REGIONE VALLE D AOSTA COMUNE DI AYAS COMMITTENTE: CHP s.r.l. OGGETTO: ESECUZIONE PROVA MASW NEL COMUNE DI AYAS NELLA FRAZIONE DI CHAMPOLUC REPORT PROVA TORINO 12/07/2016 Dott. Geol. Andrea DANIELE Via Vincenzo Lancia 41, 10141 TORINO N 421 Ordine Regionale del Piemonte Cell. +39 348 2715324 CF DNLNDR69S15L219T P/IVA 07780960014 Mail andrea.daniele2015@gmail.com PEC andrea.daniele@pec.geologipiemonte.it
Sommario 1. PREMESSA... 2 2. UBICAZIONE STESA SISMICA... 2 3. MODALITA ESUCUTIVA... 3 3.1. Note metodologiche... 3 3.2. Strumentazione utilizzata... 4 3.3. Geometria stesa... 4 4. RISULTATO INDAGINE... 5 4.1. Tracce misurate e spettro... 6 4.2. Curve di dispersione non elaborate... 7 4.3. Curve di dispersione sperimentali... 8 4.4. Curve di dispersione elaborate... 10 4.5. Calcolo VS30... 11 5. CATEGORIA DEL SOTTOSUOLO... 12 1
1. PREMESSA Su incarico della Società CHP s.r.l. è stata realizzata una prova simica in modalità MASW nel Comune di Ayas (AO) nella Frazione di Champoluc. La presente relazione illustra i risultati della prove eseguita. 2. UBICAZIONE STESA SISMICA Di seguito è riportata l estratto della CTR con l ubicazione dell area indagata e la foto aerea con riportato lo stendimento e l ubicazione dei geofoni 1 e 24, rappresentanti l inizio e la fine della stesa. 2
3. MODALITA ESUCUTIVA 3.1. Note metodologiche La prova MASW (Multichannel Analysis of Surface Waves) è una tecnica di indagini non invasiva utile al calcolo del parametro Vs30 basata sulla misura delle onde superficiali fatta in corrispondenza di diversi sensori (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 e quindi interessano gli strati più profondi del suolo Il metodo MASW consiste in tre fasi (Roma, 2002): 1. la prima fase prevede il calcolo della velocità di fase (o curva di dispersione) apparente sperimentale; 2. la seconda fase consiste nel calcolare la velocità di fase apparente numerica; 3. la terza ed ultima fase consiste nell individuazione del profilo di velocità delle onde di taglio verticali Vs, modificando opportunamente lo spessore h, le velocità delle onde di taglio Vs e di compressione Vp (o in maniera alternativa alle velocità Vp è possibile assegnare il coefficiente di Poisson u), la densità di massa r degli strati che costituiscono il modello del suolo, fino a raggiungere una sovrapposizione ottimale tra la velocità di fase (o curva di dispersione) sperimentale e la velocità di fase (o curva di dispersione) numerica corrispondente al modello di suolo assegnato. 3
3.2. Strumentazione utilizzata Per la realizzazione di una stesa sismica a rifrazione è necessaria la seguente strumentazione: 1. Sismografo acquisitore; 2. Geofoni; 3. Sorgente; 4. Cavi sismici 5. Trigger e cavo del trigger. Le indagini sono state eseguite mediante sistema di acquisizione a 24 canali, costituito da sismografo digitale AMBROGEO modello ECHO 24/2002, collegato ad una catena di 24 geofoni con una frequenza di 10Hz. Per l energizzazione è stata utilizzata una mazza battente di 10 kg In fase di elaborazione è stato utilizzato il Programma MASW2007. 3.3. Geometria stesa Nello stendimento di sismica MASW realizzato sono stati individuati 2 punti di energizzazione a differenti distanze dalla catena di geofoni, posizionata con una distanza intergeofonica fissa di 2 m. Per ogni postazione sono stati effettuati e registrati 3 scoppi. Di seguito è restituita la geometria della stesa, non sono state apportate modifiche topografiche: Geofono/scoppio Ubicazione (m) Quota (m s.l.m.) Geofono/scoppio Ubicazione (m) Quota (m s.l.m.) Posizione scoppio 1 0.00 0.00 Geofono 13 26.00 0.00 Geofono 1 2.00 0.00 Geofono 14 28.00 0.00 Geofono 2 4.00 0.00 Geofono 15 30.00 0.00 4
Geofono/scoppio Ubicazione (m) Quota (m s.l.m.) Geofono/scoppio Ubicazione (m) Quota (m s.l.m.) Geofono 3 6.00 0.00 Geofono 16 32.00 0.00 Geofono 4 8.00 0.00 Geofono 17 34.00 0.00 Geofono 5 10.00 0.00 Geofono 18 36.00 0.00 Geofono 6 12.00 0.00 Geofono 19 38.00 0.00 Geofono 7 14.00 0.00 Geofono 20 40.00 0.00 Geofono 8 16.00 0.00 Geofono 21 42.00 0.00 Geofono 9 18.00 0.00 Geofono 22 44.00 0.00 Geofono 10 20.00 0.00 Geofono 23 46.00 0.00 Geofono 11 22.00 0.00 Geofono 24 48.00 0.00 Geofono 12 24.00 0.00 Posizione scoppio 2 50.00 0.00 4. RISULTATO INDAGINE Nei seguenti paragrafi vengono riportati i risultati ottenuti per due scoppi considerati i più rappresentativi tra quelli realizzati nella modalità MASW, uno posto all inizio (n 1) e l altro al termine della stesa (n 2). 5
4.1. Tracce misurate e spettro SCOPPIO 1 Numero geofoni: 24 Campionamento: 125 us Durata acquisizione: 1000 ms SCOPPIO 2 Numero geofoni: 24 Campionamento: 125 us Durata acquisizione: 1000 ms 6
4.2. Curve di dispersione non elaborate SCOPPIO 1 Frequenza iniziale: 2 Hz Frequenza finale: 70 Hz SCOPPIO 2 Frequenza iniziale: 2 Hz Frequenza finale: 70 Hz 7
4.3. Curve di dispersione sperimentali SCOPPIO 1 Freq. [Hz] min Max Freq. [Hz] 6.47508 505.843 490.615 521.071 27.0833 195.191 8.29627 408.384 393.155 423.612 30.9174 189.1 10.9801 320.061 301.787 338.335 34.464 192.145 13.0889 277.422 262.194 292.65 38.3939 201.282 15.6769 259.149 243.921 274.377 42.899 189.1 19.0317 231.738 216..51 246.966 45.9662 198.237 23.7285 198.237 186.054 210.419 49.5128 201.282 min Max 183.009 207.374 173.872 204.328 176.917 207.374 186.054 216.51 164.735 213.465 183.009 213.465 183.009 219.556 8
SCOPPIO 2 Freq. [Hz] min Max Freq. [Hz] 9.78239 378.529 369..73 387.327 34.5063 233.355 11.0139 312.54 305.942 319.139 37.5376 228.956 12.7189 259.75 253.151 266.349 40.4741 220.157 14.803 220.157 211.359 228.956 42.1792 217.957 17.6448 224.556 211.359 237.754 46.3473 222.357 21.6233 224.556 204..76 244.353 48.6207 220.157 24.8441 226.756 213.558 239.954 50.9889 224.556 28.5385 233.355 222.357 244.353 52.694 228.956 30.433 220.157 206.959 233.355 min Max 220.157 246.552 222.357 235.554 215.758 224.556 211.359 224.556 217.957 226.756 213.558 226.756 209.159 239.954 220.157 237.754 9
4.4. Curve di dispersione elaborate SCOPPIO 1 SCOPPIO 2 Verde Punti sperimentali Azzurro Modi di Rayleigh Blu Curva di dispersione numerica apparente Rosso Curva di dispersione numerica effettiva Verde Punti sperimentali Azzurro Modi di Rayleigh Blu Curva di dispersione numerica apparente Rosso Curva di dispersione numerica effettiva 10
4.5. Calcolo VS30 SCOPPIO 1 N livello Limiti livello Potenza Densità Poisson Vs da m a m m Kg/m 3 m/s 1 0 2 2 1800 0.2 202 2 2 5 3 1800 0.48 204 3 5 8 3 1800 0.48 281 4 8 12 4 1800 0.48 349 5 12 16 4 1800 0.48 414 6 16 21 5 1800 0.48 500 7 21 26 5 1800 0.48 550 8 26 30 4 1800 0.48 592 Vs30 368 SCOPPIO 2 N livello Limiti livello Potenza Densità Poisson Vs da m a m m Kg/m 3 m/s 1 0 2 2 1800 0.2 254 2 2 5 3 1800 0.48 247 3 5 8 3 1800 0.48 352 4 8 12 4 1800 0.48 347 5 12 16 4 1800 0.48 421 6 16 21 5 1800 0.48 421 7 21 26 5 1800 0.48 530 8 26 30 4 1800 0.48 530 Vs30 387 0 Vs (m/s) 5 10 Profondità (m) 15 20 25 30 0 200 400 600 800 Scoppio 1 Scoppio 2 M edia 11
5. CATEGORIA DEL SOTTOSUOLO Dai risultati ottenuti il sottosuolo indagato risulta verosimilmente assimilabile alla categoria B così definita nella nuova normativa sismica: Depositi di sabbie o ghiaie molto addensate o argille molto consistenti, con spessori di diverse decine di metri, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità, caratterizzati da valori di Vs30 compresi tra 360 m/s e 800 m/s (ovvero resistenza penetrometrica N SPT > 50, o coesione non drenata cu>250 kpa) 12