• SISMICA IN FORO TIPO DOWN-HOLE

(1)

IL MODELLO GEOLOGICO E GEOFISICO NTC 2008 e RSL UNA RIVOLUZIONE COPERNICANA

Da questo A questo?

3.2.2 CATEGORIE DI SOTTOSUOLO E CONDIZIONI TOPOGRAFICHE Categorie di sottosuolo

Ai fini della definizione dell’azione sismica di progetto, si rende necessario valutare l’effetto della risposta sismica locale mediante specifiche analisi, come indicato nel § 7.11.3. In assenza di tali analisi, per la definizione dell’azione sismica si può fare riferimento a un approccio semplificato, che si basa sull’individuazione di categorie di sottosuolo di riferimento (Tab. 3.2.II e 3.2.III)

7.11.3.1 Risposta sismica locale

Il moto generato da un terremoto in un sito dipende dalle particolari condizioni locali, cioè dalle caratteristiche topografiche e stratigrafiche dei depositi di terreno e degli ammassi rocciosi e dalle proprietà fisiche e meccaniche dei materiali che li costituiscono. Alla scala della singola opera o del singolo sistema geotecnico, la risposta sismica locale consente di definire le modifiche che un segnale sismico subisce, a causa dei fattori anzidetti, rispetto a quello di un sito di riferimento rigido con superficie topografica orizzontale(sottosuolo di categoria A, definito al § 3.2.2)

(2)

Preparazione all’Esame di Stato - Roma, 26 maggio 2015

CAMBIA L’APPROCCIO PROGETTUALE

Le NTC2008 criticate da subito e per certi versi giustamente

• Cambia l’approccio progettuale, si va dal concetto del coefficiente di sicurezza al concetto di «prestazione del manufatto»

• Per le azioni sismiche si passa da valori generali di accelerazione a parametri basati su studi approfonditi di pericolosità sismica di base

• La Vs30, seppur non sufficiente e di limitato interesse per gli studi di RSL, ha il merito di introdurre l’idea di «amplificazione stratigrafica»

• Viene inoltre introdotto il concetto di «amplificazione topografica»

(3)

INDAGINI SISMICHE PROPEDEUTICHE ALLO STUDIO DI Risposta Sismica Locale

• SISMICA IN FORO TIPO DOWN-HOLE

• SISMICA IN FORO TIPO CROSS-HOLE

• PROSPEZIONI MASW

• PROSPEZIONI ReMi

• MISURE HVSR (Nakamura)

(4)

METODI DI MISURA INDIRETTA

(Energizzazione e registrazione in superficie)

MASW (Multychannel Analysis of Superficial Waves) ReMi (Refraction Microtremors)

HVSR (Horizontal Vertical Spectral Ratio)

METODI DI MISURA “DIRETTA”

DOWN HOLE (Energizzazione in superficie – Misura in foro)

CROSS HOLE (Energizzazione e registrazione in foro)

(5)

STRUMENTAZIONE MASW – ReMi - Sismica a Rifrazione

Sismografo multicanale Geofoni Cavi

Massa battente Fucile sismico

SISTEMI DI ENERGIZZAZIONE IL SOGNO PROIBITO

(6)

GEOMETRIA E DIFFERENTI “AMBIENTAZIONI”

Configurazione profilo sismico per rilievo MASW

6.0 m 6.0 m

2.0 m

PAVIMENTAZIONE TERRENO

(7)

INTERPRETAZIONE DEI DATI MASW

Dataset “grezzo” e relativo spettro di dispersione(Roma - Castro Pretorio)

Individuazione modo fondamentale La Vostra migliore risposta ad una Modellazione diretta richiesta di chiarimenti da parte di Picking automatico o manuale? un collega o un cliente sarà:

Minimi quadrati o algoritmi genetici? «Lo ha detto il computer?»

Modellazione congiunta? Ricordare il dogma:

Siamo geologi o caporali? «garbage in garbage out»

(8)

INTERPRETAZIONE CONGIUNTA MASW - HVSR

Modello del sottosuolo Modello interpretativo – Curva HV

(9)

GEOMETRIA RILIEVO ReMi

5.0 m

(10)

SONO UTILI MASW E ReMi?

• Determinazione Vs30

• Profondità di indagine

• Buona precisione specialmente con analisi congiunte

• Possibilità di mettere in luce situazioni sismostratigrafiche potenzialmente critiche

• Valutazione della opportunità di approfondimenti in merito alla risposta sismica locale

(11)

CATEGORIA DI SUOLO: SITUAZIONI CRITICHE

INVERSIONE DI VELOCITA’

INVERSIONE?

Paragrafo 2.5.2.1 delle LINEE GUIDA degli INDIRIZZI E CRITERI PER LA MICROZONAZIONE SISMICA

(Protezione Civile Nazionale, Presidenza del Consiglio dei Ministri, Conferenza delle Regioni e delle Province Autonome – Settembre 2008)

• La Vs dello strato rigido superiore deve essere > 500 m/s

• Il rapporto di Vs tra il terreno rigido sovrastante e il terreno meno rigido (soffice) deve essere > 2

(12)

CATEGORIE DI SUOLO (NTC 2008)

Classificazione del tipo di suolo secondo le Norme Tecniche per le Costruzioni - NTC 14/01/2008

Suolo Descrizione geotecnica Vs30(m/s)

A Ammassi rocciosi affioranti o terreni molto rigidi caratterizzati da valori di Vs30 superiori, eventualmente comprendenti in superficie uno strato di alterazione, con

spessore massimo pari a 3m >800

B Rocce tenere e depositi di terreni a grana grossa molto addensati o terreni a grana fina molto consistenti con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità

360÷800

C Depositi di terreni a grana grossa mediamente addensati o terreni a grana fina mediamente consistenti con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità

180÷360

D Depositi di terreni a grana grossa scarsamente addensati o terreni a grana fina scarsamente consistenti con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da un

graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità <180 E Terreni dei sottosuoli tipo C e D per spessore non superiore a 20 m, posti sul

substrato di riferimento (con Vs>800 m/s)

S1 Depositi di terreni caratterizzati da valori di Vs30 inferiori a 100 m/s che includono uno strato di almeno 8 m di terreni a grana fina di bassa consistenza, oppure che

includono almeno 3 m di torba o di argille altamente organiche <100 S2 Depositi di terreni suscettibili di liquefazione, di argille sensitive, o qualsiasi altra

categoria di terreno non classificabile nei tipi precedenti

(13)

SISMICA IN FORO TIPO DOWN-HOLE - CROSS-HOLE

•Più affidabili per la determinazione del parametro Vs 30 e del profilo di velocità delle onde S

•Costi maggiori rispetto alle prospezioni di superficie (MASW, ReMi)

•Sono commissionate soprattutto dalle amministrazioni pubbliche e dai privati nell’ambito della progettazione di opere importanti

•Necessaria strumentazione allo stato dell’arte

(14)

PREPARAZIONE DEL CANTIERE

PER LE MISURE DOWN-HOLE

(15)

Dromocrone Onde P

Dromocrone Onde S

(16)

Grafico E/G Profondità Grafici Vp/Vs - Profondità

Vs30= 367 m/s Categoria di suolo B

Vs30=30/1,N hi/Vi

(17)

STRUMENTAZIONE E PREPARAZIONE CANTIERE CrossHole

•Distanza massima tra i fori 5÷7 metri

•Energizzazione

meccanica, con fucile sismico o con sparker

•Necessità di orientazione precisa tra energizzatore e sensori S

•Possibilità di prospezioni in modalità tomografica

•Determinazione qualità consolidamenti

(18)

CANTIERE CROSS - HOLE

Stoico

Epicurei dello U.S.G.S.

(19)

MISURE HVSR

STRUMENTAZIONE

• Terna di geofoni 2.0 Hz

• Terna accelerometrica

• Scheda di acquisizione

• Software di acquisizione

• Software di interpretazione

Gorilla nella nebbia

(20)

Visualizzazione dei dati con media zero e rimozione derive strumentali

(21)

Spettri delle tre componenti e rapporto H/V

3.2 Hz

Frequenze ingegneristiche Frequenze ingegneristiche Persistenza nel tempo del

segnale HVSR

(22)

POTENZIALITÀ DELLE MISURE HVSR

• Determinazione della frequenza di sito in superficie

• Determinazione della profondità bedrock in sequenza terreni soffici su terreni rigidi

• Eventuale utilizzo per interpretazione congiunta con altri metodi

• Talora determinanti per il posizionamento del bedrock sismico profondo

PROBLEMI RELATIVI ALLE MISURE HVSR

• Fortemente condizionate dalle condizioni atmosferiche

• Non ripetibilità delle misure (anche giorno/notte)

• Interferenze con sorgenti di vibrazione non casuali (direttività del segnale – onde guidate)

• NO Vs30 (a meno dell’utilizzo dei dati HVSR congiuntamente ad altri metodi di indagine)

• Criteri SESAME talvolta troppo restrittivi

(23)

ALTRI IMPIEGHI DELLE MISURE HVSR IN AMBITO RSL

Misura dei periodi propri di vibrazione dei manufatti da confrontare con i periodi di max accelerazione dello spettro di RSL

Flessionale

Torsionale

Flessionale II modo

(24)

ESEMPIO DI MODELLAZIONE

CONGIUNTA DH-MASW-HVSR

(25)

MODELLO GEOFISICO Vs RSL – GARBAGE IN GARBAGE OUT?

SIAMO STATI BRAVI GEOLOGI?

I picchi della matrice di trasferimento

dell’accelerazione COINCIDONO con quelli della prova

HVSR?