Vl Valutazione sperimentale e numerica dll dellarisposta sismica di rilievi isolati: tre casi di studio in Abruzzo

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1 31 Convegno Nazionale Tema 2 sessione 2.2 Effetti di sito Potenza 20 Novembre 2012 Vl Valutazione sperimentale e numerica dll dellarisposta sismica di rilievi isolati: tre casi di studio in Abruzzo Pagliaroli A 1, Avalle A 1, Galadini F 2, Falcucci E 2, Gori S 2, Scardia G 1, Giaccio B 1, Messina P 1, Sottili G 1, Galli P 3, Peronace E 1, Quadrio B 1, Simionato M 1 1 IGAG-CNR, 2 INGV, 3 DPC

2 Il terremoto del 6 Aprile 2009 (Mw=6.3) Castelvecchio Subequo I= VII MCS Distanza epicentrale 50 km Castel di Ieri I= VI-VII MCS Distanza epicentrale 50 km Bugnara I= VI MCS Distanza epicentrale 55 km Galli P. e Camassi R. (eds.), Rapporto sugli effetti del terremoto aquilano del 6 aprile Rapporto congiunto DPC-INGV.

3 METODOLOGIA DI STUDIO Studio degli effetti localili nell ambito delle attività ità IGAG-INGVINGV per la ricostruzione post sisma del 2009 esecuzione di misure di rumore ambientale con configurazione a stazione singola (Sismometro Lennartz LE3D-5s a tre componenti); elaborazione delle misure con la tecnica HVSR al fine di individuare le zone suscettibili di amplificazione del moto sismico e di identificare le corrispondenti frequenze fondamentali; definizione del modello di sottosuolo attraverso rilievi geologici e strutturali tt di dtt dettaglio e caratterizzazione i meccanica di dei materiali attraverso indagini geofisiche pregresse e integrative; esecuzione di analisi i numeriche ih bidimensionalii nelle areeindividuate idiid come suscettibili di amplificazione (codice FEM QUAD4M); f l f i i di lifi i ih l f confronto tra le funzioni di amplificazione numeriche ele frequenze fondamentali determinate sperimentalmente.

4 Castelvecchio Subequo Il terremoto e del 6 Aprile 2009 (Mw=6.3) Esiti di agibilità, comune di Castelvecchio S. Castelvecchio S. I= VII MCS

5 Castelvecchio Subequo Inquadramento geologico e strutturale Marzorati et al. (2011) Gori e Falcucci (2012)

6 Misure di rumore ambientale e Castelvecchio Subequo 55 misure (di cui 7 su edifici della zona rossa) di durata min Elaborazione tramite tecnica HVSR con rotazione delle componenti orizzontali Due zone di massima ampiezza H/V in accordo con esiti di agibilità e caratteristiche strutturali dell ammasso Evidente polarizzazione in direzione trasversale alla rupe nel campo 4-8 Hz Frequenze proprie di vibrazione edifici: 4-8 Hz (risonanza?)

7 Misure di rumore ambientale e Castelvecchio Subequo 55 misure (di cui 7 su edifici della zona rossa) di durata min Elaborazione tramite tecnica HVSR con rotazione delle componenti orizzontali Due zone di massima ampiezza H/V in accordo con esiti di agibilità e caratteristiche strutturali dell ammasso Evidente polarizzazione in direzione trasversale alla rupe nel campo 4-8 Hz Frequenze proprie di vibrazione edifici: 4-8 Hz (risonanza?)

8 Incontro Annuale dei Ricercatori di Geotecnica 2012 IARG 2012, Padova 2-4 luglio 2012 Scelta dell input sismico s Spettro di riferimento: NTC-08, T R =475 anni Database: ITACA Finestra di ricerca: M=6-7, d < 25 km Spettro medio Spettro di riferimento (NTC-08, T R =475 anni) Upper tolerance (+30%) Lower tolerance (-10%) ttrale Sa(g) Acc celerazione spet : media valle dell Aterno (Mw=6.5) 12: Fucino (Mw=7.0) Periodo T(s)

9 Modellazioni o numeriche e Castelvecchio Subequo Analisi 2D visco-elastiche lineari eseguite sulla sezione 1 Modello di sottosuolo costruito inizialmente sulla base dei risultati di 4 MASW e calibrato sulla base delle misure di rumore ambientale Tre modelli di sottosuolo a complessità crescente: 1) omogeneo, 2) eterogeneo, 3) a lastre (approssimazione del comportamento discontinuo dell ammasso) Modello omogeneo Modello eterogeneo Modello a lastre

10 Modellazioni o numeriche e Castelvecchio Subequo Due picchi di amplificazione nel campo 2-9 Hz Il primo picco (3-4 Hz) è riconducibile ad un fenomeno di risonanza dell intera rupe Il secondo picco (più elevato secondo le misure di rumore) è riprodotto in maniera più soddisfacente dal modello a lastre 3 2 A Frequenza (Hz)

11 Castel di Ieri Inquadramento geologico e strutturale Rupe carbonatica caratterizzata da intensa fratturazione specie nella porzione meridionale Sensibile asimmetria in direzione WSW-ENE

12 Misure di rumore ambientale e Castel di Ieri

13 Castel di Ieri Modellazioni o numeriche e (cresta/inp put) Vs = 1000 m/s Vs = 700 m/s Analisi eseguite sulla sezione orientata circa NS Primo picco : risonanza intera rupe Secondo picco : oscillazione della porzione meridionale (maggior grado di fratturazione e apertura delle fratture) A Frequenza (Hz)

14 Bugnara Inquadramento geologico g e strutturale Il rilievo è costituito i da brecce in appoggio sul basamento carbonatico

15 Bugnara Misure di rumore ambientale: e: risultati

16 Bugnara Misure di rumore ambientale: e: risultati

17 Modellazioni o numeriche e Ampie ezza (cresta a/input) Vs = 500 m/s Vs = 550 m/s Vs = 1000 m/s Castello Bugnara analisi 2D analisi 1D Frequenza (Hz) Picco a 2.5 Hz (1D+2D): probabile coincidenza tra risonanza del deposito di brecce e risonanza 2D del rilievo Picco a 4 Hz: focalizzazione??

18 CONCLUSIONI Efficaciai dll delle misure di rumore ambientale (analisi i di dei rapporti H/V direzionali) nello studio degli effetti di sito in configurazioni geomorfologiche g e geologiche g complesse. L'entità dei picchi H/V è efficace nella delimitazione della aree maggiormente suscettibili a fenomeni di amplificazione locale Compresenza degli effetti indotti dalle caratteristiche morfologiche e di quelli legati alla presenza di porzioni fratturate dell'ammasso (CVS, CDI) o di coperture meno rigide (Bugnara) Una corretta interpretazione dei fenomeni fisici nonché la valutazione quantitativa della risposta locale, non può prescindere da un approccio che integri le tecniche sismologiche con la modellazione numerica basata su un'accurata caratterizzazione geologico-geomorfologica geomorfologica, strutturale e geotecnica Le misure di rumore ben si prestano ad una calibrazione del modello Le misure di rumore ben si prestano ad una calibrazione del modello numerico in contesti caratterizzati spesso da difficoltà esecutive ed interpretative delle indagini geofisiche attive