Lo Presti

LE ATTIVITA’ REGIONALI PER LA
MICROZONAZIONE SISMICA IN
TOSCANA
Firenze 12 Giugno 2014
Banca dati relativa alle prove dinamiche di
laboratorio dei terreni nell’ambito del Progetto
VEL e suo impiego per la redazione di studi di
Microzonazione Sismica in alcuni Comuni
della Garfagnana
Diego Lo Presti e Ilaria Giusti – Università di Pisa DESTeC
Introduzione
Norme Tecniche per le Costruzioni
definizione dell’azione sismica:
§ PROCEDURA SEMPLIFICATA
§ accelerazione di picco al suolo su terreno roccioso
§ categorie di sottosuolo
§ categorie topografiche
§ ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE
§ accelerogrammi spettro-compatibili e sismo-compatibili (per il sito
in esame)
§ profilo di velocità delle onde di taglio (down–hole, MASW,
rifrazione in onde SH)
§ parametri di rigidezza e smorzamento (curve G–γ e D-γ)
I parametri di rigidezza e smorzamento possono essere ottenuti
mediante apparecchiature disponibili in laboratori universitari e di
ricerca oppure stimati attraverso relazioni empiriche
Struttura della banca dati
La banca dati è stata realizzata implementando un “Personal Geodatabase” in
ArcGis; è suddivisa in tabelle corrispondenti a ciascuna delle zone dei programmi
VEL e DOCUP:
§Amiata
§Casentino
§Garfagnana
§Provincia di Livorno
§Lunigiana
§Mugello
§Provincia di Pistoia
§Provincia di Siena
§Valdichiana
Schema adottato
Per ogni area sono state compilate le
MUGELLO
seguenti tabelle:
1.CLASSIFICAZIONE DEI CAMPIONI PRELEVATI
NELL’AREA
2.DATI RELATIVI ALLE PROVE DI COLONNA
RISONANTE (CR)
3.RISULTATI DELLE PROVE CR
4.DATI RELATIVI ALLE PROVE DI TAGLIO
TORSIONALE CICLICO (TTC)
5.RISULTATI DELLE PROVE TTC
6.DATI RELATIVI ALLE PROVE TRIASSIALI
CICLICHE (TXC)
Esempio
Classificazione
campioni
SONDAGGIO
GEOREFERENZIATO
Dati prove
CR
Risultati
prove CR
Dati prove
TTC
Risultati
prove TTC
Dati prove
TXC
Risultati
prove
TXC
Tabella di classificazione dei campioni
DATI INSERITI:
1. Comune di appartenenza
2. Codice alfanumerico ISTAT del Comune
3. Nome del sondaggio a cui appartiene il campione
4. Nome del campione
5. Profondità di prelievo del campione
6. Formazione geologica
7. Simbolo USCS e “ USCS modificata”
8. Percentuale di passante ai settacci n°200 (0.075 mm) e n°4 (4.75 mm)
9. Limite liquido, limite plastico e indice di plasticità
10. Laboratorio che ha eseguito le prove
11. Tipologia delle prove eseguite (RC, TTC, TXC)
Metodo di classificazione adottato (“USCS
modificato”)
Tabella di classificazione delle prove
DATI DELLE PROVE ESEGUITE:
1. Comune di appartenenza del campione
2. Codice del campione
3. Codice identificativo della prova
4. Profondità di prelievo della porzione di campione su cui è stata eseguita la
prova
5. Indice dei vuoti iniziale
6. Peso unitario iniziale
7. Tensione efficace assiale e orizzontale di consolidazione
Tabella dei risultati delle prove
RISULTATI DELLE PROVE ESEGUITE:
1. Comune di appartenenza del campione
2. Codice del campione
3. Codice identificativo della prova
4. Curve di decadimento G(γ)–γ e D(γ)–γ, curve E(εSA)-εSA e D(εSA)-εSA
COMUNE
BARBERINO DI
BARBERINO
MUGELLO DI
BARBERINO
MUGELLO DI
BARBERINO
MUGELLO DI
BARBERINO
MUGELLO DI
BARBERINO
MUGELLO DI
BARBERINO
MUGELLO DI
BARBERINO
MUGELLO DI
BARBERINO
MUGELLO DI
BARBERINO
MUGELLO DI
BARBERINO
MUGELLO DI
BARBERINO
MUGELLO DI
BARBERINO
MUGELLO DI
BARBERINO
MUGELLO DI
BARBERINO
MUGELLO DI
BARBERINO
MUGELLO DI
BARBERINO
MUGELLO DI
MUGELLO
COD_CAMP
COD_CR
G
G/GMAX
48002_S4SH2
48002_S4SH2
48002_S4SH2
48002_S4SH2
48002_S4SH2
48002_S4SH2
48002_S4SH2
48002_S4SH2
48002_S4SH2
48002_S4SH2
48002_S4SH2
48002_S4SH2
48002_S4SH2
48002_S4SH2
48002_S4SH2
48002_S4SH2
48002_S4SH2
48002_S4SH2_RC_1
48002_S4SH2_RC_1
48002_S4SH2_RC_1
48002_S4SH2_RC_1
48002_S4SH2_RC_1
48002_S4SH2_RC_1
48002_S4SH2_RC_1
48002_S4SH2_RC_1
48002_S4SH2_RC_1
48002_S4SH2_RC_1
48002_S4SH2_RC_1
48002_S4SH2_RC_1
48002_S4SH2_RC_1
48002_S4SH2_RC_1
48002_S4SH2_RC_1
48002_S4SH2_RC_1
48002_S4SH2_RC_1
93.31
93.31
93.31
93.31
93.31
93.07
92.18
92.26
90.72
89.27
85.77
77.05
67.69
56.92
48.49
32.35
22.50
1.000
1.000
1.000
1.000
1.000
0.997
0.988
0.989
0.972
0.957
0.919
0.826
0.725
0.610
0.520
0.347
0.241
GAMM
D
A
0.00007
0.00015
0.00025 2.84
0.00044 2.89
0.00064 2.70
0.00124 3.09
0.00200 2.86
0.00337 3.01
0.00559 3.12
0.00827 2.97
0.01263 3.50
0.01945 4.05
0.02895 5.02
0.04455 6.31
0.06182 7.47
0.11759 10.17
0.21522 12.42
Elaborazione dei dati
1. Selezione delle prove eseguite in base a criteri definiti dall’utente
2. Estrazione dalla banca dati dei risultati delle prove selezionate
3. Analisi dei dati sperimentali con il metodo dei minimi quadrati al
fine di ottenere le curve di decadimento secondo le equazioni di
Yokota (Yokota et al. 1981)
1
G =
G0 1+ α ⋅γ
D = D max ⋅ e
λ
β
G
G0
• γ è la deformazione a taglio espressa in (%)
• D è espresso in (%)
• α, β, λ e Dmax sono parametri da determinare
Implementazione della banca dati
Le prove analizzate sono state eseguite da tre laboratori:
§ISMGEO s.r.l. di Seriate (BG)
§Laboratorio di Geotecnica del Dipartimento di Ingegneria Civile dell’Università di Pisa
§Laboratorio DIPLAB Geomeccanica del Dipartimento di Ingegneria Strutturale e
Geotecnica del Politecnico di Torino
Applicazioni
Confronto tra i valori del modulo di rigidezza a piccole deformazioni
valutati in sito e attraverso analisi di laboratorio, per i campioni prelevati
nell’area del Mugello.
Applicazioni
Curve di decadimento
ottenute dalle prove
eseguite sui campioni
prelevati nel Casentino
con indice plastico
compreso tra 30 e 40.
Buona corrispondenza tra i
dati sperimentali e le curve
proposte da
Vucetic & Dobry (1981)
Applicazioni
Curve D(γ) ottenute dalle prove
eseguite sui campioni prelevati
nel Casentino
con indice
plastico compreso tra 30 e 40.
I valori del fattore di
smorzamento a piccole
deformazioni ricavati
sperimentalmente sono
significativamente maggiori
rispetto a quelli prevedibili con
le curve di Vucetic & Dobry
Area di studio – Villa Collemandina (LU)
Carta geologica – Villa Collemandina
Sezione 3
Sezione 1
Sezione 2
Sezione 4
Sezione 2
Parametri formazioni geologiche
Sulla base delle indagini geofisiche effettuate, ciascuna formazione è stata caratterizzata con
un valore medio della velocità di propagazione delle onde di taglio.
Parametri formazioni geologiche - Comune di Villa Collemandina
Vs
p
Litologia
Formazione
Sigla V
(m/s) (m/s)
Ciottolami, sabbie ed Corpi di frana quiescenti
a1q 440
175
argille
Ciottolami, sabbie ed Depositi alluvionali attuali
bn
1800
400
argille
Conglomerati
Conglomerati di Barga
PLB 1800
270
Argille sabbie e
Argille, sabbie e conglomerati di AFB 1800
465
conglomerati
Fornaci di Barga
Paraconglomerati
Complesso di CasanovaCCV 2570
930
polimittici
paraconglomerati polimittici
b
Complesso di Casanova-arenarie CCV 2070
Arenarie ofiolitiche
730
ofiolitiche
a
Complesso di Casanova-olistoliti β
Basalti
3400
1040
di basalti
Arenarie prevalenti e Macigno alterato
MAC 820
400
silititi
alt
Arenarie prevalenti e Macigno
MAC 2500
1500
silititi
Vp/Vs •
2.51
0.41
4.50
0.47
6.67
0.49
3.87
0.46
2.76
0.42
2.84
0.43
3.27
0.45
2.05
0.34
1.67
0.22
Analisi
Analisi agli elementi finiti (Quake/W 2007 GeoStudio) di tipo lineare equivalente.
L'input sismico applicato, 7 accelerogrammi naturali spettrocompatibili scalati
all'accelerazione di riferimento del sito, 0.205 g, ricavati per un tempo di ritorno di 475 anni è
stato fornito dal Ufficio Regionale Prevenzione Sismica (SCALCONA – Lai et al.).
Magnitudo
(Mw)
6.87
6.68
6.93
6.69
7
6.6
6.3
Distanza
Epicentrale (km)
11
65
28.64
38.07
50.5
36.18
31.6
Fattore di
Scala
0.60%
0.79%
0.43%
1.36%
1.12%
1.62%
2.52%
Nome File Origine
ESMD 000182xa.cor
ESMD 000200ya.cor
NGA 0765y.txt
NGA 0765y.txt
KNET2 IWT0100305261824.EW
KNET1 SAG0010503201053.NS
ITACA
20090406_013239ITDPC_CLN__WEC.DAT
Analisi
Le curve di decadimento sono state ricavate approssimando i dati sperimentali con il
metodo dei minimi quadrati secondo le equazioni proposte da Yokota (Yokota et al.
1981):
1
G =
G0 1+ α ⋅γ β
D = D max ⋅ e
λ
G
G0
MACIGNO
Curve ricavate da prove
triassiali (Foti et al.) utilizzando
l’equazione di Yokota per il
modulo di rigidezza e
l’equazione seguente per lo
smorzamento:
  G α 
D=Dmin+β⋅1−  
 Go  
Risultati Sezione 1
S (ξ,T )dT
∫
Fa(ξ,T) =
∫ S (ξ,T)dT
a2D
a1D
Risultati analisi 2D e 1D
I risultati ottenuti mostrano significative
amplificazioni, per le sezioni analizzate,
rispetto a quanto previsto dalla
normativa (INGV 2012, NTC 2008).
Categoria di
Vs,30
Ss
> 800
1
B
360 ÷ 800
1,20
C
180 ÷ 360
1 ,41
< 180
1,67
< 360
1,46
sottosuolo
A
D
E
Amplificazione stratigrafica
EUROCODICE 8-PARTE 1 (1998)
E NORMATIVE DERIVATE
Vs30
ALTRE NORMATIVE TECNICHE
(NZS 1170.5, 2004)
PERIODO PROPRIO COPERTURA
Fa(1D− NTC)(T) =
∫ S (T)dT
a1D
∫S
(T)dT
aNTC−suoloA

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