METODI SPERIMENTALI PER LA
VALUTAZIONE DELLA RISPOSTA SISMICA
LOCALE E NTC 2008
Mauro Corrao - Geocheck s.r.l. - CATANIA
TERREMOTO del 29 luglio 2008 nella Great Los Angeles Metropolitan Region
della California
California Institute of Technology - Servizio Geologico degli USA
?
Il gruppo americano sosteneva che le differenze di
danneggiamento causate dal terremoto erano dovute
principalmente alle diverse caratteristiche locali dei terreni di
fondazione.
Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale – OGS di Trieste
Secondo gli italiani a Los Angeles i terreni incidono sugli effetti, ma lo è
stato ancor di più il modo con cui l’energia sismica è stata emessa dalla
sorgente in profondità.
Nel caso specifico, gli italiani sostengono di aver dimostrato che la sequenza logica
causa-effetto (dalla faglia-sorgente fino ai danni riscontrati sui vari terreni sui quali sono
costruiti gli edifici) non era stata impostata correttamente. Accettando questa analisi
italiana a Los Angeles, il direttore scientifico della rivista (prof. Astiz dell’Università della
California, San Diego) e i colleghi americani hanno dimostrato notevole fair play.
NTC 2008 - 3.2.2
TOPOGRAFICHE
CATEGORIE
DI
SOTTOSUOLO
E
CONDIZIONI
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).
INOLTRE IL D.M.
RIPORTA…….
La classificazione si effettua in base ai valori della velocità equivalente Vs,30 di
propagazione delle onde di taglio (definita successivamente) entro i primi 30 m di
profondità. Per le fondazioni superficiali, tale profondità è riferita al piano di imposta delle
stesse, mentre per le fondazioni su pali è riferita alla testa dei pali.
Nel caso di opere di sostegno di terreni naturali, la profondità è riferita alla testa dell’opera.
Per muri di sostegno di terrapieni, la profondità è riferita al piano di imposta della
fondazione.
La misura diretta della velocità di propagazione delle onde di taglio è fortemente
raccomandata.
Nei casi in cui tale determinazione non sia disponibile, la classificazione può essere effettuata
in base ai valori del numero equivalente di colpi della prova penetrometrica dinamica
(Standard Penetration Test) NSPT,30 (definito successivamente) nei terreni prevalentemente
a grana grossa e della resistenza non drenata equivalente cu,30 (definita successivamente)
nei terreni prevalentemente a grana fina.
In alternativa
QUINDI……..NELLA MAGGIOR PARTE DEI
CASI…………….CIÒ CHE LA NORMATIVA
VIGENTE RICHIEDE IN PIÙ AI GEOLOGI E
QUINDI AGLI INGEGNERI È IL VS30 PER
LA DEFINIZIONE DEL SUOLO TIPO.
PERO’ SE NON SEMPLIFICHIAMO
LE COSE……………..
Al fine di schematizzare al meglio il comportamento meccanico dei
terreni,
il D.M. 2008
prevede che la risposta sismica venga calcolata sia per
un sottosuolo ideale (strati omogenei e isotropi) sia per un
sottosuolo reale (strati disomogenei e anisotropi).
Lo sviluppo della sperimentazione nei due casi dipenderà sia dalle
caratteristiche della struttura da costruire sia dalle informazioni
parametriche e geometriche del determinato contesto geologico in
cui essa sorgerà (ovvero dalla quantità di informazioni desunte
dalle indagini geognostiche, geofisiche e geotecniche).
SOTTOSUOLO IDEALE


Il problema della caratterizzazione della risposta in frequenza di
un’area sottoposta a una sollecitazione sismica è stato affrontato
da molti ricercatori attraverso l’analisi di microtremori registrati
in quell’area. La tesi di partenza si basa sul fatto che l’energia
dei microtremori (rumore ambientale) si propaga principalmente
mediante onde di Rayleigh, e che l’effetto di amplificazione del
sito è dovuto alla presenza di uno strato soffice sovrastante un
semispazio (bedrock).
La tecnica dei rapporti spettrali H/V funziona in casi ideali, e
cioè laddove esiste un evidente contrasto di impedenza sismica
tra copertura e semispazio, mentre deve essere verificata nel
caso di litologie fortemente anisotrope e discontinue dal punto
di vista fisico-stratigrafico.
Analisi numerica del metodo




La risposta sismica locale, desunta e calcolata mediante
campionature di microtremore, dovrà essere validata da una
modellazione teorica monodimensionale che scaturisce
dall’analisi di dati di sismica in foro (downhole) e cioè
attraverso la determinazione VS30, delle Vp, Vs e il
dimensionamento dei moduli elastici e dinamici quali:
la rigidità, o impedenza sismica (IS);
il coefficiente di rifrazione t;
il coefficiente di riflessione x.
TABELLA MODULI ELASTICI DA DOWN HOLE
La frequenza di oscillazione secondo la semplice relazione monodimensionale che segue,
definisce, per uno strato omogeneo equivalente, una prima indicazione dei campi in
frequenza soggetti a fenomeni di amplificazione sismica locale.
dove
f0 = frequenza fondamentale di oscillazione dello strato di copertura
h = spessore dello strato di copertura.
L’amplificazione sismica sarà quindi condizionata dal contrasto tra l’impedenza della
copertura e quella del semispazio.
Il fattore di amplificazione massimo è dato dal rapporto tra rigidezza sismica del semispazio
e rigidezza sismica della copertura.
SOTTOSUOLO REALE
Nel caso di un sottosuolo reale, i modelli da utilizzare sono di tipo
viscoelastico.
L’operazione consiste nel calcolare lo spettro teorico relativo ad
un’onda sismica che si propaga dal semispazio alla superficie.
Tutto ciò presume una schematizzazione teorica sia stratigrafica
sia geotecnica del sottosuolo.
In particolare, si genera un accelerogramma sintetico al
semispazio e si calcola la funzione di trasferimento della
radiazione sismica in superficie: ovvero si determinano i valori
massimi di accelerazione, velocità e spostamento attesi al suolo.
La definizione dell’accelerogramma al sito si può ottenere con
diverse metodologie di calcolo:
• stocastica (sintesi statistica di una serie temporale);
• semi-deterministica (sintesi statistica e parametrizzazione della
sorgente sismica);
• deterministica (parametrizzazione della sorgente sismica e del
mezzo in cui si propaga).
Generalmente viene impiegato il metodo stocastico in quanto
risulta difficile impiegare parametrizzazioni della sorgente se non
si hanno a disposizione registrazioni di terremoti.
Esempio di sottosuolo ideale – H/V eseguito a
Catania e verifica della metodologia
OBIETTIVI DELLO STUDIO
DEFINIZIONE DELLA RISPOSTA
SISMICA LOCALE MEDIANTE LA
TECNICA DEI RAPPORTI
SPETTRALI
STRUMENTI E MODALITA’ DI ACQUISIZIONE

RETE
SISMICA
LOCALE
ACCELEROMETRICA
E
VELOCIMETRICA, COSTITUITA DA SISMOMETRI DEL TIPO
“REFTEK” ACCOPPIATI A SENSORI “GURALP” CMG5 (acc.) e
CMG40T (vel.) A LARGA BANDA

MODALITA’ D’ACQUISIZIONE IN CONTINUO - SAMPLE
RATE 125 Hz



TEMPORIZZAZIONE SATELLITARE DELLE STAZIONI
FATTORI DETERMINANTI LA SCELTA DEI SITI

LITOLOGIA AFFIORANTE

SITI DI RIFERIMENTO “BEDROCK” AFFIORANTE

CONDIZIONAMENTI LEGATI ALLA LOGISTICA
RETE SISMICA MOBILE LOCALE
 CITT - Cittadella Universitaria
LITOLOGIA  Lave a spessore limitato

POLI - Policlinico Universitario
LITOLOGIA  Sabbie argillose

PROT - Protezione civile
LITOLOGIA  Lave

SIELI - Sieli - Misterbianco sud
LITOLOGIA  Argille grigio azzurre

GENI - Genio civile
LITOLOGIA  Limi

UNIV - Palazzo delle scienze
LITOLOGIA  Lave

MINO - Chiesa dei Minoritelli
LITOLOGIA  Vulcanoclastiti

MUNI - Municipio di Catania
LITOLOGIA  Materiale di riporto

LIBR1 - Librino - S. Giorgio
LITOLOGIA  Sabbie e conglomerati

LIBR2 - Librino - S. Giorgio
LITOLOGIA  Sabbie argillose

ZILI - Zia Lisa - Villaggio S. Agata
LITOLOGIA  Sabbie argillose
FERL
- Zona Industriale - Catania sud
LITOLOGIA  Depositi alluvionali
ELABORAZIONE DATI
1
Calcolo del rapporto spettrale H/V del rumore ambientale acquisito alle stazioni. La durata della
finestra temporale analizzata è pari a 24 h.
2
Calcolo del rapporto spettrale H/V  Terremoti. La durata della finestra è compresa tra 6.66 e
7.48 secondi (onde “S”).
3
Calcolo del rapporto spettrale per le componenti orizzontali  H(sito)/H(riferimento)
STAZIONI UTILIZZATE PER L’ELABORAZIONE IN QUESTA PRIMA FASE DI STUDIO

CITT - Cittadella Universitaria
LITOLOGIA  Lave a spessore limitato

POLI - Policlinico Universitario
LITOLOGIA  Sabbie argillose

GENI - Genio civile
LITOLOGIA  Limi

UNIV - Palazzo delle scienze
LITOLOGIA  Lave

MINO - Chiesa dei Minoritelli
LITOLOGIA  Vulcanoclastiti

LIBR1 - Librino - S. Giorgio
LITOLOGIA  Sabbie e conglomerati
RESTITUZIONI
CITTADELLA UNIVERSITARIA
7,0
7,0
6,5
6,5
+/- s.d.
media spettrale H/V rumore ambientale
6,0
5,5
5,5
5,0
La risposta di sito per le tre
differenti metodologie analitiche
risulta non confrontabile.
5,0
18 Hz
4,5
4,5
Ampiezza
4,0
3,5
3,0
2,5
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,5
1,0
1,0
0,5
0,5
0,0
4.5 Hz
4,0
2,0
0,0
0,1
1
10
0,1
Freq. (Hz)
1
10
Freq. (Hz)
7,0
6,5
Stazione Sismica - Citt. Cittadella Universitaria
Litologia Lave a spessore limitato
+/- 1.s.d.
media spettrale H/V terremoti
6,0
5,5
5,0
4,5
Ampiezza
Ampiezza
OSSERVAZIONI
+-/ 1 s.d.
media spettrale Hsito/Hriferimento
6,0
4,0
1.0 Hz
3,5
3,0
2,5
2,0
1,5
1,0
0,5
0,0
0,1
1
Freq. (Hz)
10
POLICLINICO UNIVERSITARIO
13
+/- 1 s.d.
media spettrale H/V rumore ambientale
12
+/- 1 s.d.
media spettrale H sito/Hriferimento
12
OSSERVAZIONI
11
10
10
9
8
Ampiezza
6
3.5 Hz
4
7
6
5
4
3
2
2
1
0
0
0,1
1
0,1
10
1
10
Freq. (Hz)
X axis title
Stazioni Simica - Poli Policlinico universitario
Litologia: Sabbie Argillose
+/- 1 s.d.
media spettrale H/V terremoti
12
10
8
Ampiezza
Ampiezza
8
La risposta di sito per le tre differenti
metodologie
analitiche
risulta
confrontabile in frequenza ma non in
ampiezza relativamente al rapporto
spettrale H(sito)/H(riferimento).
3.5 Hz
3.5 Hz
6
4
2
0
0,1
1
Freq. (Hz)
10
GENIO CIVILE
7
7
+-/ 1 s.d.
media spettrale H/V rumore ambientale
5
4
4
Ampiezza
5
3
0.2 Hz
2
+-/ 1 s.d.
media spettrale Hsito/Hriferimento
6
OSSERVAZIONI
La risposta di sito per le tre
differenti metodologie analitiche
risulta non confrontabile.
3.25 Hz
3
GENIO CIVILE
m/sec
2
-4
1,0x10
1
1
-5
E-W
5,0x10
0
0
1
0,1
10
1
Freq. (Hz)
Freq. (Hz)
-5
-5,0x10
7
Stazione Sismica - Geni
Genio Civile
Litologia: Limi
+/- 1 s.d.
media spettrale H/V terremoti
6
0,0
10
-4
1,0x10
-5
5,0x10
N-S
5
0,0
-5
-5,0x10
4
-4
2.5 Hz
3
-1,0x10
-5
8,0x10
-5
6,0x10
-5
4,0x10
-5
2,0x10
0,0
2
1
Z
0,1
Ampiezza
Ampiezza
6
0
0,1
1
Freq. (Hz)
10
-5
-2,0x10
-5
-4,0x10
-5
-6,0x10
-5
-8,0x10
0
20
40
60
sec
80
100
120
PALAZZO DELLE SCIENZE - Riferimento
5
Stazione Sismica - UNIVPalazzo delle Scienze
Stazione Riferimento
+/- 1 s.d.
media spettrale H/V rumore ambientale
Ampiezza
4
3
0.15 Hz
2
OSSERVAZIONI
La risposta di sito per le due differenti
metodologie
analitiche
risulta
confrontabile. Ciò conferma anche la
scelta quale sito di riferimento (spettri
piatti).
UNIVERSITA'
m/sec
1
4,0x10
2,0x10
-5
-5
0,1
1
10
Freq. (Hz)
E-W
0
0,0
-2,0x10
5
-4,0x10
+/- 1 s.d.
media spettrale H/V terremoti
4
4,0x10
N-S
3
-4,0x10
2
4,0x10
1
2,0x10
0
0,1
1
Freq. (Hz)
10
-5
-5
-5
0,0
-2,0x10
Z
Ampiezza
2,0x10
-5
-5
-5
-5
-5
0,0
-2,0x10
-4,0x10
-5
-5
0
20
40
60
sec
80
100
120
CHIESA DEI MINORITELLI
15
15
13
12
11
11
10
10
9
9
Ampiezza
12
8
7
6
0.2 Hz
5
OSSERVAZIONI
La risposta di sito per le tre
differenti metodologie analitiche
risulta non confrontabile.
8
7
3.5 Hz
6
4
4
3
3
2
2
1
1
0
-4
1,0x10
-5
5,0x10
0
0,1
1
10
0,1
1
Freq. (Hz)
10
0,0
-5
-5,0x10
Freq. (Hz)
15
-4
-1,0x10
14
Stazione Sismica - Mino Chiesa dei Minoritelli
Litologia: Vulcanoclastiti
CHIESA DEI MINORITELLI
m/sec
5
+/- 1 s.d.
media spettrale H/V terremoti
13
-4
2,0x10
12
-4
1,0x10
11
N-S
10
9
8
0,0
-4
-1,0x10
7
1.5 Hz
6
-4
-2,0x10
-4
5
1,0x10
4
-5
5,0x10
3
0,0
2
1
Z
Ampiezza
Ampiezza
13
+/- 1 s.d.
Rapporto spettrale H sito/Hriferimento
14
+/- 1 s.d.
media spettrale H/V rumore ambientale
E-W
14
0
0,1
1
Freq. (Hz)
10
-5
-5,0x10
-4
-1,0x10
-4
-1,5x10
0
20
40
60
sec
80
100
120
LIBRINO-SAN GIORGIO
7
7
+-/ 1 s.d.
media spettrale H/V rumore ambientale
6
Ampiezza
0.16 Hz
4
3
OSSERVAZIONI
3-5 Hz
5
5
La risposta di sito per le tre differenti
metodologie
analitiche
risulta
confrontabile in frequenza solo per i
rapporti spettrali H(sito)/H(riferimento) e
H/V Terremoti.
4
3
2
2
1
1
0
0
GENIO CIVILE
m/sec
-5
0,1
1
0,1
10
1
10
Freq. (Hz)
Stazione Sismica - LIBR1 Librino - San Giorgio
Litologia: sabbie e conglomerati
E-W
Freq. (Hz)
7
+-/ 1 s.d.
media spettrale H/V terremoti
6
3.0 Hz
8,0x10
-5
6,0x10
-5
4,0x10
-5
2,0x10
0,0
-5
-2,0x10
-5
-4,0x10
-5
-6,0x10
-5
-8,0x10
-4
1,0x10
5
-5
5,0x10
N-S
4
0,0
-5
-5,0x10
3
-4
-1,0x10
2
-4
1,0x10
1
-5
5,0x10
0,0
0
Z
Ampiezza
Ampiezza
+-/ 1 s.d.
media spettrale Hsito/Hriferimento
6
0,1
1
Freq. (Hz)
10
-5
-5,0x10
-4
-1,0x10
0
20
40
60
sec
80
100
120
RISULTATI
1 - La risposta sismica locale risulta confrontabile solo in due dei siti sedimentari analizzati.
- Policlinico Universitario
- Librino-S. Giorgio (solo per i rapporti spettrali H(sito)/H(riferimento) e H/V
Terremoti)
2 - Nei siti laddove affiorano litotipi lavici, la risposta sismica locale non è confrontabile per i tre
metodi di calcolo utilizzati.
CONSIDERAZIONI

Anisotropia e disomogeneità latero-verticali dei mezzi attraversati dalla radiazione sismica,
fanno sì che la componente verticale del moto del suolo non è sempre rappresentativa del
riferimento (bedrock).

La tecnica dei rapporti spettrali H/V, in aree fortemente anisotrope come Catania, deve
essere utilizzata con cautela e comunque, se possibile, preceduta e accompagnata
dall’acquisizione di dati litostratigrafici e geofisici necessari a validare, mediante modelli
teorici, i risultati sperimentali ottenuti.
Esempio di sottosuolo reale – RISPOSTA
SISMICA LOCALE CON RIFERIMENTO AL
D.M./2008
Nell’esempio riportato, che fa riferimento ad un’area sita nel
territorio comunale di Guardia – Acireale (CT), l’obiettivo è stato
quello di valutare le modificazioni in ampiezza (accelerazione,
velocità o spostamento), durata e contenuto in frequenza che un
moto sismico (terremoto di riferimento), relativo ad una
formazione rocciosa di base (bedrock), subisce attraversando gli
strati di terreno sovrastanti fino alla superficie.
A tal fine lo studio è stato organizzato in tre fasi:
• la prima fase si riferisce all’inquadramento sismotettonico dell’area oggetto di
studio e alla definizione del terremoto di magnitudo massima attesa, quale
input sismico al bedrock;
• la seconda fase consiste nella caratterizzazione geo-litologica e geofisica dei
terreni di fondazione e sottofondazione, ovvero la definizione del modello
dinamico;
• la terza ed ultima fase prevede alla modellazione numerica degli effetti di
amplificazione del moto sismico in superficie.
Scelta Dei Parametri Di Input
Vista la difficoltà a sintetizzare l’input sismico al bedrock, per la mancanza
di dati sismologici precisi della sorgente sismica, si è preferito utilizzare
accelerogrammi spettro-compatibili da normativa D.M./2008, che nel caso
specifico sono stati riferiti ad un suolo di categoria A.
Nella fattispecie sono state considerate due aree sorgenti: la prima è la
Scarpata Ibleo – Maltese nella quale ha avuto origine l’evento sismico
dell’11.01.1693, di magnitudo locale ML = 7.1 e la cui distanza dal sito
oggetto di studio è di circa 25 km; la seconda area sorgente utilizzata per
il calcolo è quella relativa al basso versante nord-orientale dell’Etna, nella
quale ha avuto origine l’evento sismico del 9.10.2002 delle ore 10:02 con
ML pari a 4.8. Relativamente a questo terremoto, recenti studi hanno
videnziato che gli effetti sugli edifici prodotti da eventi sismici vulcanici
sono comparabili con quelli osservati nelle regioni tettoniche dell’Italia a
causa di terremoti molto più forti (fino a ML Å 5,9). Pertanto è stata
cautelativamente considerata una ML = 5,9 e una distanza epicentrale pari
a 7,0 km.
Calcolo
I due terremoti simulati (sintetizzati) sono stati quindi assunti per
definire la funzione di trasferimento bedrock-superficie attraverso
la convoluzione degli stessi eventi con la risposta sismica locale,
definita tramite il modello geo-dinamico del sito.
Il modello geosismico del sito studiato è stato definito sulla base
delle informazioni di carattere geologico e geofisico di tipo sismico
down-hole. La risposta in frequenza del sito è stata definita
attraverso l’analisi HVSR, acronimo dell’inglese Horizontal Vertical
Spectral Ratio. Quindi al fine di verificare la coerenza del dato
sperimentale con il modello geosismico è stato calcolato lo spettro
teorico tramite un modello visco-elastico 1D (Haskel-Thomson
method), definito sulla base delle risultanze geologiche e
geofisiche.
Per il calcolo dell’accelerazione sismica attesa al sito è stato
utilizzato un codice di calcolo numerico basato sulla teoria della
propagazione delle onde sismiche nel sottosuolo e la teoria del
comportamento non lineare e
dissipativo dei terreni in condizioni dinamiche. Come input sismico
incidente al bedrock sono stati utilizzate le due simulazioni riferite
ai terremoti sorgente definiti. Il modello sismostratigrafico
rappresentativo del sito studiato è dato da una copertura soffice di
9,5 m (sismostrato Vulcanoclastiti) sovrastante il bedrock
(sismostrato Lave compatte).
I risultati ottenuti sono:
• simulazioni sismiche al bedrock e in superficie;
• spettri di risposta.
Area sorgente etnea
Accelerazione attesa al bedrock pari a 0,226 g (221,48 cm/sec2).
Nel trasferimento bedrock-superficie l’accelerazione aumenta fino a raggiungere
valori di 0,3525 g (345,45 cm/sec2).
Lo spettro di risposta calcolato con uno smorzamento critico del 5%, raggiunge il
massimo valore di 0,93 g a 0,09 sec.
Area sorgente scarpata Ibleo - Matese
Accelerazione al bedrock pari a 0,2577 g (252,546 cm/sec2).
Nel tragitto bedrock-superficie l’accelerazione aumenta fino a raggiungere valori di
0,334 g (327,32 cm/sec2).
Lo spettro di risposta calcolato con uno smorzamento critico del 5% raggiunge il
massimo valore di 0,998 g a 0,12 sec.
Comparazione degli spettri di risposta
ottenuti con quelli da D.M/2008
SEMPLIFICANDO…………ciò che
definisce il suolo tipo è il Vs30
Nelle definizioni delle categorie, in funzione della velocità media di propagazione
delle onde di taglio entro i 30 metri di profondità, viene considerata la seguente
espressione:
COME SI OTTIENE IL VS30
Per la stima delle Velocità di taglio e quindi il Vs30 è possibile
utilizzare:
- Indagini geofisiche di misura delle Vs
Sismica in foro (down/cross hole)
Sismica superficiale VS
Cono sismico
- Indagini geofisiche di calcolo delle Vs
Sismica del tipo MASW, SASW e passiva
Le fasi (P ed S) di un segnale sismico
sono così identificabili
Identificare la fase P risulta spesso agevole, se le condizioni del sito sono
favorevoli (bassa rumorosità e corretta energizzazione), in quanto basterà
riconoscere il primo arrivo delle onde sismiche generate che emergono dal rumore
di fondo precedente il segnale.
Le onde di taglio, al contrario, sono di più difficile lettura, poiché viaggiano più lentamente e
spesso si sovrappongono alle onde P riflesse, che hanno ampiezza confrontabile alle onde S.
Per evidenziare le onde S si ricorre alla tecnica dell’inversione di fase, che consiste nella
generazione di onde di taglio polarizzate di 180° in un piano orizzontale. Operativamente si
procede colpendo lateralmente la sorgente SH prima in un senso e poi nell’altro. In questo modo
si rende riconoscibile l’arrivo delle onde di taglio (figura 4.6), poiché risulteranno opposte nel
medesimo istante (+ 1, – 1).
La stessa tecnica può essere eseguita mediante operazione algebrica dei due segnali in fase
opposta (figura 4.7). Infatti, la sottrazione algebrica di due segnali in opposizione di fase produce
un aumento di ampiezza delle onde S e una diminuzione dell’ampiezza delle altre fasi sismiche
(onde P).
Sismica in foro
Tra le sismiche in foro quella più utilizzata è del tipo down – hole.
Il cross hole viene impiegato per acquisire informazioni più in
profondità e cioè laddove la tecnica down – hole introduce troppi
errori di misura.
Metodi di interpretazione del down-hole
La differenza principale tra le due tipologie consiste nel considerare
o meno le possibili variazioni del raggio sismico nel percorso
sorgente-ricevitore.
Metodo diretto
Il metodo diretto consiste nel diagrammare i tempi
di tragitto misurati tOSS lungo il percorso sorgentericevitore in funzione della profondità z.
I tOSS devono essere corretti per tenere conto
dell’inclinazione
del
percorso
delle
onde.
L’equazione che permette tale correzione, funzione
della profondità di investigazione, è la
dove
z = profondità di investigazione
r = la distanza tra la sorgente e la tripletta di sensori
d = la distanza tra sorgente e asse foro.
Calcolati i nuovi tempi corretti per le onde P ed S si
potrà realizzare il grafico tempo-profondità e
procedere al fitting. La velocità media delle onde
sismiche relativa a strati omogenei di terreno sarà
rappresentata dalla pendenza dei segmenti di retta
che meglio seguono il fitting dei punti sperimentali.
Metodo intervallo
Il metodo intervallo consiste nel misurare i
tempi di tragitto dell’onda sismica (velocità
intervallo) fra due ricevitori consecutivi posti a
differente profondità. Rispetto al metodo
diretto, consente una maggiore definizione del
profilo di velocità.
La velocità delle onde sismiche P ed S tra due
ricevitori consecutivi è uguale a:
dove
r1 = distanza tra la sorgente e il primo ricevitore
r2 = distanza tra la sorgente e il secondo
ricevitore
t1 = tempo di tragitto corretto tra la sorgente e
il primo ricevitore
t2 = tempo di tragitto corretto tra la sorgente e
il secondo ricevitore.
Metodo intervallo sommatoria
modificato
Nel metodo intervallo sommatoria o modificato si assume che i
sismostrati sono sub-orizzontali e che le onde sismiche generate si
propagano dalla sorgente ai ricevitori attraverso ogni strato, con
velocità propria.
Il modello tempo-profondità si basa su un tempo sorgentericevitore dato dal contributo di ciascuno strato. Analiticamente il
tempo di percorso di due ricevitori separati da una distanza nota è
dato dalle equazioni:
dove
ti,r1 e ti,r2 = tempi di tragitto al
ricevitore superficiale
li1,r = lunghezza del percorso
del raggio nello j-esimo strato di
i
VJ = velocità del j-esimo strato.
Quindi, utilizzando la velocità degli strati superiori e l’intervallo di
tempo misurato tra i due ricevitori, il tempo di tragitto al
ricevitore più profondo è dato dalla equazione
Calcolato il tempo di tragitto tra la sorgente e i due ricevitori,
bisogna definire la lunghezza del tragitto dell’onda elastica in
ciascuno strato. Tale grandezza può essere determinata,
conoscendo gli spessori di ciascuno strato, mediante la
Sulla base di queste informazioni la velocità delle onde
sismiche ad ogni profondità di misura è data
dall’equazione
Metodo tragitto - legge di Snell
Le metodologie di interpretazione dei dati
sismici
down-hole
fin
qui
esaminati
presentano tutte lo stesso limite: il calcolo si
basa ammettendo che l’onda sismica si
propaghi in maniera rettilinea e che durante
il tragitto sorgente-ricevitore non subisca
variazioni di percorso. Ciò è in parte vero,
quando
i
terreni
non
presentano
discontinuità latero-verticali e la velocità si
mantiene costante. Nella realtà i terreni sono
tutt’altro che omogenei, anzi sono sempre
caratterizzati da almeno una variazione
verticale di velocità, e da frequenti e marcate
anisotropie
laterali
(soprattutto
nei
sottosuoli
lavici),
e
ciò
complica
maggiormente l’interpretazione dei dati. Se il
contrasto di impedenza sismica tra due strati
è molto elevato, può essere necessario
misurare tempi tragitto più brevi a profondità
maggiori rispetto a quelli misurati più in
superficie. Per ovviare a questi inconvenienti
e per avere un più realistico profilo di velocità
bisogna, pertanto, applicare al percorso
sorgente-ricevitore la legge di Snell.
Esempio di restituzione Down - Hole
DOWN HOLE MODULE
D (m)
Z (m)
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
8.00
9.00
10.00
11.00
12.00
13.00
14.00
15.00
16.00
17.00
18.00
19.00
20.00
21.00
22.00
23.00
24.00
25.00
26.00
27.00
28.00
29.00
30.00
Tpo (msec) Tso (msec) Tpc (msec) Tsc (msec)
2.92
3.43
3.94
4.21
4.48
4.79
5.10
5.60
6.10
6.45
6.80
7.10
7.40
7.85
8.30
8.60
8.90
9.20
9.50
9.78
10.05
10.33
10.60
10.90
11.20
11.55
11.90
12.29
12.67
5.00
6.69
8.38
9.02
9.65
10.24
10.83
11.82
12.80
13.50
14.20
14.80
15.40
16.38
17.35
18.00
18.65
19.25
19.85
20.40
20.95
21.50
22.05
22.65
23.25
23.95
24.65
25.58
26.50
2.06
2.85
3.52
3.91
4.25
4.61
4.95
5.47
5.98
6.35
6.71
7.02
7.33
7.78
8.24
8.54
8.85
9.15
9.45
9.73
10.01
10.29
10.56
10.87
11.17
11.52
11.87
12.26
12.64
3.54
5.57
7.50
8.37
9.15
9.85
10.51
11.53
12.55
13.28
14.01
14.63
15.25
16.23
17.22
17.88
18.54
19.14
19.75
20.31
20.86
21.42
21.97
22.58
23.18
23.88
24.59
25.51
26.44
VPi (m/sec)
968.64
1267.14
1492.29
2598.46
2930.71
2812.16
2923.75
1927.08
1942.15
2744.10
2766.12
3226.22
3244.78
2195.33
2198.93
3276.66
3284.40
3290.72
3295.94
3595.64
3600.25
3604.16
3607.49
3312.34
3314.29
2845.50
2846.44
2589.80
2590.34
2
2
3
VSi (m/sec) g (gr/cm ) G0 (Kg/cm2 ) K(Kg/cm ) E(kg/cm )
565.69
492.40
518.43
1142.96
1274.57
1446.74
1513.69
973.70
982.53
1368.34
1380.17
1610.03
1619.90
1014.06
1015.57
1513.57
1516.94
1643.93
1646.75
1796.56
1799.03
1801.12
1802.90
1655.54
1656.59
1422.38
1422.89
1078.70
1078.85
1.88
1.98
2.04
2.27
2.32
2.31
2.32
2.15
2.15
2.30
2.30
2.37
2.37
2.20
2.20
2.37
2.38
2.38
2.38
2.42
2.42
2.42
2.42
2.38
2.38
2.31
2.31
2.27
2.27
6.1E+03
4.9E+03
5.6E+03
3.0E+04
3.8E+04
4.9E+04
5.4E+04
2.1E+04
2.1E+04
4.3E+04
4.4E+04
6.2E+04
6.3E+04
2.3E+04
2.3E+04
5.5E+04
5.5E+04
6.5E+04
6.5E+04
7.9E+04
7.9E+04
7.9E+04
8.0E+04
6.6E+04
6.6E+04
4.7E+04
4.7E+04
2.7E+04
2.7E+04
9.8E+03
2.6E+04
3.9E+04
1.2E+05
1.5E+05
1.2E+05
1.3E+05
5.3E+04
5.4E+04
1.2E+05
1.2E+05
1.7E+05
1.7E+05
7.7E+04
7.7E+04
1.8E+05
1.9E+05
1.7E+05
1.7E+05
2.1E+05
2.1E+05
2.1E+05
2.1E+05
1.8E+05
1.8E+05
1.3E+05
1.3E+05
1.2E+05
1.2E+05
VS30 (m/sec)
1134.6
SUOLO TIPO A
1.5E+04
1.4E+04
1.6E+04
8.3E+04
1.1E+05
1.3E+05
1.4E+05
5.5E+04
5.6E+04
1.2E+05
1.2E+05
1.7E+05
1.7E+05
6.2E+04
6.3E+04
1.5E+05
1.5E+05
1.7E+05
1.7E+05
2.1E+05
2.1E+05
2.1E+05
2.1E+05
1.8E+05
1.8E+05
1.3E+05
1.3E+05
7.5E+04
7.5E+04
M(kg/cm2 )
r
Vp/Vs
IS (t*m -2*sec-1)
t
x
H(m)/VS
1.8E+04
3.2E+04
4.6E+04
1.6E+05
2.0E+05
1.8E+05
2.0E+05
8.1E+04
8.2E+04
1.7E+05
1.8E+05
2.5E+05
2.5E+05
1.1E+05
1.1E+05
2.6E+05
2.6E+05
2.6E+05
2.6E+05
3.2E+05
3.2E+05
3.2E+05
3.2E+05
2.6E+05
2.6E+05
1.9E+05
1.9E+05
1.5E+05
1.5E+05
0.24
0.41
0.43
0.38
0.38
0.32
0.32
0.33
0.33
0.33
0.33
0.33
0.33
0.36
0.36
0.36
0.36
0.33
0.33
0.33
0.33
0.33
0.33
0.33
0.33
0.33
0.33
0.40
0.40
1.71
2.57
2.88
2.27
2.30
1.94
1.93
1.98
1.98
2.01
2.00
2.00
2.00
2.16
2.17
2.16
2.17
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.00
2.40
2.40
1065.41
975.94
1059.98
2596.56
2962.51
3336.39
3516.70
2089.91
2111.97
3140.95
3172.91
3811.14
3838.70
2231.10
2235.13
3593.39
3603.01
3906.06
3913.93
4341.19
4348.22
4354.17
4359.25
3938.54
3941.47
3287.58
3288.97
2449.02
2449.46
1.00
1.45
1.47
1.12
1.09
0.77
0.75
1.20
1.20
1.10
1.09
0.74
0.74
1.23
1.23
1.04
1.04
1.05
1.05
1.00
1.00
0.95
0.95
0.91
0.91
0.85
0.85
0.00
0.00
0.00
-0.45
-0.47
-0.12
-0.09
0.23
0.25
-0.20
-0.20
-0.10
-0.09
0.26
0.26
-0.23
-0.23
-0.04
-0.04
-0.05
-0.05
0.00
0.00
0.05
0.05
0.09
0.09
0.15
0.15
1.00
1.00
0.0035
0.0020
0.0019
0.0009
0.0008
0.0007
0.0007
0.0010
0.0010
0.0007
0.0007
0.0006
0.0006
0.0010
0.0010
0.0007
0.0007
0.0006
0.0006
0.0006
0.0006
0.0006
0.0006
0.0006
0.0006
0.0007
0.0007
0.0009
0.0009
0.45
0.40
0.35
0.30
0.25
0.20
0.15
0.10
0.00
3.5E+05
3.0E+05
2.5E+05
2.0E+05
1.5E+05
1.0E+05
0.00
5.00
5.00
10.00
10.00
15.00
15.00
m
m
Poisson
K(Kg/cm^2)
20.00
20.00
E(kg/cm^2)
25.00
25.00
M(kg/cm^2)
30.00
30.00
35.00
35.00
2.00
1.50
1.00
0.50
0.00
-0.50
-1.00
500.00
0.00
1000.00
1500.00
2000.00
2500.00
3000.00
3500.00
4000.00
4500.00
5000.00
0.00
A)Velocità intervallo
0.00
5.00
B)Moduli elastici
5.00
10.00
15.00
Coef. Rifrazione
15.00
C)Poisson
10.00
m
20.00
Coef. Riflessione
20.00
D)Impedenza sismica
IS (t*m-2*sec-1)
25.00
E)Rifrazione e Riflessione
25.00
30.00
E
30.00
D
5.0E+04
0.0E+00
G0 (Kg/cm^2)
(t*m-2*sec-1)
C
B
A
Poisson
Kg/cm 2
35.00
35.00
Esempio di restituzione sismica superficiale SH
CLIENT
COUNTY
PROJECT
AZIMUTH
LOCATION
SOURCE
EQUIPMENT
DATE
UNITS
GEOPHONE S
LINE: MODICA
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
:
:
:
:
:
:
:
:
:
PACING:
EAST
1
Dott. Giovanni Carnemolla
Timperosse Donnalucata
Opere di Urbanizzazione
N195°E
Scicli
Piastra orizzontale
MAE A6000S
lug-09
m
5
VELOC 1_Aerato (m/s) VELOC 2_1° Rifrattore (m/s) VELOC 3_2° Rifrattore (m/s)
682.13
1420.24
1899.08
644.65
1374.59
1888.66
644.65
1328.93
1878.25
644.65
1283.28
1867.83
644.65
1237.63
1857.41
644.65
1237.63
1846.99
644.65
1237.63
1836.58
644.65
1237.63
1826.16
644.65
1237.63
1815.74
644.65
1237.63
1805.32
644.65
1237.63
1794.91
644.65
1237.63
1784.49
644.65
1237.63
1774.07
644.65
1237.63
1763.65
644.65
1237.63
1753.24
644.65
1237.63
1742.82
644.65
1237.63
1732.4
644.65
1237.63
1721.98
644.65
1237.63
1711.57
644.65
1221.91
1701.15
644.65
1206.19
1690.73
644.65
1190.47
1680.31
644.65
1174.75
1669.9
644.65
1159.04
1659.48
DEPTH 1_Aerato (m) DEPTH 2_Rifrattore (m) DEPTH 3_Rifrattore (m) Extend (m) Vs30 Layer (m/s)
1.53
20.24
18.71
9.76
1459.42
2.44
17.11
14.67
12.89
1409.63
3.47
14.47
11
15.53
1368.09
4.53
12.19
7.66
17.81
1331.48
5.62
10.25
4.63
19.75
1299.15
4.29
12.23
7.94
17.77
1322.09
3.03
14.13
11.1
15.87
1344.69
2.83
14.53
11.7
15.47
1344.40
2.78
14.72
11.94
15.28
1340.77
3.31
14.06
10.75
15.94
1324.50
3.31
14.18
10.87
15.82
1319.77
2.88
14.94
12.06
15.06
1324.42
2.65
15.4
12.75
14.6
1324.95
2
16.52
14.52
13.48
1334.65
1.14
17.97
16.83
12.03
1349.62
0.44
19.21
18.77
10.79
1361.18
0.04
20
19.96
10
1366.00
0.74
19.09
18.35
10.91
1344.67
0.74
19.27
18.53
10.73
1339.93
0.74
19.27
18.53
10.73
1326.25
0.74
19.27
18.53
10.73
1312.53
0.74
19.27
18.53
10.73
1298.76
0.74
19.27
18.53
10.73
1284.96
0.74
19.27
18.53
10.73
1271.12
VS30 (m/s)
SUOLO TIPO A
1337.63
SE VOGLIAMO esagerare..
SEZIONI TOMOGRAFICHE VP VSH E DENSITA’ GEOFISICA
•Il valore del VS30 = 389.61 m/sec  suolo tipo B
SEZIONI TOMOGRAFICHE MODULI ELASTICI
TOMO SISMICA PER
INVESTIGAZIONI PROFONDE
TOMO SISMICA IN
SITUAZIONI DI DISSESTO
METODI NON INVASIVI PER
LA CARATTERIZZAZIONE ELASTICA
DEI TERRENI MEDIANTE ONDE SUPERFICIALI
Il maggior interesse da parte dei progettisti al parametro Vs e l’esigenza di ricavarlo
rapidamente ed a minore costo ha spinto numerosi studiosi a sviluppare metodi alternativi
alle prove tradizionali in foro.
I metodi alternativi sviluppati consistono nell’analisi delle onde superficiali di Rayleigh.
Le nuove tecniche hanno
l’indubbio vantaggio di essere
di rapida esecuzione
e poco costose, ma hanno
l’innegabile sfavore di non
dare misure
dirette della velocità di taglio.
La ricerca fin qui condotta ha avuto come risultato quello di mettere a
punto nuove procedure di acquisizione dati e diverse metodologie di
analisi basate sulle proprietà dispersive delle onde superficiali, che
sommariamente sono distinguibili in: prove sismiche attive e prove
sismiche passive.
Esistono diverse procedure di acquisizione e di elaborazione dati, ma anche se tra loro
diverse, le tecniche attive e passive nel calcolo delle Rayleigh, hanno in comune lo stesso
procedimento per la definizione del parametro Vs a diverse profondità, che può essere cosi
riassunto:
1) definizione della velocità di propagazione delle onde di superficie per le diverse frequenze
(curva di dispersione sperimentale);
2) calcolo della curva di dispersione teorica attraverso la formulazione del profilo di velocità
delle onde di taglio verticali Vs (definizione del modello iniziale di velocità);
3) modifica della curva teorica: cioè si variano opportunamente lo spessore H, la velocità
delle onde di taglio Vs e la densità di massa r degli strati che costituiscono il modello del
suolo, fino al raggiungimento di una sovrapposizione ottimale tra la velocità di fase
sperimentale (o curva di dispersione teorica) e la velocità di fase numerica (o curva di
dispersione sperimentale) corrispondente al modello di suolo (processo d’inversione).
E CIOE’
METODI ATTIVI
Procedura sperimentale
prova SASW:
Tra i metodi di sismica attiva più comunemente
utilizzati si hanno:
• Prova sismica a due stazioni SASW (acronimo
dell’inglese Spectral Analysis of Surface Waves);
• Prova sismica multicanale MASW (acronimo
dell’inglese Multichannel Analysis of Surface Waves).
di una
1. disposizione dei sensori e
predisposizione
della
sorgente
sismica;
2. impostazione dei parametri di
registrazione;
3.
analisi
della
qualità
ed
archiviazione delle serie temporali;
4. calcolo della curva di dispersione;
5. calcolo del profilo 1D delle Vs.
LIMITI DELLA PROVA SASW
Il metodo tradizionale SASW presenta numerosi limiti che hanno prodotto un suo minore utilizzo
a favore dei metodi che utilizzano disposizioni geometriche di molti ricevitori. Il limite principale
consiste nella difficoltà di separare i singoli modi: ovvero se il modo fondamentale è contaminato
da modi superiori la prova stessa perde di significato.
Inoltre, la prova SASW è parecchio condizionata dal rumore di fondo e dall’impossibilità di
escluderlo dalle misure. Ciò rende questa prova poco impiegabile in ambito urbano. Ulteriori
limitazioni sono legate all’impossibilità di misurare simultaneamente una vasta gamma di
frequenze, alla limitata capacità di risoluzione a bassa frequenza e alla sostanziale interferenza
near-field. Gli effetti near-field diventano molto significativi in caso di suoli inversamenti
dispersivi.
Procedura sperimentale di una prova
MASW:
1.
disposizione
dei
sensori
e
redisposizione
della
sorgente
sismica;
2. impostazione dei parametri di
registrazione;
3. analisi della qualità ed archiviazione
delle serie temporali;
4. calcolo della curva di dispersione;
5. calcolo del profilo 1D delle Vs.
A titolo di esempio, si riporta uno studio sperimentale eseguito in un
sito costituito da terreni alluvionali in cui è stata allestita una prova
MASW con 16 geofoni verticali distanti 2 metri e aventi frequenza
propria pari a 4,5 Hz. Per la prova sono state adoperate due sorgenti
differenti: la prima è un grave di 30 kg lasciato cadere da un’altezza di
1,5 metri, la seconda è un martello con una massa battente di 10 kg
che impatta su una piastra in alluminio. Nella figura 5.37 è mostrata
l’analisi spettrale eseguita in ciascun ricevitore del segnale sismico
ottenuto con la caduta del grave. Risulta evidente che il contento in
frequenza è di circa 10 Hz. La seconda tipologia di sorgente ha invece
prodotto uno spettro di energia avente frequenza intorno a 20 Hz
(figura 5.38).
QUALITA’ DEI
ACQUISIZIONE
SEGNALI
IN
FASE
DI
QUALITA’ DEI
ACQUISIZIONE
SEGNALI
IN
FASE
DI
CALCOLO DELLA CURVA DI DISPERSIONE
I segnali sismici registrati secondo le procedure prima descritte vengono analizzati nel dominio
f-k (frequenza-numero d’onda) o p-f (lentezza-frequenza), al fine di calcolare la curva di
dispersione sperimentale delle onde di Rayleigh, successivamente elaborata nel processo
d’inversione. La velocità di fase viene ricercata nei piani f-k o f-p individuando le coppie
(f, k o p, f) per le quali si ha la massima potenza o ampiezza spettrale.
UN’APPLICAZIONE DEL METODO MASW
Di seguito si riporta un’applicazione di una prova MASW finalizzata alla
definizione del parametro Vs30. La prova ha interessato terreni
sedimentari costituiti da alluvioni sovrastanti substrato argilloso. La prova
è stata così condotta:
1. Definizione della geometria di acquisizione
• 24 geofoni 4,5 Hz;
• spaziatura tra i geofoni 2 metri;
• offset sorgente sismica primo ricevitore: 2 m, 6 m, 10 m.
2. Configurazione del sistema di registrazione dati (sismografo)
• Campionatura segnali 1000 Hz e geofoni 4,5 Hz;
• Durata registrazione 2 s;
• Numero di campioni 2048.
3. Sismogrammi relativi alla distanza (D) sorgente-ricevitori pari
a 10 m;
4. Calcolo della curva di dispersione sperimentale nel piano Vfase
frequenza;
5. Processo d’inversione;
• Definizione del modello di velocità iniziale;
• Calcolo della curva di dispersione teorica e
confronto con la curva sperimentale;
• Profilo di velocità finale;
6. Calcolo del Vs30 e definizione del suolo tipo
METODI PASSIVI
I metodi passivi si basano sulla determinazione della curva di dispersione attraverso le misure
e l’analisi spettrale dei microtremori. Il microtremore inteso come rumore sismico ambientale
(sorgente sismica estesa), è costituito prevalentemente da onde di superficie ed è generato da
sorgenti naturali (vento, mare ed attività antropica).
Pertanto, contrariamente ai metodi attivi, laddove il rumore sismico ambientale è visto come
un disturbo, nelle prove passive è invece la condizione necessaria che consente di effettuare le
misure.
Ciò rende le prove passive molto utilizzate nell’ambito della caratterizzazione dei profili Vs in
ambiente urbano.
Rispetto alle prove di sismica attiva quelle passive hanno il vantaggio di estendere la
profondità d’investigazione fino a oltre 100 metri, ed è questo il motivo per il quale tali
tecniche vengono prevalentemente utilizzate ai fini della risposta sismica locale e per
l’individuazione di strutture profonde.
Tra le tecniche di simica passiva maggiormente utilizzate per la determinazione
della curva di dispersione, ricordiamo:
• Analisi f-k o p-f per stendimenti lineari;
• SPAC (acronimo dell’inglese Spatial Autocorrelation) e disposizione geometrica di
un triangolo equilatero con una stazione al centro della circonferenza iscritta.
CONFRONTO SPERIMENTALE TRA Analisi f-k o p-f per
stendimenti lineari
Metodo SPAC
Il metodo SPAC adopera una disposizione geometrica
circolare dei sensori geofonici. Una modifica alla
disposizione prevista nel metodo originale, consiste nel
valutare diversi stendimenti con raggi diversi. Va
comunque detto che per potere applicare lo SPAC
modificato occorrono molte stazioni
e grandi spazi.
Nella pratica comune è più facile applicare il metodo
tradizionale per il quale sono richiesti al massimo
quattro sensori.
TABELLA DI CONFRONTO INDAGINI PER LA
STIMA DELLE VS
Conclusioni e considerazioni
?
Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale – OGS di Trieste
………………………..LA rivista americana dimostra che non si possono fare facili generalizzazioni. Ogni evento
tellurico può essere diverso dal precedente, pur se colpisce lo stesso territorio. La conoscenza della resistenza
dei terreni di fondazione rimane ovviamente fondamentale, ma purtroppo non esaurisce il problema.
«Infatti, non lo esaurisce» spiega ancora l’ Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale -OGS
«perché le vibrazioni causate da un terremoto non si propagano in maniera simmetrica e regolare, come i cerchi
che si formano nell’acqua dopo aver gettato un sasso. La sorgente emette più energia (e diversi tipi di onde) in
certe direzioni e meno in altre; molto dipende da come si è rotta la faglia in profondità e da come la rottura
sismica si è propagata lungo questa grande frattura, anche DI decine di chilometri».
Quali gli insegnamenti che si possono trarre da questo studio, per un Paese a rischio sismico come l’Italia,
provata ultimamente dal forte sisma abruzzese?
«Non affidare - la prevenzione dei danni solo alla valutazione della potenziale pericolosità dei terreni di
fondazione, ma adottare cautela anche nei confronti di possibili forti effetti di sorgente.
Purtroppo, questi ultimi non sono prevedibili a priori, ma è bene si sappia che i
parametri di progetto in vigore in Europa danno già abbastanza affidamento. Le
norme sismiche sono state infatti formulate sulla base dell’esperienza, ossia di
centinaia di registrazioni di terremoti di ogni tipo. La variabilità delle vibrazioni
pericolose dovuta all’emissione dell’energia in profondità è quindi già contenuta
nelle regole antisismiche, anche se magari non se ne era ben compresa l’origine».
Considerazioni sulle metodologie
per la definizione del suolo tipo
Da quanto accennato precedentemente sulle tecniche per il calcolo del
Vs30 si evince che:
- Peculiarmente, i metodi diretti di misurazione delle Vs (Down, cross
Hole, rifrazione superficiale SH e Cono sismico) risultano più precisi
soprattutto quando lungo la verticale sismostratigrafica possono essere
presenti inversioni di velocità.
Per suoli fortemente anisotropi le tecniche f-k attive (MASW, ecc..)
devono essere eseguite con cautela (prove geotecniche dirette) e
controllando sempre se esiste dispersione, durante le fasi di
acquisizione in campagna.
-
Le tecniche f-k passive vanno bene in contesti urbani e consentono
profondità di investigazione superiori ai 30 metri necessari. Anche
queste necessitano un controllo dei dati in campagna per verificare la
presenza di frequenze di sorgenti passive, tali da consentire la
definizione dei primi 30 metri.
-
In contesti geologici particolari
-
Aree sismogeneticamente attive
-
Faglie
-
Suoli sedimentari scadenti disomogenei
-
Effetti topografici e di bordo
E’ OPPORTUNO UN CALCOLO SPECIFICO DELLO SPETTRO DI RISPOSTA
DEL SITO MEDIANTE LE TECNICHE PRIME DESCRITTE PER SUOLI REALI