VERIFICA DELLA STABILITA NEI CONFRONTI DELLA LIQUEFAZIONE ALLEGATO 9

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2 GEOstudi srl Laboratorio Geotecnico Prove in sito LABORATORIO AUTORIZZATO DAL MINISTERO DELLE INFRASTRUTTURE E DEI TRASPORTI PRESIDENZA DEL CONSIGLIO SUPERIORE DEI LAVORI PUBBLICI SERVIZIO TECNICO CENTRALE - D.P.R. n. /, Art. - Circolare n. / Concessione N. SETTORE A (prove di laboratorio sui terreni) e SETTORE C (prove in sito) AUTORITA' PORTUALE DI RAVENNA PORTO DI RAVENNA LAVORI E SERVIZI AFFERENTI LE INDAGINI GEOTECNICHE E GEOLOGICHE DI SUPPORTO ALLA PROGETTAZIONE DEFINITIVA DELLE OPERE IN ATTUAZIONE DEL PRP VIGENTE DEL VERIFICA DELLA STABILITA NEI CONFRONTI DELLA LIQUEFAZIONE ALLEGATO Via San Salvador n. - Pomezia (RM) - Tel.. -. geostudi@fastwebnet.it C.F. e P.IVA - Reg. Soc. Trib. Di Roma n. / - C.C.I.A.A. n. Pag. di - Rif. copertina verifica liquefazione ravenna

3 ALLEGATO - Verifica della stabilità nei confronti della liquefazione. Liquefazione Con il termine liquefazione del terreno si intende la diminuzione della resistenza del terreno stesso a seguito del raggiungimento del limite di fluidità. Questo fenomeno si produce a causa dei movimenti ciclici che avvengono durante un sisma che producono un accumulo della pressione interstiziale di un terreno granulare saturo (ghiaia, sabbia e limo non coesivo), provocandone una diminuzione della resistenza al taglio. Naturalmente questo fenomeno si determina nel corso di eventi sismici particolarmente intensi ed in presenza di terreni incorenti "sabbie monogranulari", poco addensate e sotto falda. Le figure seguenti esprimono la liquefazione potenziale sulla base della resistenza penetrometrica misurata sul sito in quattro posizioni scelte lungo lo sviluppo del porto canale di Ravenna, cioè in prossimità delle prove penetrometriche CPTU/, CPTU/, CPTU /, CPTU/. La verifica di liquefazione, è stata eseguita con secondo il metodo semplificato di Robertson e Wride (). Nell'area la falda freatica è stata posta alla profondità di, m dal p.c. attuale. Con l indagine geognostiche eseguite non sono state evidenziate le disomogeneità stratigrafiche orizzontali. Il calcolo del coefficiente di sicurezza Fs individua con Fs <, indica la possibilità che avvenga la liquefazione, mentre Fs >, esclude la possibilità del fenomeno. La verifica è stata articolata secondo le seguenti fasi: Determinazione dei parametri necessari ai calcoli, dall elaborazione della prova penetrometrica statica; nello specifico si tratta delle resistenze di punta qc e laterale fs, della pressione atmosferica Pa, della tensione litostatica totale σ v e tensione litostatica efficace σ v. Definizione del tipo di suolo attraverso l indice Ic (Robertson e Wride, ), definito come: Ic = [(, logq) + (, + logf) ],

4 n Con: Q = [(qc -σv) / Pa] * [(Pa / σ'v) ] F = [fs / (qc -σv)] * % Calcolo della resistenza conica normalizzata Q, con adeguato esponente n (nel caso in esame pari a,). Calcolo della resistenza penetrometrica statica normalizzata qcn (qcn) = Cq * (qc / Pa) Con Cq = (Pa / σ'v) n, in cui n = è l esponente utilizzato per calcolare Ic. Trasformazione della resistenza penetrometrica statica normalizzata qcn in resistenza penetrometrica statica normalizzata equivalente a sabbia pulita (qcn)cs attraverso la relazione: (qcn)cs = Kc * (qcn) In cui Kc, nel caso Ic >, rispetta la seguente equazione, proposta da Robertson e Wride (): Kc =, Ic +, Ic, Ic +, Ic, Calcolo della capacità del terreno di resistere alla liquefazione, CRRM, a partire dalla definizione della resistenza a liquefazione per un terremoto di magnitudo, (CRR,),dalla definizione del fattore di correzione della Magnitudo MSF (da Idriss, ): CRR, = [(qcn)cs / ] +, MSF =, / M, CRRM = CRR, MSF Dove M è la magnitudine di riferimento per l area di intervento (nel caso specifico è stata usata la magnitudine M =. Via San Salvador n. - Pomezia (RM) - Tel.. -. geostudi@fastwebnet.it P.IVA e CF - Reg. Soc. Trib. Di Roma n. / - C.C.I.A.A. n.

5 Correzione della CRRM in CRReq per il fattore Kα (funzione della topografia) e Kσ (funzione della pressione litostatica efficace). CRReq = CRRM Kα Kσ Calcolo del fattore di sicurezza a liquefazione come rapporto tra la capacità di resistenza a liquefazione e la Domanda richiesta per il sito in esame: Fs liq = CRReq / CSR In cui: CSR =, (amax / g) * (σv / σ'v) * rd In cui, a sua volta l'accelerazione massima è stato scelta pari amax=. I risultati della verifica a liquefazione è stata effettuata attraverso il software Cliq v.... della Geologismiki Geotechnical Engineers Serrai In particolare: I fattori di sicurezza Fs, calcolati ogni cm, risultano in alcuni casi inferiori ad (Fs<) mostrando una locale suscettibilità dei terreni alla liquefazione. Questo evento si manifesta più frequentemente fra - m di profondità, cioè alla base del primo strato sabbioso limoso. Il grafico Summary of liquefaction potential in cui sono plottate le coppie di punti rapporto d attrito normalizzatoresistenza conica normalizzata, mostra che, complessivamente, molti punti ricadono a cavallo tra le aree A e B. In particolare la maggior parte dei punti ricade in Area B (liquefazione e perdita di resistenza post-sismica improbabile), anche se occorrerebbero prove specifiche per la verifica del rammollimento ciclico; la restante parte delle coppie di valori ricade in zona A, in cui il potenziale a liquefazione dipende dall entità e durata del carico ciclico. Via San Salvador n. - Pomezia (RM) - Tel.. -. geostudi@fastwebnet.it P.IVA e CF - Reg. Soc. Trib. Di Roma n. / - C.C.I.A.A. n.

6 GEOSTUDI srl Via San Salvador Pomezia (RM) tel. + - LIQ UEFACTION ANALYSIS REPORT Project title : PORT HUB CPT file : CPTU_ Cone Cone resistance HAND AUGER Robertson () Robertson ().. G.W.T. (in-situ): G.W.T. (earthq.): Friction Ratio HAND AUGER Location : PORTO DI RAVENNA. m. m. SBTn Plot Plot Trans. detect. applied: Clay like behavior applied: MSF method: FS FS Plot Plot Method based qt (MPa) Rf (%) Ic (Robertson ) Liquefaction M w= /, sigma ' = atm base curve, Summary of liquefaction potential Cyclic Stress Ratio* (CSR*)..... rmalized CPT penetration resistance.. Qtn,cs Liquefaction. rmalized friction ratio (%) Zone A : Cyclic liquefaction likely depending on size and duration of cyclic loading Zone A : Cyclic liquefaction and strength loss likely depending on loading and ground geometry Zone B: Liquefaction and post-earthquake strength loss unlikely, check cyclic softening Zone C: Cyclic liquefaction and strength loss possible depending on soil plasticity, brittleness/sensitivity, strain to peak undrained strength and ground geometry CLiq v... - CPT Liquefaction Assessment Software - Report created on: //, :: Project file: \\Dcgeostudi\lavori\LAVORI \ RAVENNA\LIQUEFA\LIQUEFA CPTU.clq

7 This software is licensed to: Pasquale Manara CPT name: CPTU_ Liquefaction analysis overall plots FS Plot FS Plot LPI LPI Vertical settlements Lateral displacements Liquefaction potential Settlement (cm) Displacement (cm) Depth to water table (insitu): Robertson () Robertson ()... m Depth to water table (erthq.):. m. Transition detect. applied: Clay like behavior applied: F.S. color scheme Almost certain it will liquefy Very likely to liquefy Liquefaction and no liq. are equally likely Unlike to liquefy Almost certain it will not liquefy LPI color scheme CLiq v... - CPT Liquefaction Assessment Software - Report created on: //, :: Project file: \\Dcgeostudi\lavori\LAVORI \ RAVENNA\LIQUEFA\LIQUEFA CPTU.clq Very high risk High risk Low risk

10 GEOSTUDI srl Via San Salvador Pomezia (RM) tel. + - LIQ UEFACTION ANALYSIS REPORT Project title : PORT HUB CPT file : CPTU_ Cone Cone resistance Robertson () Robertson ().. G.W.T. (in-situ): G.W.T. (earthq.): Friction Ratio Location : PORTO DI RAVENNA. m. m. SBTn Plot Plot Trans. detect. applied: Clay like behavior applied: MSF method: FS FS Plot Plot Method based qt (MPa) Rf (%) Ic (Robertson ) Liquefaction M w= /, sigma ' = atm base curve, Summary of liquefaction potential Cyclic Stress Ratio* (CSR*)..... rmalized CPT penetration resistance.. Qtn,cs Liquefaction. rmalized friction ratio (%) Zone A : Cyclic liquefaction likely depending on size and duration of cyclic loading Zone A : Cyclic liquefaction and strength loss likely depending on loading and ground geometry Zone B: Liquefaction and post-earthquake strength loss unlikely, check cyclic softening Zone C: Cyclic liquefaction and strength loss possible depending on soil plasticity, brittleness/sensitivity, strain to peak undrained strength and ground geometry CLiq v... - CPT Liquefaction Assessment Software - Report created on: //, :: Project file: \\Dcgeostudi\lavori\LAVORI \ RAVENNA\LIQUEFA\LIQUEFA CPTU.clq

14 Per quanto riguarda la quantificazione del potenziale a liquefazione (IL o LPI), si ricorda che questo è formulabile come segue: In cui: z è la profondità dal p.c., w(z) = -,z F(z) = -Fs se Fs ; F(z) = se Fs > (con Fs = fattore di sicurezza a liquefazione) Dai valori risultanti di IL si può stimare il rischio a liquefazione così come segue: E nel caso specifico, poiché la cumulata dei singoli IL fornisce un valore complessivo pari a IL =. che corrisponde ad un rischio basso. Visti i risultati ottenuti con la verifica semplificata, sarà opportuno approfondire l'argomento in sede di redazione della relazione geotecnica per la parte specialistica attinente la parte sismica. Via San Salvador n. - Pomezia (RM) - Tel.. -. geostudi@fastwebnet.it P.IVA e CF - Reg. Soc. Trib. Di Roma n. / - C.C.I.A.A. n.

15 GEOSTUDI srl Via San Salvador Pomezia (RM) tel. + - Overall Parametric Assessment Method Analysis :: CPT main liquefaction parameters details :: CPT Name Earthquake Earthquake GWT in situ GWT earthq. Mag. Accel. (m) (m) CPTU_.... CPTU_.... CPTU_.... CPTU_.... CLiq v... - CPT Liquefaction Assessment Software - Report created on: //, :: Project file: \\Dcgeostudi\lavori\LAVORI \ RAVENNA\LIQUEFA\LIQUEFA CPTU.clq