ANALISI DEGLI EFFETTI DI AMPLIFICAZIONE DI SITO PER STUDI DI MICROZONAZIONE

Dimensione: px

Iniziare la visualizzazioe della pagina:

Download "ANALISI DEGLI EFFETTI DI AMPLIFICAZIONE DI SITO PER STUDI DI MICROZONAZIONE"

Simone Spano
5 anni fa
Visualizzazioni

1 WORKSHOP RISCHIO SISMICO S. Angelo dei Lombardi (AV) settembre 23 ANALISI DEGLI EFFETTI DI AMPLIFICAZIONE DI SITO PER STUDI DI MICROZONAZIONE Armando Lucio Simonelli Dipartimento di Ingegneria Università del Sannio (BN)

2 Considerazioni generali sugli studi di effetti locali Mappe di microzonazione sismica di grandi aree si prescinde, in generale, dalle caratteristiche di manufatti esistenti o in progetto, e si tende a valutare la risposta sismica del sito in prossimità della sua superficie libera microzonazione a priori Studio di effetti locali per un area di dimensioni limitate, e con riferimento a specifici manufatti in progetto non si può prescindere dalle caratteristiche delle strutture, e dalle relative potenziali soluzioni per le fondazioni microzonazione in itinere Studio di effetto locale relativo ad un ben definito manufatto, già progettato o addirittura realizzato analisi dell interazione completa tra moto sismico al bedrock, sottosuolo e struttura in elevazione studio a posteriori

3 Applicazione ad un caso particolare p.c. Il problema affrontato è consistito nella valutazione Alluvioni argillose -6 m del coefficiente ε ai fini del calcolo delle azioni sismiche su Alluvioni sabbiose 6-1 m Schema stratigrafico del sottosuolo manufatti di un certo rilievo Alluvioni ghiaiose 1-2 m Argille varicolori > 2 m

4 Situazione normativa fino al Marzo 23 Valutazione dell amplificazione locale (Legge n. 64, D.M , D.M ) La Normativa italiana introduce un coefficiente di fondazione ε allo scopo di incrementare le forze sismiche (ε 1), si assume di regola ε = 1 fatta eccezione per depositi alluvionali di spessore variabile da 5 a 2 m, soprastanti terreni coesivi o litoidi, casi in cui ε = 1.3

5 Normativa Italiana: valutazione dell amplificazione locale (Legge n. 64, D.M , D.M ) Da quanto sopra, si può concludere che: L assunzione di ε =1,3 per i depositi alluvionali è basata esclusivamente sulla natura del deposito I depositi alluvionali amplificano sempre, quali che siano le caratteristiche del moto sismico che li attraversa Spettri di progetto: ε amplifica ugualmente tutte le ordinate spettrali! Spettri di risposta per le tre categorie sismiche della normativa precedente il marzo 23 Accelerazione spettrale, Sa (g) Periodo, T (sec) 1a categoria 2a categoria 3a categoria

6 Applicazione ad un caso particolare p.c. Dall applicazione della Normativa Italiana, si desumerebbe ε=1,3 Alluvioni argillose Alluvioni sabbiose -6 m 6-1 m Schema stratigrafico del sottosuolo Analisi dinamica Alluvioni ghiaiose 1-2 m Argille varicolori > 2 m

7 Caso particolare: caratterizzazione dei terreni Profilo di velocità delle onde di taglio, v s Profondità (m) Velocità onde S Vs (m/s) 5 1 Profondità (m) Gmax (MPa) 5 1 Profilo del modulo di rigidezza trasversale a bassi livelli di deformazione, G G = ρ v s

8 Caso particolare: caratterizzazione dei terreni Caratteristiche di non linearità dei terreni G= G(γ) D= D(γ) modulo di taglio normalizzato, G/G Alluvioni argillose Alluvioni sabbiose Alluvioni ghiaiose Argille Varicolori Ala Alg Alg Als AV Ala AV fattore di smorzamento, D (%) Als deformazione distorsionale, γ (%) da d Onofrio, A., F. Santucci de Magistris, S. Garofalo e S. Sica (22), Contributo alla valutazione della vulnerabilità sismica del comune di Benevento, Incontro annuale dei Ricercatori di Geotecnica 22 - IARG 22, Napoli.

9 Caso particolare: codice di calcolo adottato

Caso particolare: definizione dell input sismico Epicentro.3.2 Acceleration, (g).1 -.1 -.2 Maximum acceleration (g) =.

10 Caso particolare: definizione dell input sismico Epicentro.3.2 Acceleration, (g) Maximum acceleration (g) =.145 Time of maximum acceleration (sec) = Time, (sec) accelerogramma di Mercato S. Severino (terremoto Irpino-Lucano del )

11 Risultati delle Analisi.3.2 Piano campagna Piano campagna Acceleration, (g) Modifiche del moto sismico Ampiezza Contenuto in frequenza Durata Piano di posa Acceleration, (g) -.2 Maximum acceleration (g) =.263 Time of maximum acceleration (sec) = Time, (sec) quota= -7 m p.c. Maximum acceleration (g) =.148 Time of maximum acceleration (sec) = Time, (sec) quota= -2 m p.c. Formazione di base Acceleration, (g) Maximum acceleration (g) =.113 Time of maximum acceleration (sec) = Time, (sec)

12 Risultati delle Analisi Andamento delle accelerazioni massime con la profondità Maximum Acceleration (g) Valore massimo dell accelerazione su roccia affiorante Depth (m)

13 Risultati delle Analisi Ampiezza dello spettro di Fourier al piano campagna al piano di posa Fourier Amplitude, A (g) piano campagna quota -7 m p.c. bedrock.2 al bedrock Frequency, (Hz)

14 Risultati delle Analisi Funzione di amplificazione del moto sismico 4. Campo delle frequenze naturali dei manufatti al piano campagna Amplification ratio, Ar piano campagna quota -7 m p.c. al piano di posa Frequency, (Hz) ε = 1

15 Commenti sullo studio di amplificazione locale e confronto con la normativa Evidentemente uno studio specifico quale quello illustrato non può essere considerato uno strumento di pianificazione territoriale È possibile tuttavia implementare i concetti di base che regolano il comportamento di un sottosuolo in condizioni sismiche, attraverso metodi semplici ma più efficaci Un esempio è rappresentato dalla nuova Normativa Europea (EC8), e dalla nuova Normativa Sismica Italiana (D.M. del 25 Marzo 23)

19 Risultati delle Analisi accelerazione spettrale, Sa (g) sito A sito B C E sito D piano campagna quota -7m p.c. bedrock periodo, T (sec) Confronto tra gli spettri di risposta delle analisi e quelli della normativa

20 Considerazioni Conclusive - 1 Lo studio effettuato conferma che il moto sismico si modifica significativamente, quanto più ci si avvicina alla superficie libera del sottosuolo. Pertanto le azioni sismiche sulle fondazioni sono fortemente dipendenti dalle quote alle quali esse si trasferiscono alla struttura. Evidentemente ciò costituisce un elemento di giudizio essenziale, qualora si conoscano le potenziali soluzioni di progetto per le fondazioni. Una classica microzonazione che fornisca la risposta dinamica del sito alla sua superficie libera potrebbe, di conseguenza, risultare poco indicativa ai fini ingegneristici.

21 Considerazioni Conclusive - 2 Appare opportuno, anche per studi di effetti locali a priori, definire la risposta del sito a quote diverse da definire sulla base della stratigrafia e delle caratteristiche meccaniche dei terreni, e quindi delle potenziali quote di fondazione dei manufatti. Prodotto finale: mappe di microzonazione multilivello che potrebbero essere efficacemente elaborate e rappresentate mediante gli attuali sistemi geografici informatizzati ( un tentativo: progetto Traiano, GNDT )

Documenti analoghi

Progetto ReLUIS DPC

Progetto ReLUIS DPC 2010-2013 Progetto Speciale RS2 Near Source Attività e prodotti attesi della componente geotecnica in riferimento al caso de L Aquila Effetti della risposta sismica e dell interazione