratigrafico: a partire da una misura di microtremore che fornisce f, nota la Vs delle coperture, si può infatti stimare la profondità dei riflettori sismici principali o viceversa. Il rumore sismico ambientale viene generato da fenomeni atmosferici (onde oceaniche, vento ecc.) e dall attività antropica. Viene detto anche microtremore perché riguarda oscillazioni molto più piccole di quelle indotte dai terremoti. Al rumore di fondo, sempre presente, si sovrappongono le sorgenti locali antropiche e naturali. I microtremori sono in parte costituiti da onde di volume P ed S, in parte da onde di superficiali che hanno velocità prossime a quelle delle onde S. Il rumore sismico può essere misurato con il tromografo digitale Tromino ed analizzato con il software Grilla. Dopo i primi studi di Kanai (1957), diversi metodi sono stati proposti per estrarre l informazione relativa al sottosuolo dal rumore sismico registrato in un sito. La tecnica maggiormente consolidata, proposta da Nogoshi & Igarashi (1970), prende in esame i rapporti spettrali tra le componenti del moto orizzontale e quella verticale (Horizontal to Vertical Spectra Ratio HVSR o H/V). La tecnica è universalmente riconosciuta come efficace nel fornire la frequenza di risonanza fondamentale del sottosuolo. L ampiezza del picco del rapporto H/V, pur essendo legata all entità del contrasto di impedenza tra gli strati, non è correlabile all amplificazione sismica in modo semplice. Pag.2

29 Studio di Geologia Tecnica dr. ANGELO ANGELI CESENA, Via Don G. Dossetti n.28 - Tel Già Via Padre Genocchi n.222 La curva H/V relativa ad un sistema a più strati contiene l informazione relativa alle frequenze di risonanza (e quindi allo spessore) di ciascuno di essi, ma non risulta interpretabile applicando semplicemente l equazione (1). E necessario applicare il processo di inversione che richiede l analisi delle singole componenti e del rapporto H/V e che fornisce un importante normalizzazione del segnale. I valori assoluti degli spettri orizzontali (H) e verticali (V) variano con il livello assoluto del rumore ambientale (alte frequenze, disturbi antropici tipo mezzi in movimento, lavorazioni, calpestio ecc.). Nella pratica si usa H/V perché è un buon normalizzatore e, come ampiamente riconosciuto nella letteratura scientifica internazionale, H/V misura direttamente le frequenze di risonanza dei terreni. Nell interpretazione delle curve H/V vanno distinti i picchi dovuti a risonanza stratigrafica da quelli dovuti a disturbi. Inoltre le curve H/V vanno osservate congiuntamente agli spettri delle singole componenti da cui derivano. Questo permette di discernere i picchi di natura stratigrafica da quelli di natura antropica. In condizioni normali le componenti spettrali NS, EW e Z (verticale) hanno ampiezze simili. Alla frequenza di risonanza invece si genera un picco H/V legato ad un minimo locale della componente spettrale verticale che determina una forma a occhio od a ogiva : questa forma è indicativa di risonanze stratigrafiche. In corrispondenza delle frequenze di risonanza ad un massimo locale delle componenti NS ed EW corrisponde un minimo locale della componente Z. Se vi è inversione di velocità la componente verticale passa sopra a quelle orizzontali. Anche in questo caso minimi locali nella curva della componente verticale sono indicativi di risonanza stratigrafica, se corrispondenti a picchi delle componenti orizzontali. In una misura di tremore possono entrare anche vibrazioni monofrequenziali (artefatti) indotte da macchinari o simili. Queste producono picchi stretti ben definiti su tutte e tre le componenti spettrali e sono quindi facilmente distinguibili. STIMA DI VS30 A PARTIRE DA MISURE A STAZIONE SINGOLA L analisi H/V permette di identificare i contrasti di impedenza tra gli strati. Una coltre di sedimenti sovrastanti un substrato roccioso (bedrock) darà un picco nella funzione H/V. Però anche una coltre di sedimenti fini sopra uno strato di ghiaia o sabbia densa può generare una risonanza e quindi un massimo nella funzione H/V. In questo caso lo strato di ghiaia o sabbia densa viene in genere indicato come bedrock-like (strato assimilabile al bedrock) anche se la sua velocità è inferiore agli 800 m/s previsti dalla normativa. Anche questi strati bedrock-like sono in grado di creare fenomeni di intrappolamento d onde e quindi fenomeni di risonanza, se la discontinuità nelle Vs è netta. A partire da una misura di frequenza di risonanza, tramite l equazione (1), è possibile ottenere una stima delle Vs delle coperture, a patto che sia nota la profondità dello strato che la genera, o viceversa. L equazione (1) vale però solo nei sistemi costituiti da monostrato+bedrock, mentre nei Pag.3

30 Studio di Geologia Tecnica dr. ANGELO ANGELI CESENA, Via Don G. Dossetti n.28 - Tel Già Via Padre Genocchi n.222 casi multistrato è necessario ricorrere a modelli più complessi, basati sulla propagazione delle onde di superficie. Oltre al software adatto, per trasformare una curva H/V in un profilo di Vs è necessario un vincolo, che normalmente è la profondità di un contatto tra litologie diverse, noto da prove penetrometriche, sondaggi ecc.. In assenza di qualsiasi vincolo esistono infiniti modelli (cioè combinazioni Vs-H) che soddisfano la stessa curva H/V. La prova penetrometrica è quella che meglio si presta a vincolare l H/V in quanto fornisce, oltre alla stratigrafia, indicazioni sulle diverse proprietà meccaniche degli strati di terreno, correlabili con la velocità delle onda trasversali. Nella scelta di primo tentativo delle Vs dei singoli strati si può fare riferimento alle correlazioni esistenti in letteratura fra i dati penetrometrici e la Vs. Valori orientativi di velocità delle onde S sono riportati nella Tabella 1. Quindi risulta indispensabile avere a disposizione dei vincoli da prove dirette del sottosuolo (penetrometrie o sondaggi) per poter associare ai picchi rilevati dalle misure di microtremore dei contrasti di impedenza adeguati, cioè modellare il mezzo geologico affinché rappresenti in maniera attendibile il sottosuolo, cioè strati con spessori e velocità associabili alla curva misurata delle frequenze di risonanza con il rapporto spettrale H/V. Nel caso semplice di strato omogeneo sopra un bedrock, se da misure dirette è nota la profondità H del bedrock (o bedrock-like), si può calcolare il Vs30 attraverso le misure di frequenza (fr) direttamente dalla [1]. Nel caso di terreno multistrato il Vs30 viene calcolato, sulla base del profilo di velocità ricostruito, con la formula: Vs30 = 30/Σ(hi/Vsi) [m/s] Nel 2005 il progetto SESAME stabilì una serie di criteri per la valutazione della significatività statistica dei picchi H/V. La prima parte di questi criteri, individuata la frequenza del picco di risonanza, verifica se la registrazione è stata effettuata per un periodo statisticamente significativo e se l analisi è stata condotta secondo i principi della statistica. La seconda parte di questi criteri analizza la geometria del picco e dice semplicemente se il picco ha una forma ben definita. Questa parte del test SESAME va interpretata con cognizione di causa, perché solo un contatto netto tra litotipi diversi dal punto di vista meccanico genera picchi netti. Al contrario le transizioni graduali (per es., roccia fratturata su roccia sana, passaggi da limo-argilloso a sabbia-limosa e simili) generano più spesso amplificazione in una banda larga di frequenze. In questo caso eventuali non superamenti dei criteri SESAME non significano che non ci siano risonanze significative, ma solo che non ci sono picchi singoli ben definiti. Pag.4

31 Studio di Geologia Tecnica dr. ANGELO ANGELI CESENA, Via Don G. Dossetti n.28 - Tel Già Via Padre Genocchi n.222 Tabella 1. Valori caratteristici delle onde S nei vari tipi di suolo (Borcherdt,1994). Tipi di suolo Vs min. (m/s) Vs media (m/s) Vs max. (m/s) Rocce molto dure (rocce metamorfiche poco fratturate) Rocce dure (graniti,rocce ignee, conglomerati,arenarie ed argilliti da poco a mediamente fratturati) Suoli ghiaiosi e rocce da tenere a dure (rocce sedimentarie tenere,areanarie, argilliti, ghiaie e suoli con + del 20% di ghiaia) argille compatte e suoli sabbiosi (sabbie da sciolte a molto compatte, limi e argille sabbiose o limose, argille da medie a compatte) Terreni teneri (terreno di riporto sotto falda, argille da tenere a molto tenere) MODI DI VIBRARE Come il sottosuolo, eccitato dalle onde che lo attraversano, presenta più modi di vibrare anche le strutture e gli edifici in c.a. presentano a loro volta delle frequenze di risonanza proprie dell edificio. E opportuno evitare i fenomeni di doppia risonanza cioè quei casi in cui la frequenza propria di risonanza del terreno è simile a quella dell edificio. Se le risonanze suolo-struttura coincidono la situazione è sfavorevole dal punto di vista della vulnerabilità sismica, così come se la risonanza della struttura è a frequenze di poco superiore a quelle del sottosuolo la situazione è ugualmente sfavorevole perché : a) gli edifici con il proprio danneggiamento diminuiscono la loro frequenza di risonanza; b) il sottosuolo può manifestare modi di vibrare di ampiezza maggiore e a frequenza maggiore rispetto a quella visibile con i microtremori. Quindi è opportuno che la frequenza di risonanza della struttura risulti sempre lontana dal picco di risonanza del terreno, soprattutto se questo è molto pronunciato. Si allega di seguito il grafico semplificato che mette in relazione la frequenza di risonanza teorica per edifici con la loro altezza in metri, in modo da poter confrontare in maniera speditiva se sono possibili fenomeni di doppia risonanza. Le correlazioni di Chopra e Goel e di Hong e Hwang rappresentano i casi estremi fra le varie correlazione proposte dai vari Autori. Pag.5

32 Studio di Geologia Tecnica dr. ANGELO ANGELI CESENA, Via Don G. Dossetti n.28 - Tel Già Via Padre Genocchi n.222 frequenza (Hz) Altezza in metri Chopra e Goel Hong e Hwang media L unico picco di risonanza significativo, di ampiezza limitata (1.8), è attorno alla frequrenza di 1 Hz ed è attribuibile ad uno strato di sabbia densa profondo. Non sono quindi da considerare fenomeni di risonanza importanti per fabbricati di altezza usuale. Il Vs30 da 0 a 30 metri è risultato Vs30=197 m/s, per cui il sottosuolo del sito in esame rientra nella Categoria C. Pag.6

33 TROMINO Grilla RAVENNA COOP TEODORA Instrument: TRZ-0117/01-11 Start recording: 03/07/12 10:43:44 End recording: 13/08/12 10:03:40 Channel labels: NORTH SOUTH; EAST WEST ; UP DOWN GPS data not available Trace length: 0h20'00''. Analyzed 95% trace (manual window selection) Sampling rate: 128 Hz Window size: 20 s Smoothing type: Triangular window Smoothing: 10% HORIZONTAL TO VERTICAL SPECTRAL RATIO H/V TIME HISTORY DIRECTIONAL H/V

34 TROMINO Grilla SINGLE COMPONENT SPECTRA EXPERIMENTAL vs. SYNTHETIC H/V Depth at the bottom of Thickness [m] Vs [m/s] Poisson ratio the layer [m] inf. inf Vs( )=197m/s

35 TROMINO Grilla Max. H/V at 57.5 ± 0.31 Hz (in the range Hz). Criteria for a reliable H/V curve [All 3 should be fulfilled] f 0 > 10 / L w > 0.50 OK n c (f 0 ) > > 200 OK σ A (f) < 2 for 0.5f 0 < f < 2f 0 if f 0 > 0.5Hz σ A (f) < 3 for 0.5f 0 < f < 2f 0 if f 0 < 0.5Hz Exceeded 0 out of 1129 times OK Criteria for a clear H/V peak [At least 5 out of 6 should be fulfilled] Exists f - in [f 0 /4, f 0 ] A H/V (f - ) < A 0 / Hz OK Exists f + in [f 0, 4f 0 ] A H/V (f + ) < A 0 / 2 OK A 0 > > 2 OK f peak [A H/V (f) ± σ A (f)] = f 0 ± 5% < 0.05 OK σ f < ε(f 0 ) < OK σ A (f 0 ) < θ(f 0 ) < 1.58 OK

36 TROMINO Grilla L w n w n c = L w n w f 0 f f 0 σ f ε(f 0 ) A 0 A H/V (f) f f + σ A (f) σ logh/v (f) θ(f 0 ) window length number of windows used in the analysis number of significant cycles current frequency H/V peak frequency standard deviation of H/V peak frequency threshold value for the stability condition σ f < ε(f 0 ) H/V peak amplitude at frequency f 0 H/V curve amplitude at frequency f frequency between f 0 /4 and f 0 for which A H/V (f - ) < A 0 /2 frequency between f 0 and 4f 0 for which A H/V (f + ) < A 0 /2 standard deviation of A H/V (f), σ A (f) is the factor by which the mean A H/V (f) curve should be multiplied or divided standard deviation of log A H/V (f) curve threshold value for the stability condition σ A (f) < θ(f 0 ) Threshold values for σ f and σ A (f 0 ) Freq. range [Hz] < > 2.0 ε(f 0 ) [Hz] 0.25 f f f f f 0 θ(f 0 ) for σ A (f 0 ) log θ(f 0 ) for σ logh/v (f 0 )

37 Studio di Geologia Tecnica dr. ANGELO ANGELI CESENA, Via Don G. Dossetti n.28 - Tel CENTRO COMMERCIALE TEODORA - RAVENNA VALUTAZIONE DELLO SPETTRO DI RISPOSTA ELASTICO MEDIANTE CODICE EERA (Equivalent-linear Earthquake site Response Analysis) UTILIZZANDO GLI ACCELEROGRAMMI FORNITI DALLA REGIONE EMILIA-ROMAGNA PER IL COMUNE DI RAVENNA Cesena, Marzo 2016 Pag.1

38 Studio di Geologia Tecnica dr. ANGELO ANGELI CESENA, Via Don G. Dossetti n.28 - Tel Premessa E stata fatta una valutazione degli effetti sismici di sito di III livello secondo lo schema seguente: - definizione del modello di sottosuolo sulla base dei risultati sia delle prove penetrometriche, sia delle indagini sismiche mediante Tromino (metodo HVSR) ; - selezione di un moto di input (terremoto caratteristico) al bedrock (suolo di Categoria A ) utilizzando i tre sismogrammi campione forniti dalla Regione Emilia-Romagna per il Comune di Ravenna scalati per l accelerazione di base (suolo A ) del sito in esame mer manufatti di Classe III (a/g=0.185); - calcolo del moto del suolo atteso al sito (spettro di accelerazione) e dello spettro di risposta dell oscillatore armonico tipo ad un grado di libertà mediante il codice EERA (Equivalent-linear Earthquake site Response Analyses of layered soil deposit). Lo spettro di risposta rappresenta i valori massimi di accelerazione attesi per un oscillatore armonico semplice ad un grado di libertà (edificio tipo) in funzione della sua frequenza naturale e dello smorzamento convenzaionalmente assunto pari al 5%. Per il calcolo degli spettri di accelerazione (orizzontale) attesi al sito si sono usate le curve di smorzamento fornite da EERA per i tipo di terreno: argilla (Mat.1), sabbia (Mat.2) e bedrock (Mat.3). Si allegano: - copia dei tre sismogrammi campione forniti dalla Regione E-R scalati per a/g=0.185; - profilo del terreno assunto come modello del sottosuolo; - funzione di trasferimento; - Spettro di risposta elastico confrontato con quelli dedotti col metodo semplificato delle NTC-2008 per manufatto di Classe III e Stato Limite di Salvaguardia della Vita e con la procedura suggerita dalla Regione E-R; - Spettro di risposta dello Spostamento Relativo e Pseudo Velocità Relativa. Risultati Le indagini di sismica passiva (metodo H/V) mostrano un picco di risonanza di modesta ampiezza alla frequenza di 1 Hz. La funzione di trasferimento risultante dall elaborazione con EERA mostra anch essa il picco di amplificazione principale alla frequenze da 1 Hz, con un valore medio Fa=1.97. La funzione di trasferimento, anche se non viene utilizzata direttamente nelle verifiche di strutture ed opere geotecniche, è utile per definire il campo di frequenze entro il quale il sottosuolo amplifica il segnale sismico, oltre che per quantificare l entità dell amplificazione stessa. Ai fini della valutazione della pericolosità sismica, la funzione di trasferimento può essere utilizzata per valutare Pag.2

39 Studio di Geologia Tecnica dr. ANGELO ANGELI CESENA, Via Don G. Dossetti n.28 - Tel il possibile insorgere di fenomeni di doppia risonanza terreno-struttura, quando il modo fondamentale di vibrazione della struttura si sovrappone al modo di vibrazione del terreno, modo che corrisponde al picco principale del diagramma della funzione di trasferimento. La funzione di trasferimento può inoltre essere usata negli studi di pianificazione del territorio (microzonizzazione sismica), poiché l amplificazione relativa al sito è una misura qualitativa della sua pericolosità. Infine la funzione di trasferimento può essere confrontata con misure dirette dei microtremori ottenuti mediante il metodo Nakamura (metodo H/V) e costituire così un elemento di verifica dell analisi numerica di risposta sismica. Va tenuto presente che la funzione di trasferimento presenta in genere più picchi rispetto all H/V del microtremore, in quanto i metodi di calcolo generano facilmente risonanze spurie in funzione delle frequenze del moto di input. Inoltre, poiché la rigidità di un sistema reale non lineare varia durante il terremoto, i modelli mostrano amplificazioni quasi sempre maggiori di quelle che si verificherebbero in realtà (Kramer, 1996). Dal confronto dello Spettro di risposta elastico medio ottenuto con EERA con quelli dedotti secondo le NTC-2008 per manufatto di Classe III e per Stato Limite di Salvaguardia della Vita si nota che, i grafici dedotti secondo le NTC-2008 (metodo semplificato) per un suolo di categoria C hanno valori sempre nettamente più elevati di quelli ricavati con l analisi mediante EERA. Anche i valori dedotti col metodo semplificato suggerito dalla Regione E-R sono superiori a quelli ottennuti con EERA, anche se con minore scarto di quelli secondo NTC Si può quindi ritenere che la classificazione del sottosuolo come Categoria C ed i valori dello Spettro di Risposta Elastico ricavati col metodo semplificato delle NTC-2008 siano ampiamente cautelativi. L intensità di Housner risulta: SI = 7.1 cm nell intervalo sec. SI = 10.6 cm nell intervallo sec. SI = 16.3 cm nell intervallo sec. L Intensità di Housner corrisponde all area sottesa dallo Spettro di Risposta di Pseudovelocità in un intervallo prefissato del periodo di oscillazione. Questo parametro è un indicatore della pericolosità sismica in quanto correlabile all energia dissipata nelle strutture durante un terremoto e quindi espressione del presumibile grado di danneggiamento subito dagli edifici. Pag.3

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