Caratterizzazione dinamica dei terreni di Senigallia e analisi della risposta sismica locale

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Ottavio Mattei
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1 Caratterizzazione dinamica dei terreni di Senigallia e analisi della risposta sismica locale Scenari di pericolosità sismica della fascia costiera marchigiana 4 dicembre 2007 (Senigallia) Gruppo di ricerca: Teresa Crespellani Claudia Madiai Johann Facciorusso Giacomo Simoni

2 CONTRIBUTI SPECIFICI DEL GDL DI FIRENZE Hanno riguardato: 1 Lo studio del comportamento dinamico delle principali formazioni geologiche presenti nell area: Terreni della piana alluvionale τcyc 2/20 t G Formazioni eluvio-colluviali Substrato marnoso γv D 2 La valutazione della risposta sismica tramite modelli numerici che simulano i processi fisici provocati dal terremoto di riferimento e la cui affidabilità è legata a: Moto sismico di ingresso al sito Modello di sottosuolo e dei parametri dinamici dei terreni Modello numerico γ u τ ult t γ

3 ATTIVITÀ DEL GDL DI FIRENZE Le attività nell ambito del progetto sono consistite in: collaborazione alla localizzazione delle verticali di indagine e controllo in sito delle operazioni di sondaggio e delle prove in sito (CPT e DH); esecuzione di prove Down-Hole (DH) di controllo e taratura esecuzione di prove geotecniche di laboratorio in campo statico e dinamico su campioni indisturbati caratterizzazione geotecnica dei terreni presenti e definizione dei parametri dinamici (integrazione della banca-dati geotecnici) analisi con modello 1-D della risposta sismica locale di tutte le verticali indagate confronto tra risultati della modellazione numerica e l Eurocodice 8 (spettro di riferimento) 3/20

4 * falda assente Class = Prove di classificazione EDO = Prova di compressione edometrica Località Sond Camp 4/20 Prof (m) Formazione Falda (m) Prove di laboratorio Prove in sito Marzocca S1 C Eluvio-colluv * Class, EDO, RC CPT, DH 1 Senigallia (Saline) Senigallia (Via dei Faggi) Senigallia (Ple Vittoria) Senigallia (Lamarmora) Senigallia (Lambertina) Senigallia (Parco Pace) Senigallia (Via Sanzio) S2 S4 S6 S7 S9 S10 S11 C Alluvioni Class, EDO, RC C Alluvioni Class, EDO, RC 145 C Alluvioni Class, RC C Substrato Class, RC C2 C Alluvioni Substrato C Alluvioni Class, RC C Alluvioni 30 Class, EDO, RC C Substrato Class, RC C Alluvioni Class C Alluvioni Class, EDO, RC 60 C Alluvioni Class, RC C Substrato - C Alluvioni Class, RC, EDO 35 C Substrato - C Alluvioni Class, EDO, RC 105 C Alluvioni Class, EDO, RC C1 C Cesanella S12 C Deltizio Substrato Coperture alluv e marine RC = Prova di colonna risonante DH 1 = Prova down-hole eseguita da altre ditte DH 2 = Prova DH eseguita dal DIC Class, EDO, RC - SPT, CPT, CH, DH 2 CPT (foro non riv) CPT, DH 1, DH 2 SPT, DH 1 SPT, DH 1 CPT, SPT, DH 1, DH 2 SPT, CPT, DH 1 15 Class, EDO, RC CPT, DH 1

Alluvial terracing deposits (Cesano) Alluvial terracing deposits (Marzocca) Marine terracing deposits (La Maestà) Marine

5 LEGEND Filling soil S5 S10 S12 S11 S8 S9 S7 S6 Pleist Sup - Holocen Pliest Med Pliest Inf Plioc Inf Prevalently sandy and gravelly present beach deposits Prevalently sandy and gravelly coastal deposits Alluvial and coastal plain deposits Alluvial terracing deposits (Cesano) Alluvial terracing deposits (Marzocca) Marine terracing deposits (La Maestà) Marine terracing deposits (L Ospedale) Maestà)) Eluvial-colluvium covering soil (marine marly-clayey deposits) ADRIATIC SEA S2 S1 S4 5/20

6 APPARECCHIATURA DI COLONNA RISONANTE cella in plexiglas condotto idraulico pressioni interstiziali condotto di spurgo condotto idraulico pressioni di cella cilindro portabobine piatto di base 6/20

7 IP [%] UNIVERSITA DEGLI STUDI DI FIRENZE CL CL-ML Carta di plasticità ML-OL CH MH-OH W L [%] TERRENI ALLUVIONALI S2C1 S2C1 S2C2 S6C1(A) S6C2 S7C1 S7C2 S7C3 S9C1 S10C1 S10C2 S11C1(B) S11C1(A) S12C1 G/G0 D [%] γ [%] γ [%] 7/ S2C1 S2C1 RC S2C1 RC S2C2 RC S2C3 RC S6C1 RC S6C2 RC S7C2 RC S7C3 RC S9C1 RC S10C1 RC S10C2 RC S11C1 RC S12C1 RC S2C1 RC S2C2 RC S2C3 RC S6C1 RC S6C2 RC S7C2 RC S7C3 RC S9C1 RC S10C1 RC S10C2 RC S11C1 RC S12C1

ANALISI DELLA RISPOSTA SISMICA LOCALE S a,s a s rappresentazione moto in superficie a b S a,b a i modello numerico proprietà fisico-meccaniche modello geometrico del sottosuolo a b moto sismico di

8 ANALISI DELLA RISPOSTA SISMICA LOCALE S a,s a s rappresentazione moto in superficie a b S a,b a i modello numerico proprietà fisico-meccaniche modello geometrico del sottosuolo a b moto sismico di riferimento CODICE DI CALCOLO GEOMETRIA, CONDIZIONI AL CONTORNO LEGAME COSTITUTIVO METODO DI ANALISI FONTE SHAKE91 (PROSHAKE) 1-D Frontiera e base elastica Monofase Lineare equivalente Viscoelastico Continuo Dominio frequenze Berkeley Schnabel et al (1972) 8/20

9 Acceleration [g] Acceleration [g] UNIVERSITA DEGLI STUDI DI FIRENZE Time [s] 1-EW 2-NS 5-NS M500009EW M5OOO13EW M5OOO13NS 2-EW 5-EW Time [s] Frequency [Hz] /20 Accelerogrammi sintetici Accelerogrammi reali INPUT SISMICO Spectral amplitude [m/s] PGA [g] Spettri di Fourier Ia [cm/s] Td [s] 1-EW 2-NS 5-NS M500013EW Durata [s] IG1EW IG2EW IG2NS IG5EW IG5NS M500009EW M500013EW M500013NS EW 5-EW M500009EW M500013NS

10 INPUT SISMICO 10/20 Zona 2 PGA (atteso) = 02 g

11 S5 (C) S10 (B) S12 (C) S11 (C) S9 (C) S8 (C) S7 (C) S6 (C) Site H (m) µ (-) V s30 (m/s) Type S C S C S C S C S C S C S C S C S B S C S C ADRIATIC SEA S2 (C) S1 S4 (C) 11/20

12 APPARECCHIATURA PER DOWN-HOLE Sismografo Geofono Sorgente 12/20

13 Copertura alluvionale Substrato alterato Falda gie 14,5 m UNIVERSITA DEGLI STUDI DI FIRENZE Stratigrafia γeff (%) 18 Sondaggio S2 Vs (m/s) Spettri di risposta IG1EW in superficie IG2EW IG2NS Vs misurati 12 IG5EW 3 3 IG5NS (RC) M5009EW M50013EW 6 6 M50013NS Vs misurati (CH-Ditta) γ v (RC) Period [s] Spettri di risposta IG1EW Vs modello al bedrock IG2EW (1-D) IG2NS IG5EW IG1EW IG5NS IG2EW M5009EW IG2NS 08 M50013EW M50013NS IG5EW IG5NS Vs misurati 04 M5009EW (DH-DICeA) M50013EW M50013NS Substrato intatto Period [s] Depth (m) 13/20 RISULTATI S2 (EC8 Soil Class C, V S30 =261 m/s) Spectral acceleration [g] Spectral acceleration [g]

14 Copertura alluvionale Falda 10,5 m alterato Substrato intatto Stratigraf Sondagg Depth (m) UNIVERSITA DEGLI STUDI DI FIRENZE RISULTATI S10 (EC8 Soil Class B, V S30 =385 m/s) Vs (m/s) Vs (m/s) Vs misurati (DH-DICeA) Vs modello (1-D) Vs misurati (DH-Ditta) Vs misurati (RC) γ v (RC) γ eff (%) IG1EW IG2EW IG2NS IG5EW IG5NS M5009EW M50013EW M50013NS Spectral acceleration [g] Spectral acceleration [g] Spettri di risposta in superficie Spettri di risposta al bedrock Period [s] IG1EW IG2EW IG2NS IG5EW IG5NS M5009EW M50013EW M50013NS IG1EW IG2EW IG2NS IG5EW IG5NS M5009EW M50013EW M50013NS Period [s] 14/20

15 SPETTRO DI RIFERIMENTO Se [g] D 2-C media 1-C 1-D T [s] 20 Sondaggio S2 V S30 = m/s Sondaggio S10 V S30 = m/s IG1EW IG2NS 14 IG1EW IG2EW 2-D IG2NS IG5NS 12 2-C IG2EW IG5NS IG5EW media M5009EW 10 IG5EW M5009EW M50013NS M50013EW 08 2-B M50013NS M50013EW 1-B 06 1-C 1-D Se [g] T [s] Spettro 2-D (EC8) Spettro 2-B (EC8) 15/20

16 FATTORI DI AMPLIFICAZIONE (FA) 3 IG1EW IG2EW IG2NS IG5EW IG5NS M5009EW M50013EW M50013NS Mean 25 Fa Fa = PSV ( ξ, T ) dt PSV ( ξ, T) dt sup out bed 0 S2 (C) S5 (C) S8 (C) S1 (C) S4 (C) S7 (C) S9 (C) S12 (C) S11 (C) S10 (B) S6 (C) Spettro 2-D (EC8) Spettro 2-C (EC8) Spettro 2-B (EC8) 16/20

17 3 25 FATTORI DI SITO (S) IG1EW IG2EW IG2NS IG5EW IG5NS M5009EW M50013EW M50013NS Mean S (EC8-2D) S (EC8-2B) S (EC8-2C) Soil factor, S S2 (C) S5 (C) S8 (C) S1 (C) S4 (C) S7 (C) S9 (C) S12 (C) S11 (C) S10 (B) S6 (C) 17/20 Spettro 2-D (EC8) Spettro 2-C (EC8) Spettro 2-B (EC8)

18 CONCLUSIONI (1) 1) Per quanto riguarda le prove dinamiche in sito e in laboratorio: - esiste un buon accordo tra i risultati delle prove Down Hole effettuate in sito con procedure di prova differenti; - i valori di V S stimati a partire dai valori di G 0 ottenuti in laboratorio sono molto prossimi a quelli misurati in sito; - i depositi alluvionali (che costituiscono una delle formazioni più diffuse nell area) hanno proprietà dinamiche molto disperse; - esistono delle incertezze sulla profondità del substrato sismico che non possono essere eliminate se non con indagini mirate e spinte a notevole profondità 18/20

19 CONCLUSIONI (2) 2) Per quanto riguarda le analisi di risposta sismica locale: - gli spettri di Tipo 1 proposti dall EC8 per le corrispondenti categorie di sottosuolo valutate sulla base del parametro V S30 tendono in genere a sottostimare le risposte del sito per bassi periodi (T=01-04s) e a sovrastimarle per periodi superiori a 04s, soprattutto con riferimento ai terremoti reali; nel complesso, gli spettri di Tipo 2 dell EC8 si adattano meglio degli spettri di Tipo 1 agli spettri ottenuti per il sito, specie per periodi inferiori a 04s; - nella maggior parte dei casi c è corrispondenza tra classe del sito e spettro consigliato del Tipo 2 (M w < 55), in pochi casi (S2, S5, S8) lo spettro della classe più onerosa si adatta meglio; solo in un caso (S6) si adatta meglio lo spettro della classe meno onerosa 19/20

20 GRAZIE PER L ATTENZIONE 20/20

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