REGIONE CALABRIA Provincia di Cosenza COMUNE DI FIGLINE VEGLIATURO MIGLIORAMENTO SISMICO DELLA CASA MUNICIPALE- SEDE COC PERICOLOSITA SISMICA DI BASE

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1 REGIONE CALABRIA Provincia di Cosenza COMUNE DI FIGLINE VEGLIATURO MIGLIORAMENTO SISMICO DELLA CASA MUNICIPALE- SEDE COC PERICOLOSITA SISMICA DI BASE COMMITTENTE AMMINISTRAZIONE COMUNALE DI FIGLINE VEGLIATURO IL PROGETTISTA Ing. Gualtieri Ruggero IL GEOLOGO Dott. Caruso Pasquale DATA FEBBRAIO 2016

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3 Sommario 1. INQUADRAMENTO MACROSISMICO INDAGINI SISMICHE EFFETTUATE Operazioni di campagna Cenni teorici sul metodo di indagine con tecnica masw Caratteristiche della strumentazione utilizzata Array superficiale di rilevamento utilizzato per lo stendimento sis Risultati MASW Risultati SIS 1 sismica tipo rifrazone Array superficiale di rilevamento utilizzato per lo stendimento sis Risultati MASW Risultati SIS 1 sismica tipo rifrazone Misure HVSR Cenni sulla teoria della tecnica HVSR Acquisizione dei dati Acquisizione dei dati Misura HVSR 1 Elaborazione dei dati acquisiti Impostazioni per l acquisizione e l elaborazione Misura HVSR 1 Elaborati ottenuti Riassunto dei dati Misura HVSR Misura HVSR 2 Elaborazione dei dati acquisiti Impostazioni per l acquisizione e l elaborazione Misura HVSR 2 Elaborati ottenuti Riassunto dei dati misura HVSR CLASSE TOPOGRAFICA Pagina1

4 1. INQUADRAMENTO MACROSISMICO Descrizione dei caratteri sismici e tettonici generali dell area La pericolosità sismica di un sito è descritta dalla probabilità che, in un fissato lasso di tempo, in detto sito si verifichi un evento sismico di entità almeno pari ad un valore prefissato. Nelle NTC, tale lasso di tempo, espresso in anni, è denominato periodo di riferimento VR e la probabilità è denominata probabilità di eccedenza o di superamento nel periodo di riferimento PVR. Ai fini della determinazione delle azioni sismiche di progetto nei modi previsti dalle NTC, la pericolosità sismica del territorio nazionale è definita convenzionalmente facendo riferimento ad un sito rigido (di categoria A) con superficie topografica orizzontale (di categoria T1), in condizioni di campo libero, cioè in assenza di manufatti. La pericolosità sismica in un generico sito deve essere descritta in modo da renderla compatibile con le NTC e da dotarla di un sufficiente livello di dettaglio, sia in termini geografici che in termini temporali; tali condizioni possono ritenersi soddisfatte se i risultati dello studio di pericolosità sono forniti: in termini di valori di accelerazione orizzontale massima ag e dei parametri che permettono di definire gli spettri di risposta ai sensi delle NTC, nelle condizioni di sito di riferimento rigido orizzontale sopra definite; in corrispondenza dei punti di un reticolo (reticolo di riferimento) i cui nodi sono sufficientemente vicini fra loro (non distano più di 10 km); per diverse probabilità di superamento in 50 anni e/o diversi periodi di ritorno TR ricadenti in un intervallo di riferimento compreso almeno tra 30 e 2475 anni, estremi inclusi; L azione sismica così individuata viene successivamente variata, nei modi chiaramente precisati dalle NTC, per tener conto delle modifiche prodotte dalle condizioni locali stratigrafiche del sottosuolo effettivamente presente nel sito di costruzione e dalla morfologia della superficie. Tali modifiche caratterizzano la risposta sismica locale. In particolare, i caratteri del moto sismico su sito di riferimento rigido orizzontale sono descritti dalla distribuzione sul territorio nazionale delle seguenti grandezze, sulla base delle quali sono compiutamente definite le forme spettrali per la generica PVR (probabilità di superamento nel periodo di superamento Vr): ag = accelerazione massima al sito; Fo = valore massimo del fattore di amplificazione dello spettro in accelerazione orizzontale; TC * = periodo di inizio del tratto a velocità costante dello spettro in accelerazione orizzontale. Tr = Tempo di ritorno. Il punto in esame (che identifica il sito ove sorge la costruzione) può non ricadere in uno dei punti appartenenti alla maglia considerata nella pericolosità sismica di base. Per un qualunque punto del territorio non ricadente nei nodi del reticolo di riferimento, i valori dei parametri p(ag,f O,Tc *) ad esso corrispondenti possono essere calcolati come media pesata dei valori assunti da tali parametri nei quattro vertici della maglia elementare del reticolo di riferimento contenente il punto in esame, utilizzando come pesi gli inversi delle distanze tra il punto in questione ed i quattro vertici, attraverso l espressione: nella quale: p è il valore del parametro di interesse nel punto in esame; pi è il valore del parametro di interesse nell i-esimo vertice della maglia elementare contenente il punto in esame; di è la distanza del punto in esame dall i-esimo vertice della maglia suddetta. Per facilitare le operazioni di valutazione puntuale della pericolosità sismica, sul sito del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici ( è stato montato, ed è liberamente scaricabile, il programma Azioni sismiche - Spettri di risposta ver Il programma effettua tutte le operazioni di interpolazione sia geografica che temporale richieste per la valutazione dell azione sismica. In tale software l individuazione della pericolosità sismica per il sito di progetto è stata effettuata inserendo le coordinate geografiche del baricentro dell area. Il sito non si trova su un nodo della maglia creata dall ingv per la valutazione della pericolosità Pagina2

5 sismica. Il software ha proceduto all interpolazione rispetto ai nodi più vicini. Da tali elaborazione si sono evinti per il sito i parametri riassunti nella tabella seguente: Tr (anni) ag F0 Tc* 30 0,045 2,291 0, ,096 2,280 0, ,115 2,304 0, ,137 2,335 0, ,160 2,357 0, ,190 2,377 0, ,276 2,437 0, ,368 2,468 0, ,516 2,531 0,450 Individuazione della pericolosità del sito: Valori dei parametri ag, Fo e Tc per i periodi di ritorno di riferimento area di progetto (Sistema di riferimento GC- ED 50) 39, Nord e 16, Est. Pagina3

6 2. INDAGINI SISMICHE EFFETTUATE 2.1. Operazioni di campagna Le operazioni consistono nel generare onde elastiche longitudinali e trasversali in un punto della superficie (Schot), utilizzando come sorgente una massa battente (fig. 1), e misurare il tempo impiegato dalle onde così prodotte a raggiungere i sensori (geofoni) disposti sul terreno in maniera che siano equi distanziati tra loro e formino uno stendimento rettilineo. Per la generazione di Figura 1. Dispositivo di onde elastiche longitudinali con massa battente energizzazione battente. massa il piattello viene posizionato parallelamente al terreno, mentre, per la generazione di onde elastiche trasversali viene utilizzata un apposita sorgente, sempre con mazza battente, costituita da una struttura in alluminio su cui viene allocato il piattello in posizione verticale. La geometria dello stendimento dipende dagli obiettivi da raggiungere tramite la prospezione: la distanza intergeofonica incide sul dettaglio della sezione ricostruita mentre la lunghezza dello stendimento condiziona la profondità di investigazione che in funzione delle caratteristiche del terreno può variare tra 1/3 e 1/4 L (L lunghezza stendimento). I geofoni trasformano i movimenti relativi terreno-sensore in segnali elettrici che vengono trasportati attraverso un cavo sismico, dotato di tante coppie di conduttori metallici quanti sono i geofoni, verso il sismografo che li acquisisce e li elabora per la visualizzazione. Le rappresentazioni che si ottengono sono a traccia, cioè un diagramma con in ordinata il tempo espresso in ms (millisecondi) ed in ascissa le distanze dei geofoni dalla sorgente espresse in metri. I file che contengono le registrazioni sono in seguito trasferiti su computer ed elaborati con software appositi, che determinano attraverso l identificazione dei primi arrivi e delle velocità di propagazione delle onde, l andamento delle dromocrone. Queste sono curve tempi distanze dalle quali è possibile calcolare la profondità dei rifrattori. Per la definizione della geometria dei rifrattori si utilizzano diversi metodi con differenti gradi di complessità: metodo del tempo intercetto o convenzionale, metodo reciproco generalizzato GRM, metodo reciproco di Hawkins. Si producono in questo modo delle sezioni sismostratigrafiche che, utilizzando i valori di velocità per individuare le superfici di discontinuità, creano un modello del sottosuolo Cenni teorici sul metodo di indagine con tecnica masw Il metodo MASW è una tecnica di indagine non invasiva (non è necessario eseguire perforazioni o scavi e ciò limita i costi), che individua il profilo di velocità delle onde di taglio verticali Vs, basandosi sulla misura delle onde superficiali fatta in corrispondenza di diversi sensori (accelerometri o geofoni) posti sulla superficie del suolo. Il contributo predominante alle onde superficiali è dato dalle onde di Rayleigh, che viaggiano con una velocità correlata alla rigidezza della porzione di terreno interessata dalla propagazione delle onde. In un mezzo stratificato le onde di Rayleigh sono dispersive, cioè onde con diverse lunghezze d onda si propagano con diverse velocità di fase e velocità di gruppo (Achenbach, J.D., 1999, Aki, K. and Richards, P.G., 1980) o detto in maniera equivalente la velocità di fase (o di gruppo) apparente delle onde di Rayleigh dipende dalla frequenza di propagazione. La natura dispersiva delle onde superficiali è correlabile al fatto che onde ad alta frequenza con lunghezza d onda corta si propagano negli strati più superficiali e quindi danno informazioni sulla parte più superficiale del suolo, invece onde a bassa frequenza si propagano negli strati più profondi. Il metodo di indagine MASW si distingue in metodo attivo e metodo passivo (Zywicki, D.J.1999) o in una combinazione di entrambi. Nel metodo attivo le onde superficiali generate in un punto sulla superficie del suolo sono misurate da uno stendimento lineare di sensori. Nel metodo passivo lo stendimento dei sensori può essere sia lineare, sia circolare e si misura il rumore ambientale di fondo esistente. Il metodo attivo generalmente consente di ottenere una velocità di fase Pagina4

7 (o curva di dispersione) sperimentale apparente nel range di frequenze compreso tra 5Hz e 70Hz, quindi dà informazioni sulla parte più superficiale del suolo, sui primi 30m-50m, in funzione della rigidezza del suolo. Il metodo passivo in genere consente di tracciare una velocità di fase apparente sperimentale compresa tra 0 Hz e 10Hz, quindi dà informazioni sugli strati più profondi del suolo, generalmente al di sotto dei 50m, in funzione della rigidezza del suolo Caratteristiche della strumentazione utilizzata Per l esecuzione dell indagine sismica a rifrazione e tipo Masw è stato impiegato il seguente sistema di acquisizione di figura 2: Sismografo Pasi, mod. 16S24 (24 canali) a 24 bit; Cavo sismico 12 tracce 130 m intervallo 10 m attacchi singoli; Mazza di battuta kg 8; Prolunghe e materiale d uso; Geofoni verticale con frequenza propria di 4.5 Hz; Software Geo&Soft Intersism, Software Geopsy. Per la definizione del modello sismico dell area sono stati reperiti i dati sismici indagati attraverso l esecuzione di due stendimenti sismici tipo masw e due di tipo rifrazione e due indagini HVSR. Pagina5

8 2.4. Array superficiale di rilevamento utilizzato per lo stendimento sis 1 Lungo lo stendi mento sono state realizzate la sismica tipo rifrazione e quella tipo masw. Profilo sismico masw Lunghezza ml 22 N canali di registrazione 12 Distanza intergeofonica 2 ml Durata acquisizione tecnica a rifrazione 512 ms Passo campionamento tecnica a rirazione 125 µs Durata acquisizione tecnica tipo masw 1 S Passo campionamento tecnica tipo masw 0.25 ms Scoppi esterni in andata distanza in metri dal primo geofono Scoppi esterni in andata distanza in metri dal primo geofono Scoppio centrale Scoppi esterni in ritorno distanza in metri dal primo geofono Scoppi esterni in ritorno distanza in metri dal primo geofono 28 Ubicazione scoppi lungo stesa sismica masw Scoppi esterni in Scoppi esterni in Scoppi esterni in ritorno Scoppi esterni in ritorno andata andata Scoppio centrale distanza in metri dal distanza in metri dal distanza in metri dal distanza in metri dal primo geofono primo geofono primo geofono primo geofono Ubicazione scoppi lungo stesa sismica tipo rifrazione Pagina6

9 2.5. Risultati MASW Phase velocity m/sec Pagina7

10 Pagina8 PROFONDITA' METRI 2 4 (5 352,63) (10 688,33) , vs m/s Intervalli individuati: Spessore strato in metri Velocità onda S misurata in sito (m/s) 352,63 688,33 852,30 Il valore del VS30 è pari a 651,54 m/s. Valore compreso nel range di normativa compreso tra i 360 m/s e gli 800 m/s in cui sono classificati i suoli di categoria B.

11 2.6. Risultati SIS 1 sismica tipo rifrazone Pagina9

12 2.7. Array superficiale di rilevamento utilizzato per lo stendimento sis 2 Lungo lo stendi mento sono state realizzate la sismica tipo rifrazione e quella tipo masw. Profilo sismico masw Lunghezza ml 22 N canali di registrazione 12 Distanza intergeofonica 2 ml Durata acquisizione tecnica a rifrazione 512 ms Passo campionamento tecnica a rirazione 125 µs Durata acquisizione tecnica tipo masw 1 S Passo campionamento tecnica tipo masw 0.25 ms Scoppi esterni in andata distanza in metri dal primo geofono Scoppi esterni in andata distanza in metri dal primo geofono Scoppio centrale Scoppi esterni in ritorno distanza in metri dal primo geofono Scoppi esterni in ritorno distanza in metri dal primo geofono 28 Ubicazione scoppi lungo stesa sismica masw Scoppi esterni in Scoppi esterni in Scoppi esterni in ritorno Scoppi esterni in ritorno andata andata Scoppio centrale distanza in metri dal distanza in metri dal distanza in metri dal distanza in metri dal primo geofono primo geofono primo geofono primo geofono Ubicazione scoppi lungo stesa sismica tipo rifrazione Pagina10

13 2.8. Risultati MASW Phase velocity m/sec Pagina11

14 Pagina12 PROFONDITA' METRI 2 4 (4 348,78) 6 8 (8 659,64) , vs m/s Intervalli individuati: Spessore strato in metri Velocità onda S misurata in sito (m/s) 4 348, , ,20 Il valore del VS30 è pari a 694,60 m/s. Valore compreso nel range di normativa compreso tra i 360 m/s e gli 800 m/s in cui sono classificati i suoli di categoria B.

15 2.9. Risultati SIS 1 sismica tipo rifrazone Pagina13

16 3. Misure HVSR 3.1. Cenni sulla teoria della tecnica HVSR Le vibrazioni ambientali (o rumore sismico ambientale o microtremori) sono movimenti del terreno caratterizzati da ampiezze dell ordine di mm. Queste vibrazioni sono l effetto di una molteplicità di sorgenti agenti a diverse frequenze: onde marine e perturbazioni atmosferiche, ad esempio, contribuiscono al campo d onda prevalentemente a frequenze inferiori a 0.5 Hz; vento, traffico veicolare e attività industriali contribuiscono prevalentemente a frequenze superiori a 0.5 Hz. L indipendenza dinamica delle sorgenti e la molteplicità dei percorsi delle onde da esse generate spiegano la mancanza di regolarità nell andamento temporale del campo del microtremore. Se da un lato il carattere stocastico del fenomeno presenta difficoltà di tipo teorico, dall altro consente, mediante operazioni di tipo statistico, di ridurre la complessità dell analisi. Dato che il rumore è caratterizzato da lunghezze d onda anche molto grandi (decine o centinaia di metri), confrontabili con quelle tipiche dei fenomeni sismici, le tecniche di sismica passiva trovano un ideale applicazione negli studi della risposta sismica locale. In particolare, esse permettono di individuare situazioni sismo stratigrafiche potenzialmente responsabili di fenomeni di risonanza sismica, valutandone qualitativamente l entità, la determinazione dei periodi di risonanza delle coperture sedimentarie e la determinazione del profilo di velocità delle onde S fino a profondità dell ordine di diverse decine di metri. La metodologia, chiamata anche tecnica Nakamura (1989), è stata introdotta da Nogoshi e Igarashi (1971) sulla base di studi precedenti. Questa tecnica si basa essenzialmente sul rapporto spettrale H/V di rumore ambientale (seismic noise) e permette di valutare gli effetti locali di sito. Tale metodologia assume che i microtremori (il cosiddetto rumore di fondo) consistano principalmente di un tipo di onde superficiali, le onde di Rayleigh, che si propagano in un singolo strato soffice su semispazio e che la presenza di questo strato sia la causa dell amplificazione al sito. Secondo Nakamura la risposta di sito, o funzione di amplificazione di sito, può essere stimata sperimentalmente attraverso il rapporto tra lo spettro della componente orizzontale (H) rispetto a quello della componente verticale (V) dei microtremori registrati nello stesso sito. Numerose evidenze sperimentali mostrano che il metodo predice con efficacia le Frequenze di Risonanza (f 0 ) del mezzo investigato, ma non consente la stima del valore assoluto dell amplificazione (A max ) Pagina14

17 3.2. Acquisizione dei dati La tecnica HVSR permette in primo luogo di valutare la frequenza di vibrazione naturale di un sito. Le ipotesi alla base della tecnica sono: a) una concentrazione del contenuto in frequenza localizzato maggiormente in quelle basse (tipicamente al di sotto dei 20 Hz); b) assenza di sorgenti periodiche e/o con contenuto in alte frequenze; c) le sorgenti di rumore sono uniformemente distribuite intorno alla stazione di registrazione. Per l acquisizione è stato utilizzato un geofono triassiale a bassa frequenza (2Hz) dotato di bolla sferica per la corretta posizione, orientato secondo le direzioni geografiche Y=Ovest, X= Nord e collegato direttamente al Tromografo "ECHO TROMO HVSR3" 3.3. Acquisizione dei dati L indagine dinamica è stata condotta acquisendo le registrazioni di rumore sismico settando sullo strumento di acquisizione una frequenza di campionamento a 155 Hz per un tempo di registrazione di 1800sec Misura HVSR 1 Elaborazione dei dati acquisiti La determinazione della curva HVSR in sito prevede i seguenti steps: 1) Misura delle tre componenti x, y, z del moto in un punto sulla superficie libera del suolo per una durata di 30 min. 2) Eliminazione manuale da parte dell utente delle parti di segnale costituite dal disturbo arrecato da eventi transitori non conformi al rumore ambientale 3) Definizione degli N intervalli o finestre temporali stazionari entro cui calcolare le curve HVSR 4) Calcolo delle trasformate di Fourier delle tre componenti x, y, z del moto 5) Operazione di smoothing degli spettri di Fourier 6) Somma delle due componenti orizzontali x e y 7) Calcolo delle curve HVSR come rapporto spettrale tra la componente orizzontale H e la componente verticale V negli N intervalli temporali stazionari 8) Calcolo della curva HVSR media tra le N curve HVSR L elaborazione dei dati acquisiti per la determinazione delle frequenze di risonanza dei mezzi investigati, avvenuta secondo le indicazioni del progetto SESAME, è stata eseguita per mezzo del modulo Geopsy, software facente parte del progetto Geopsy.org a licenza open source ed installato su computer portatile HP ENVY dv6. Pagina15

18 3.5. Impostazioni per l acquisizione e l elaborazione Parametri di acquisizione Strumentazione Tromografo "ECHO TROMO HVSR3" Geofono 3D da superficie a 2Hz (prodotti da: Ambrogeo-strumenti per la geofisica) Sample Frequency 155 Hz Record Lenght 1800 sec Gain 1 Delay 0 Parametri per l elaborazione Durata totale analizzata 1800 sec Durata finestre 40 sec N finestre Smoothing Type Smoothing constant 40 Konno & Omhachi Intervallo di frequenze 0.5 Hz Hz Pagina16

19 3.6. Misura HVSR 1 Elaborati ottenuti In figura 4 si riporta il grafico della curva H/V dove: - la curva nera continua rappresenta il rapporto H/V medio - le curve nere tratteggiate sono le curve di confidenza, ossia il risultato della moltiplicazione (curva superiore) e divisione (curva inferiore) dei valori del rapporto medio per la deviazione standard - le due bande grigie identificano la frequenza principale, o f0, individuata automaticamente dal programma. La f0 del rapporto medio è esattamente al centro delle due bande mentre l area coperta dalle bande è ottenuta aggiungendo e sottraendo alla f0 del rapporto medio standard la deviazione standard delle f0 delle singole curve FIGURA 1: GRAFICO DELLA CURVA H/V Al fine di verificare la validità del rapporto H/V calcolato, è stata eseguita una elaborazione accessoria volta alla determinazione degli Spettri di Frequenza delle singole componenti: i tre grafici riportati nella figura 5 rappresentano i singoli spettri per ogni singola componente nella classica visualizzazione con: spettro medio (curve nera continua) _ curve di confidenza Pagina17

20 FIGURA 2: SPECTRUM RESULTS Pagina18

21 FIGURA 3: SPECTRUM SUMMARY I grafici in figura 6 rappresentano invece: a sinistra, gli spettri medi di tutte e tre le componenti; a destra, lo spettro medio complessivo e la sua deviazione standard. Studi recenti convergono nell assunzione di base che il noise consista principalmente di onde superficiali, e che le onde di Rayleigh siano prevalenti nelle componenti verticali; per cui se il rapporto H/V è indicativo dell ellitticità delle onde di Rayleigh, ellitticità a sua volta funzione della frequenza. A tal proposito è stata quindi calcolata la curva di ellitticità, ovvero la variazione del rapporto dell ampiezza dello spostamento del moto orizzontale rispetto al moto verticale con la frequenza (figura 7) la quale mostra un picco in corrispondenza della frequenza di risonanza del sito in corrispondenza del passaggio del moto da antiorario ad orario, e viene annullata la componente verticale. Pagina19

22 FIGURA 4: CURVA DI ELLITTICITÀ Al fine di ottenere altre informazioni che aiutano ad avere un idea della bontà dell indagine è stata valutata la stazionarietà 1 e la direzionalità 2 del rapporto H/V (figura 8) E- N-S FIGURA 5: STAZIONARIETÀ E DIREZIONALITA DEL RAPPORTO H/V 1 per stazionarietà si intende la stabilità del rapporto H/V lungo tutta la durata dell indagine 2 La direzionalità del rapporto H/V è invece l informazione riguardante la direzione di provenienza del segnale sul semispazio orizzontale Pagina20

23 E S N W FIGURA 6: DISPOSIZIONE DEL GEOFONO Il grafico della stazionarietà e direzionalità del rapporto H/V è ottenuto dalla produzione del rapporto H/V per ogni 10 di rotazione: esso, infatti, riporta sulle ascisse la frequenza e sulle ordinate la rotazione, mentre il colore rappresenta l ampiezza del rapporto. - Sull'asse x abbiamo il valore della frequenza, impostato nel range compreso tra 0,5 e Hz - Sull'asse y abbiamo il valore della direzione polare rispetto al nord: 0.00 corrisponde all'asse N/S corrisponde all'asse E/W Pagina 21 Il colore rappresenta il valore del rapporto H/V, i valori vengono indicati dalla legenda allegata viola rapporto 6, rosso rapporto 1.

24 3.7. Riassunto dei dati Misura HVSR 1 GEOPSY output version 1.1 Number of windows = 6 f0 from average = Number of windows for f0 = 6 f0 from windows = Standard deviation σ(f) = Peak amplitude σa(f) = # Frequency Average Min Max Ellipticity [A H/V] Stddev (H/V) [σ A(f)] Weight /2f0-2f0 f0/4-f Pagina22

25 f0-4f Pagina23

26 Pagina24

27 3.8. Misura HVSR 2 Elaborazione dei dati acquisiti La determinazione della curva HVSR in sito prevede i seguenti steps: 1) Misura delle tre componenti x, y, z del moto in un punto sulla superficie libera del suolo per una durata di 28min s. 2) Eliminazione manuale da parte dell utente delle parti di segnale costituite dal disturbo arrecato da eventi transitori non conformi al rumore ambientale 3) Definizione degli N intervalli o finestre temporali stazionari entro cui calcolare le curve HVSR 4) Calcolo delle trasformate di Fourier delle tre componenti x, y, z del moto 5) Operazione di smoothing degli spettri di Fourier 6) Somma delle due componenti orizzontali x e y 7) Calcolo delle curve HVSR come rapporto spettrale tra la componente orizzontale H e la componente verticale V negli N intervalli temporali stazionari 8) Calcolo della curva HVSR media tra le N curve HVSR L elaborazione dei dati acquisiti per la determinazione delle frequenze di risonanza dei mezzi investigati, avvenuta secondo le indicazioni del progetto SESAME, è stata eseguita per mezzo del modulo Geopsy, software facente parte del progetto Geopsy.org a licenza open source ed installato su computer portatile HP ENVY dv6. Pagina25

28 3.9. Impostazioni per l acquisizione e l elaborazione Parametri di acquisizione Strumentazione Tromografo "ECHO TROMO HVSR3" Geofono 3D da superficie a 2Hz (prodotti da: Ambrogeo-strumenti per la geofisica) Sample Frequency 155 Hz Record Lenght 28m sec Gain 1 Delay 0 Parametri per l elaborazione Durata totale analizzata 28m sec sec Durata finestre 20 sec N finestre Smoothing Type Konno & Omhachi Smoothing constant 40 Intervallo di frequenze 0.6 Hz Hz Pagina26

29 3.10. Misura HVSR 2 Elaborati ottenuti In figura 3 si riporta il grafico della curva H/V dove: - la curva nera continua rappresenta il rapporto H/V medio - le curve nere tratteggiate sono le curve di confidenza, ossia il risultato della moltiplicazione (curva superiore) e divisione (curva inferiore) dei valori del rapporto medio per la deviazione standard - le due bande grigie identificano la frequenza principale, o f0, individuata automaticamente dal programma. La f0 del rapporto medio è esattamente al centro delle due bande mentre l area coperta dalle bande è ottenuta aggiungendo e sottraendo alla f0 del rapporto medio standard la deviazione standard delle f0 delle singole curve FIGURA 3: GRAFICO DELLA CURVA H/V Al fine di verificare la validità del rapporto H/V calcolato, è stata eseguita una elaborazione accessoria volta alla determinazione degli Spettri di Frequenza delle singole componenti: i tre grafici riportati nella figura 4 rappresentano i singoli spettri per ogni singola componente nella classica visualizzazione con: spettro medio (curve nera continua) _ curve di confidenza La determinazione dello spettro di frequenza per ogni singolo asse permette di conoscere quali sono le frequenze principali che si manifestano nel sito Pagina27

30 FIGURA 7: SPECTRUM RESULTS Pagina28

31 FIGURA 8: SPECTRUM SUMMARY I grafici in figura 4 rappresentano invece: a sinistra, gli spettri medi di tutte e tre le componenti; a destra, lo spettro medio complessivo e la sua deviazione standard. Studi recenti convergono nell assunzione di base che il noise consista principalmente di onde superficiali, e che le onde di Rayleigh siano prevalenti nelle componenti verticali; per cui se il rapporto H/V è indicativo dell ellitticità delle onde di Rayleigh, ellitticità a sua volta funzione della frequenza. A tal proposito è stata quindi calcolata la curva di ellitticità, ovvero la variazione del rapporto dell ampiezza dello spostamento del moto orizzontale rispetto al moto verticale con la frequenza (figura 5) la quale mostra un picco in corrispondenza della frequenza di risonanza del sito in corrispondenza del passaggio del moto da antiorario ad orario, e viene annullata la componente verticale. Pagina29

32 FIGURA 9: CURVA DI ELLITTICITÀ Al fine di ottenere altre informazioni che aiutano ad avere un idea della bontà dell indagine è stata valutata la stazionarietà 3 e la direzionalità 4 del rapporto H/V (figura 6) 3 per stazionarietà si intende la stabilità del rapporto H/V lungo tutta la durata dell indagine 4 La direzionalità del rapporto H/V è invece l informazione riguardante la direzione di provenienza del segnale sul semispazio orizzontale Pagina30

33 E- N-S FIGURA 10: STAZIONARIETÀ E DIREZIONALITA DEL RAPPORTO H/V Il grafico della stazionarietà e direzionalità del rapporto H/V è ottenuto dalla produzione del rapporto H/V per ogni 10 di rotazione: esso, infatti, riporta sulle ascisse la frequenza e sulle ordinate la rotazione, mentre il colore rappresenta l ampiezza del rapporto. - Sull'asse x abbiamo il valore della frequenza, impostato nel range compreso tra 0,5 e Hz - Sull'asse y abbiamo il valore della direzione polare rispetto al nord: 0.00 corrisponde all'asse N/S corrisponde all'asse E/W Il colore rappresenta il valore del rapporto H/V, i valori vengono indicati dalla legenda allegata viola rapporto 6, rosso rapporto 1. Pagina31

34 3.11. Riassunto dei dati misura HVSR 2 GEOPSY output version 1.1 Number of windows = 9 f0 from average = Number of windows for f0 = 9 f0 from windows = Standard deviation σ(f) = 0.62 Peak amplitude σa(f) = /4f0-f0 Frequency Average Min Max Stddev Pagina32

35 1/2f0-2f0 f0-4f Pagina33

36 CLASSE TOPOGRAFICA I fenomeni di amplificazione topografica sono legati alla configurazione topografica del piano campagna. La modifica delle caratteristiche del moto sismico per effetto della geometria superficiale del terreno va attribuita alla focalizzazione delle onde sismiche in prossimità della cresta dei rilievi a seguito dei fenomeni di riflessione delle onde sismiche ed all interazione tra il campo d onda incidente e quello diffratto. I fenomeni di amplificazione cresta-base aumentano in proporzione al rapporto tra l altezza del rilievo e la sua larghezza. L area ricade in Classe topografica T1. Classe topografica Ubicazione dell opera St T1 Superficie pianeggiante, pendii e rilievi isolati con inclinazione media i 15 1,0 T2 Pendi con inclinazione media > T3 Rilievi con larghezza in cresta molto minore che alla base e inclinazione media 15 i T4 Rilievi con larghezza in cresta molto minore che alla base e inclinazione media i > Pagina34

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38 TABELLA DI SINTESI DATI GEOLOGICI ALLEGATO 2 (ai sensi dell art 3, comma 6, lettera i del Regolamento Regionale N 7 del 28 giugno testo coordinato con le modifiche ed integrazioni di cui al R.R. n. 2 del 19 marzo 2013) Condizioni stratigrafiche e topografiche a) Approccio utilizzato per la valutazione dell amplificazione Semplificato Numerico mono-dimensionale Numerico bi-dimensionale Posizione del punto d indagine: b) Latitudine della stratigrafia 39, c) Longitudine della stratigrafica 16, d) Quota del piano campagna [m. s.l.m.] 684 e) Differenza fra la quota del piano campagna e la quota di imposta delle fondazioni [m] - si veda relazione progettista. f) Metodo di calcolo della velocità delle onde di taglio (Vs 30 ) DOWN-HOLE SPT/CU SASW MASW CROSS-HOLE Altre misure g) Sismostratigrafia utilizzata nella modellazione derivante dalle indagini geognostiche e sismiche eseguite a partire dal piano campagna: Litologia Coltre superficiale sabbiosa Sabbie limose deb. ghiaiose Sabbie ghiaiose con ciottoli Ghiaia e ghiaia cementata Descrizione Orizzonte di copertura scarsamente pedogenizzato a componente sabbiosa Orizzonte sabbioso con lenti limose e ghiaiose derivante dall alterazione della formazione rocciosa Ghiaie cementate derivante dall alterazione Profondità dello strato base dal piano di campagna [m] (1) 1,00 (profondità da prova penetrometrica) 3,80 (profondità da prova penetrometrica) 5,00 (profondità media da prova masw) 15,00 (profondità media da prova masw) Formazione rocciosa 40,00 (profondità media da prova masw) Vs [m/s] 352,63 (dato da prova masw) 688,33 (dato da prova masw) 852,30 (dato da prova masw) 1 di 2

39 TABELLA DI SINTESI DATI GEOLOGICI ALLEGATO 2 (ai sensi dell art 3, comma 6, lettera i del Regolamento Regionale N 7 del 28 giugno testo coordinato con le modifiche ed integrazioni di cui al R.R. n. 2 del 19 marzo 2013) h) Categoria topografica T1 Geologia: informazioni generali - Categoria di sottosuolo: B - Profondità del Bedrock: > 30 metri < 30 metri Sconosciuta - Stratificazione del deposito: NO - Presenza di discontinuità: NO - Presenza di faglie capaci: NO - Presenza di frana NO - Profondità della falda [m]: - 30 metri Morfologia: informazioni generali Ubicazione dell opera Pianura o Pianura aperta o Fondovalle di valle stretta (C>0.25) o Fondovalle di valle larga (C<0.25) Rilievo isolato o Alla base del pendio o A metà del pendio o Sulla sommità o in cresta Cresta stretta Cresta larga 2 di 2