9. ANALISI DELLA PERICOLOSITA’ GEOLOGICA

Carta di classificazione dei suoli Schmertmann (1978)

Schmertmann (1978)

CPT vs. DPSH

discussione in aula

9. ANALISI DELLA PERICOLOSITA’ GEOLOGICA

1. Rischio idraulico

2 Rischio geomorfologico 2. Rischio geomorfologico

3. Rischio cavità

3. Rischio cavità

4. Rischio sismico

Scenari di pericolosità sismica a scala locale durante un terremoto distruttivo rispetto ad un sito roccioso di riferimento con superficie distruttivo rispetto ad un sito roccioso di riferimento con superficie

libera orizzontale (da T. Crespellani, 1999, modificato)

3.a- Effetti di bordo

2.a- Crolli di roccia

3.b- Effetti topografici

2.c- Instabilità di pendii

Sito di riferimento

3.c- Effetti di bordo

3.d- Effetti stratigrafici 1- Scorrimenti di faglia

2.b- Liquefazione di sabbie sature

Sito di riferimento

1. prossimità a faglie sismogenetiche attive;

2. possibilità di fenomeni d’instabilità sismo-indotti;

3 possibilità di fenomeni di amplificazione del moto sismico

3. possibilità di fenomeni di amplificazione del moto sismico.

Frequenza fondamentale di risonanza Frequenza fondamentale di risonanza

(misure HVSR)

f = 3 0 Hz

f

₀

= 3.0 Hz

S h i ti d ll i l ità l i h di it Schema riassuntivo delle pericolosità geologiche di sito

Sulla base di questo schema deve essere espresso un giudizio sulla

idoneità “geologica” del sito ad accogliere l’opera progettata

altro caso

Edificio commerciale con cubatura inferiore a 500 mc

I dati di base sono gli stessi dell’esempio stessi dell esempio precedente ma in questo caso la situazione geologica è più complessa e ha richiesto l’esecuzione richiesto l esecuzione d’indagini suppletive rispetto a quelle

i i bbli i

minime obbligatorie

previste dal R.R.

Indagini realizzate

Modello geologico

Contenuti della relazione geotecnica Contenuti della relazione geotecnica

Descrizione delle indagini

Definizione delle unità geotecniche (UG) intese come livelli di terreno con caratteristiche fisiche e meccaniche “omogenee”

Definizione dei parametri geotecnici nominali e caratteristici di ciascuna UG

D fi i i d l d ll i di i

Definizione del modello geotecnico di sito

Parametri geotecnici da prove CPTm

(suddivisione del sottosuolo in Unità Geotecniche)

(suddivisione del sottosuolo in Unità Geotecniche)

P t i t i i d SPT l b t i

Parametri geotecnici da prove SPT e laboratorio

Analisi statistica

Stima cautelativa del valore medio X _k,comp e del basso valore locale X _k,no-comp (del

parametro che governa l’insorgere dello Stato Limite considerato) sulla base dei valori

medi X _{mean mean} e della deviazione standard s _{x x} di una serie di n risultati

Parametri geotecnici nominali e caratteristici

G

o

parametri → Q

c

γ

n

γ ' ϕ'

p

D

R

E'

25

ϕ

cv

N

60eq

UG 2

unità di misura → Mpa (°) % MPa (°) (-) Mpa

numero dati n 19 19 19 19 19 19 19 19 19

valore medio X

mean

6,1 19,1 9,3 39,7 68 15,1 28,4 12 81,6

valore minimo X

^min

2,4 18,3 8,5 36,1 46 5,9 27,0 5 37,0

valore massimo X 9 9 20 2 10 4 43 0 87 24 8 29 8 18 98 1

kN/m

³

valore massimo X

max

9,9 20,2 10,4 43,0 87 24,8 29,8 18 98,1

deviazione standard s 2,377 0,573 0,573 1,843 11,058 5,942 0,868 4,243 19,670

mediana m 5,9 19,1 9,3 40,1 70 14,7 28,6 12 91,6

coeff. di variazione COV% 39,3 3,0 6,2 4,6 16,3 39,3 3,1 35,9 24,1

X

k(co mp)

5,2 18,8 9,0 40,0 64 13,1 28,1 10 74,5

X

k(no -co mp)

18,1 8,3 36,7

valore caratteristico

X

k(no co mp)

18,1 8,3 36,7

G

o

parametri → Q

c

γ

n

E

u25

ϕ' c'

3

γ ' C

u

OCR E

ed

UG 3

unità di misura → Mpa kPa (-) Mpa Mpa (°) kPa Mpa

numero dati n 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14

valore medio X

mean

4,9 19,9 10,1 164,4 44 14,8 41,2 26,1 35,6 96,7 valore minimo X

min

3,0 19,2 9,3 101,0 28 9,1 25,9 24,5 18,7 93,2 valore massimo X

max

8,0 20,6 10,8 267,7 70 24,1 68,4 27,7 65,1 100,3

kN/m

³

deviazione standard s 1,509 0,488 0,488 50,34 12,667 4,528 12,454 1,196 13,913 2,37

mediana m 4,8 20,0 10,2 160,3 46 14,4 40,8 26,3 35,6 97,2

coeff. di variazione COV% 30,6 2,5 4,8 30,6 28,6 30,6 30,3 4,6 39,1 2,5

X

k(co mp)

4,3 19,6 9,8 143,7 39 12,9 36,0 25,5 30,0 95,7

X

k(no -co mp)

19,1 9,3 96,1 24,1 17,9

valore caratteristico

MODELLO GEOTECNICO (caso 1)

(caso 1)

MODELLO GEOTECNICO (caso 2)

(caso 2)

Contenuti della relazione sulla pericolosità sismica Contenuti della relazione sulla pericolosità sismica

Pericolosità sismica di base

Risposta sismica locale

Azione sismica di progetto

Azione sismica di progetto

La pericolosità sismica di base, espressa in termini di accelerazione orizzontale massima attesa in condizioni di campo libero su sito di riferimento rigido con superficie topografica orizzontale (a ) costituisce l’elemento di topografica orizzontale (a _g ), costituisce l elemento di conoscenza primario per la determinazione delle azioni sismiche. Essa è stata definita dall’INGV in corrispondenza s s c e. ssa è stata de ta da NGV co spo de a dei punti di un reticolo di riferimento che fissa, per ciascun nodo della maglia e per un assegnato periodo di ritorno, T _R , i parametri necessari a costruire lo spettro di risposta nelle condizioni di sito di riferimento rigido orizzontale sopra definite

definite.

I valori dei parametri spettrali sito-specifici sono calcolati

mediante interpolazione basata sul criterio della distanza

mediante interpolazione basata sul criterio della distanza

inversa pesata, dai valori assunti nei quattro vertici della

maglia elementare del reticolo di riferimento contenente il g

sito in esame.

Come si opera in pratica

1. Calcolare le coordinate del sito riferite all’ellissoide ED50, sistema di riferimento per la carta della pericolosità sismica dell’INGV ad esempio attraverso il link a:

dell INGV, ad esempio attraverso il link a:

http://www.geostru.com/geoapp/Parametri-Sismici.aspx

2. Entrare con le coordinate ED50 nel software SPETTRI NTC

1 0 3 i bil i l i d l C i li

1.0.3 scaricabile gratuitamente sul sito del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici all’indirizzo:

http://www cslp it/cslp/index php?option=com docman&task=do http://www.cslp.it/cslp/index.php?option=com_docman&task=do

c_details&gid=3280&&Itemid=165

Il t i i di if i t i di id t d Il moto sismico di riferimento come sopra individuato deve essere successivamente variato per tener conto delle modifiche prodotte dalle condizioni stratigrafiche locali e dalla prodotte dalle condizioni stratigrafiche locali e dalla morfologia della superficie. Tali modifiche caratterizzano la risposta sismica locale e permettono di ricavare le forme spettrali in accelerazione per il calcolo delle azioni sismiche di progetto.

Per la definizione dei fenomeni di amplificazione stratigrafica

i d i l l’ ff d ll i i i

si rende necessario valutare l’effetto della risposta sismica locale mediante specifiche analisi numeriche.

In assenza si può fare riferimento all’approccio semplificato previsto al § 3.2.2 delle NTC08

p

DGR Lazio 489/12

Approccio semplificato solo strutture ordinare (classe d’uso II)

d uso )

Analisi numerica sempre per strutture strategiche (classe

Analisi numerica sempre per strutture strategiche (classe

d’uso IV) e rilevanti (classi d’uso III)

L’approccio semplificato è basato sull’individuazione

L approccio semplificato è basato sull individuazione

delle categorie di sottosuolo stabilite in funzione della

velocità media equivalente delle onde di taglio V q g _{S S} nei primi p

30 metri di profondità (dal piano d’imposta delle

fondazioni).

Calcolo di V _{s 30} da prova MASW

0

0 200 400 600 800 1000

Vs (m/sec)

0

0 200 400 600 800 1000

Vs (m/sec)

s,30 p

5

10

5

10

15

rof. (m) 20

15

rof. (m) 20 20

25

30

Pr ²⁰

25

30

Pr

30

D C B A

categorie

30

D C B A

categorie

Energizzazione da SE

Energizzazione da NO

  _V

S,30 

q. imposta fondazioni

 

Le NTC08 prevedono che gli effetti amplificativi del moto sismico di

if i t d ti ll fi i fi d l i

riferimento dovuti alla configurazione topografica del piano campagna possono essere valutati, per configurazioni superficiali semplici di altezza maggiore di 30 metri, adottando lo schema seguente:

Categoria Caratteristiche della superficie topografica S_T

T1

Superficie pianeggiante, pendii e rilievi isolati

con inclinazione media i ≤ 15° 1.0

T2

Pendii con inclinazione media i > 15° 1.2

T3

Rilievi con larghezza in cresta molto minore

che alla base e inclinazione media 15° ≤ i ≤ 30° 1.2

T4

Rilievi con larghezza in cresta molto minore

che alla base e inclinazione media i > 30° 1.4

Caso 2

i i i i d i fili di l i d ll d ll h bb il

L’interpretazione acritica dei profili di velocità delle onde S collocherebbe il

sottosuolo nella categoria C. Tuttavia il profilo delle V _S non rispetta il criterio di

appartenenza a tale categoria in quanto le proprietà meccaniche non “migliorano

gradualmente con la profondità” ma esiste un netto contrasto di impedenza nella

gradualmente con la profondità ma esiste un netto contrasto di impedenza nella

successione stratigrafica localizzato a 22-24 metri di profondità.

Anche se il semispazio non può essere considerato un vero e proprio substrato

rigido esso si comporta come tale (bedrock like) causando l’intrappolamento

rigido, esso si comporta come tale (bedrock like) causando l intrappolamento

dell’energia sismica nei terreni sovrastanti che si comportano come vere e proprie

coperture risonanti, come dimostrato dalle misure HVSR. Si è quindi proceduto

all’analisi numerica di Risposta Sismica Locale che ha dimostrato che lo spettro da

approccio semplificato non assicura una valida protezione sismica per periodi da 0.1

a 0.5 secondi

Verifica della suscettibilità a liquefazione

M t d di R b t & W id (1997) i l t t t it f li di l l Metodo di Robertson & Wride (1997) implementato tramite foglio di calcolo

CSR: stress tangenziale ciclico generato dal sisma di progetto nel deposito p

CRR: resistenza ciclica del terreno

Verifica della suscettibilità a liquefazione

M t d di R b t & W id (1997) i l t t ft Cli (G l i iki)

Metodo di Robertson & Wride (1997) implementato con software Cliq (Geologismiki)