Al fine di procedere ad una caratterizzazione geologica e geotecnica, del sito interessato dal progetto, la sottoscritta si avvale sia di indagini eseguite in aree limitrofe per “L’ampliamento del Cimitero Comunale” che di indagini sismiche eseguite all’interno dell’edificio in oggettoi:
o Esecuzione di prospezioni simiche a rifrazione e MASW per la determinazione delle Vseq;
o
Esecuzione di prove penetrometriche SPT;Figura 6 : Stralcio dell’ortofoto con ubicazione delle indagini Ubicazione indagini per
ampliamento cimitero
Indagini simiche all’interno del sito
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6.1 Prova sismica a rifrazione
L’esplorazione sismica è stata eseguita all’interno del sito (nel cortile) al fine di avere indicazioni di carattere generale circa la litologia dell’area oggetto di studio.
Il metodo dell’indagine sismica a rifrazione, consiste nel provocare delle onde sismiche che si propagano nei terreni con velocità che dipendono dalle caratteristiche di elasticità degli stessi. In presenza di particolari strutture, possono essere rifratte e ritornare in superficie, dove, tramite appositi sensori (geofoni), posti a distanza nota dalla sorgente lungo la linea retta, si misurano i tempi di arrivo delle onde longitudinali (P ed S), al fine di determinare le velocità (Vp) e (Vs) con cui tali onde coprono le distanze tra la sorgente ed i vari ricevitori. I dati, così ottenuti, sono dati riportati su diagrammi cartesiani aventi in ascissa le distanze e in ordinata i tempi dei primi arrivi dell’onda proveniente dalla sorgente. In questo modo, si ottengono delle curve (dromocrone) che, in base ad una metodologia interpretativa basata essenzialmente sulla legge di Snell, ci permettono di determinare la velocità di propagazione delle onde e le costanti elastiche dei tereni attraversati.
Complessivamente è stato eseguito n°1 profilo sismico coniugati della lunghezza di 66m, adottando una distanza tra i geofoni di 6 metri.
L’energizzazione è stata ottenuta utilizzando un martello del peso di 5 Kg ed una piastra circolare.
Le onde così generate sono state registrate con un sismografo a 12 canali della GEOMETRICS ES1225, il quale consente di ottenere le misurazioni dei tempi di arrivo delle onde sismiche che si propagano nel sottosuolo.
Per quanto riguarda l’interpretazione dei dati di campagna, è stata effettuata tramite l’applicazione congiunta e computerizzata del metodo Palmer (GRM) e delle intercette, che consente di tener conto delle variazioni laterali di velocità nella costruzione del modello interpretativo.
Le indagini hanno permesso la ricostruzione dei rapporti geometrici dei sismostrati, consentendo di determinare con buona approssimazione la stratigrafia e l’eventuale andamento in profondità di strutture geologiche di rilievo. L’elaborazione dei dati raccolti ha inoltre consentito il calcolo delle velocità delle onde di volume (Vp Vs) e della profondità degli orizzonti rifrangenti con le relative inclinazioni.
L’indagine sismica a rifrazione eseguita sul sito in oggetto ha permesso di individuare il seguente profilo sismico, composto da due sismostrati, caratterizzati da due differenti velocità Vp.
Il primo caratterizzato da Vp pari a 587 m/s è da attribuire allo spessore di terreno di vegetale e/o Sabbie limose; il secondo invece è caratterizzato da Vp di 1191 m/s tali velocità fanno supporre l’esistenza di un deposito sabbioso mediamente addensato.
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6.2 Prova sismica con metodologia MASW (Multichannel analysis of surface waves)
Con l'entrata in vigore del D.M. 14 gennaio 2008, la stima della pericolosità sismica viene definita mediante un approccio “sito dipendente” e non più tramite un criterio “zona dipendente”. L’azione sismica di progetto in base alla quale valutare il rispetto dei diversi stati limite presi in considerazione viene definita partendo dalla “pericolosità di base“ del sito di costruzione, che è l’elemento essenziale di conoscenza per la determinazione dell’azione sismica.
A tal fine si rende necessario la caratterizzazione geofisica e geotecnica del profilo stratigrafico del suolo, da individuare in relazione ai parametri di velocità delle onde di taglio mediate sui primi 30 metri di terreno.
Per ogni categoria del suolo (A-B-C-D-E) è fissata una descrizione litostratigrafica, con ad essa associati i parametri di riferimento geotecnici e sismici.
Analisi del segnale con tecnica MASW
Secondo l’ipotesi fondamentale della fisica lineare (Teorema di Fourier) i segnali possono essere rappresentati come la somma di segnali indipendenti, dette armoniche del segnale. Tali armoniche, per analisi monodimensionali, sono funzioni trigonometriche seno e coseno, e si comportano in modo indipendente non interagendo tra di loro. Concentrando l’attenzione su ciascuna componente armonica il risultato finale in analisi lineare risulterà equivalente alla somma dei comportamenti parziali corrispondenti alle singole armoniche. L’analisi di Fourier (analisi spettrale FFT) è lo strumento fondamentale per la caratterizzazione spettrale del segnale. L’analisi delle onde di Rayleigh, mediante tecnica MASW, viene eseguita con la trattazione spettrale del segnale nel dominio trasformato dove è possibile, in modo abbastanza agevole, identificare il segnale relativo alle onde di Rayleigh rispetto ad altri tipi di segnali, osservando, inoltre, che le onde di Rayleigh si propagano con velocità che è funzione della frequenza. Il legame velocità frequenza è detto spettro di dispersione. La curva di dispersione individuata nel dominio f-k è detta curva di dispersione sperimentale, e rappresenta in tale dominio le massime ampiezze dello spettro.
Modellizzazione
E’ possibile simulare, a partire da un modello geotecnico sintetico caratterizzato da spessore, densità, coefficiente di Poisson, velocità delle onde S e velocità delle Onde P, la curva di dispersione teorica la quale lega velocità e lunghezza d’onda secondo la relazione:
Modificando i parametri del modello geotecnico sintetico, si può ottenere una sovrapposizione della curva di dispersione teorica con quella sperimentale: questa fase è detta di inversione e consente di determinare il profilo delle velocità in mezzi a differente rigidezza.
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Modi di vibrazione
Sia nella curva di inversione teorica che in quella sperimentale è possibile individuare le diverse configurazioni di vibrazione del terreno. I modi per le onde di Rayleigh possono essere: deformazioni a contatto con l’aria, deformazioni quasi nulle a metà della lunghezza d’onda e deformazioni nulle a profondità elevate.
Profondità di indagine
Le onde di Rayleigh decadono a profondità circa uguali alla lunghezza d’onda. Piccole lunghezze d’onda (alte frequenze) consentono di indagare zone superficiali mentre grandi lunghezze d’onda (basse frequenze) consentono indagini a maggiore profondità.
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PROFILO 01 Tracce
N. tracce 12
Durata acquisizione [msec] 2000.0 Interdistanza geofoni [m] 2.0 Periodo di campionamento
[msec]
1.00
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Analisi spettrale
Frequenza minima di elaborazione [Hz] 1 Frequenza massima di elaborazione [Hz] 100 Velocità minima di elaborazione [m/sec] 1 Velocità massima di elaborazione [m/sec] 1000
Intervallo velocità [m/sec] 1
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Risultati
Grazie alla tecnica MASW descritta precedentemente è stato possibile giungere all’individuazione della categoria del suolo per l’area indagata.
Suolo di tipo B: Rocce tenere e depositi di terreni a grana grossa molto addensati o terreni a grana fina molto consistenti, caratterizzati da un miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di velocità equivalente compresi tra 360 m/s e 800 m/s.
6.2.1 Stima della Pericolosità sismica di base
Le azioni sismiche di progetto si definiscono a partire dalla “pericolosità sismica di base”
del sito di costruzione, che è descritta dalla probabilità che, in un fissato lasso di tempo (“periodo di riferimento” VR espresso in anni), in detto sito si verifichi un evento sismico di entità almeno pari ad un valore prefissato; la probabilità è denominata “Probabilità di eccedenza o di superamento nel periodo di riferimento” PVR
La stima della pericolosità sismica è basata su una griglia di 10751 punti ove viene fornita la terna di valori ag Fo e T*C per nove distinti periodi, dove:
-ag accelerazione orizzontale massima al sito;
-Fo valore massimo del fattore di amplificazione dello spettro in accelerazione Orizzontale;
-T*C periodo di inizio del tratto a velocità costante dello spettro in accelerazione Orizzontale.
E’ stata determinata, quindi, la maglia di riferimento (cfr. Figura 7) in base alle tabelle dei parametri spettrali fornite dal ministero e, sulla base della maglia interessata, si sono determinati i valori di riferimento del punto come media pesata dei valori nei vertici della maglia moltiplicati per le distanze dal punto.
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Cell. 348.2991501 luisiana.serravalle@gmail.com – luisiana.serravalle@epap.sicurezzapostale.it 23 Figura 7: nodi del reticolo di riferimento
Nella Tabella 1 sono riportati i valori ag Fo e T*C per nove distinti Periodi(Tr).
Tr (anni) ag
Le azioni sismiche su ciascuna opera vengono valutate in relazione ad un periodo di riferimento VR che si ricava per ciascun tipo di opera, moltiplicando la vita nominale VN per il coefficiente d’uso Cu . Trattandosi della costruzione di un ascensore ad uso di una scuola pertanto di un edificio pubblico essa rientra nella Classe d’Uso IV pertanto si suppone :
Tipo di costruzione II
Classe d’Uso IV
VN -Vita nominale dell’opera (Tab. 2.4.1 delle NTC/2008) ≥50 anni
Cu -Coefficiente d’uso della costruzione 2,0
Sito in oggetto
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Risulta un valore della VR pari a 100 anni
Per determinare la terna di valori ag Fo e T*C relativa al progetto sono stati calcolati i periodi di ritorno per la definizione dell’azione sismica Tr (in anni) riportati in Tabella 2.
Successivamente sono stati determinati i valori ag Fo e T*C per i periodi di ritorno associati a ciascuno Stato limite .
Stati Limite Probabilità di superamento Tr (anni)
SLO -Operativita’- 81% 60
SLD – Danno- 63% 101
SLV –Salvaguardia della vita 10% 949
SLC – Prevenzione del collasso 5% 1950
Tabella 2
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7. CARATTERIZZAZIONEFISICAEMECCANICADEITERRENIEDEFINIZIONEDEI