Regione Autonoma Valle d’Aosta
(Assessorato Opere pubbliche, difesa del suolo e edilizia residenziale pubblica,
Servizio Geologico)
Università degli Studi di Genova
Dipartimento per lo Studio del Territorio e delle Sue Risorse
Laboratorio di Sismologia
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
VALUTAZIONE DELL’EFFETTO DELLA RISPOSTA SISMICA LOCALE
MEDIANTE SPECIFICHE ANALISI PER LA DEFINIZIONE DELL’AZIONE
SISMICA DI PROGETTO, AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC, IN ALTERNATIVA
AL METODO SEMPLIFICATO (CATEGORIE DI SUOLO)
Dott. Geol. Pietro Barsanti
Studio di Geologia Barsanti, Sani & Ass.ti
Geoprove S.a.S.
Membro della Commissione Interregionale degli Ordini dei Geologi per la redazione delle Linee Guida NTC 2008
18-19 Ottobre 2011
Vivaio Regionale Quart - Aosta
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
PREMESSA
Tutti gli esempi di Analisi di Risposta Sismica Locale di seguito illustrati sono tratti da
indagini geologiche, sismiche e geotecniche di supporto alla progettazione secondo il
D.M. 14 Gennaio 2008 – Norme Tecniche per le Costruzioni
Esse rappresentano il risultato di studi ed indagini multidisciplinari svolti dallo Studio
di Geologia Barsanti, Sani & Ass.ti e dalla collegata società di servizi Geoprove S.a.S.,
la cui esperienza è maturata negli anni con il supporto ed i consigli di numerosi esperti
in campo sismico
Tali studi non costituiscono ricerca scientifica s.s., tuttavia offrono numerosi spunti di
approfondimento e discussione sia sulle tecniche di indagine sismica, sia sulle
criticità delle NTC 2008
In particolare si vuole sottolineare l’importanza del Modello Geologico di Riferimento e
dell’utilizzo combinato di più metodologie di indagine sismica, al fine di pervenire al
modello sismostratigrafico più attendibile possibile
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Analisi di risposta sismica locale monodimensionale (1D)
Esempio 1: Depositi alluvionali terrazzati su Arenaria “macigno” - mg
Spessore copertura < 20 m
Vs copertura > 360 m/sec
Vs substrato >>800
CATEGORIA
ne’ E nè B
S2
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
INDAGINI ESEGUITE:
N° 1 Sondaggio geognostico prof. m 20
n° 1 prospezione sismica a rifrazione con onde P ed Sh
misure di rumore sismico ambientale (2011)
Frequenza di risonanza da DH
e sismica a rifrazione:
Fr = Vsmedia/4H ≈ 400/40 = 10 Hz
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Misure di rumore sismico ambientale a
stazione simgola
Frequenza di risonanza da “tromino”
Fr = 11 Hz
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Analisi di riposta sismica locale con
Proshake ver 1.12 (EERA – STRATA)
1) Determinazione dell’accelerazione massima di riferimento;
2) Scelta dei 7 terremoti sismo-compatibili da utilizzare come input nelle analisi;
3) Definizione del profilo sismostratigrafico del sito di progetto;
4) Realizzazione delle analisi di risposta sismica locale e relativa rappresentazione dei
risultati.
N.B.: in tutti gli esempi che seguono vengono illustrati solo gli
spettri delle analisi numeriche monodimensionali relative allo
Stato Limite di Salvaguardia della Vita SLV,
anche se sono sempre eseguite anche le analisi per lo
Stato Limite di Danno SLD
DATI PRELIMINARI PER L’ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE
1) Individuazione delle coordinate ED 50 del sito (da geostru.com/geoapp/ParametriSismici.aspx)
2) Informazioni progettuali: Vita nominale Vn, Coefficiente d’uso Cu, Vita di riferimento Vr, profondità
di appoggio della fondazione
3) Stati limite da considerare (ad esempio SLV e SLD, a cui corrispondono differenti ag in funzione
dei differenti periodi di ritorno Tr)
4) Calcolo accelerazione di base (da Spettri-NTCver1.0.3) (in questo caso per Vr = 100 anni)
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Determinazione range
Magnitudo – Distanza (dal sito INGV)
sec.
sec.
Scelta dei 7 sismogrammi spettro-compatibili e
sismo-compatibili secondo quanto prescritto ai
Cap. 3.2.3.6 e 7.3.5 delle NTC 14/01/2008
(REXEL v 2.5 beta - Iervolino et al., 2009)
Spettro medio input risultante
per Vr = 100 anni, ag = 0.232
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Spettro elastico output per piano di
fondazione a – 1.5 m
Frequenza di risonanza: Fr = 10÷5 Hz
(Tr = 0,1÷0.2 sec)
In prima approssimazione:
frequenza propria dei fabbricati Freq = 10 Hz/numero piani
periodo proprio T = 0.1 sec x piano
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Incremento accelerazione: dipende dal contrasto di velocità Vs bedrock/ Vs copertura
Periodo: dipende dallo spessore della copertura
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Esempio 2: Depositi alluvionali della Piana di Lucca
S
Sito in studio
N
Sondaggio ENEL a Pontetetto: bedrock calcareo a 350 m di
profondità
INDAGINI ESEGUITE:
N° 1 Sondaggio geognostico prof. m 32
Prospezione downhole prof. m 32
Prospezione downhole prof. m 32
Prospezione MASW ATTIVA (48 canali i = 1 m, maglio da
200 kg), + PASSIVA
Misure di rumore sismico ambientale H/V
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Sondaggio geognostico prof. m 32
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
PROSPEZIONE DOWNHOLE PROF. M 32
CATEGORIA DI SOTTOSUOLO C
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Prospezione MASW ATTIVA + PASSIVA
Curva di dispersione
Profilo Vs
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Misure di rumore sismico ambientale H/V
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Sismostratigrafia utilizzata nella modellazione derivante
dalla summa delle indagini sismiche eseguite
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Determinazione range Magnitudo – Distanza
(dal sito INGV)
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Spettro medio input risultante
(per Vr = 75 anni; ag = 0.147)
Scelta dei 7 sismogrammi spettro-compatibili e
sismo-compatibili secondo quanto prescritto ai
Cap. 3.2.3.6 e 7.3.5 delle NTC 14/01/2008
(REXEL v 2.5 beta - Iervolino et al., 2009)
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Spettro elastico output per piano di
fondazione a – 1.0 m
AMPLIFICAZIONE Se INFERIORE (25% C.A)
RISPETTO ALLO SPETTRO DI CAT. C
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Esempio 3: Depositi marini e continentali della pianura della Versilia
Da prospezioni sismiche a riflessione (Mariani & Prato, 1988) sono stati riconosciuti 3
secondi (TWT, pari a circa 2500 m) di sedimenti Neogenici-Quaternari in onlap
sul basamento Ligure e Toscano
Dati geognostici diretti indicano la presenza di ghiaie continentali a 110÷150 m di prof.
INDAGINI PRELIMINARI ESEGUITE:
N° 1 Sondaggio geognostico prof. m 30
Prospezione downhole prof. m 30
Misure di rumore sismico ambientale H/V
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
CATEGORIA DI SOTTOSUOLO C
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
MISURE DI RUMORE SISMICO AMBIENTALE A STAZIONE SINGOLA
N.B: non si evidenziano picchi significativi nel rapporto H/V: si ipotizza la presenza di
un’interfaccia posta a circa 110 m di profondità dal piano campagna (0.48 Hz), riferibile a depositi
ghiaiosi che, secondo letteratura, sono localizzati a circa 150 m di profondità in aree prossime a
quella in esame.
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Determinazione range Magnitudo – Distanza (dal sito INGV)
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Spettro medio input risultante
Vr = 75 anni; ag = 0.137
Scelta dei 7 sismogrammi spettro-compatibili e
sismo-compatibili secondo quanto prescritto ai
Cap. 3.2.3.6 e 7.3.5 delle NTC 14/01/2008
(REXEL v 2.5 beta - Iervolino et al., 2009)
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Sismostratigrafia utilizzata nella modellazione:
1) linea gialla: 0- 110 m sabbie con velocità costante Vs = 220 m/sec
ghiaie Vs = 400 m/sec
2) linea verde: 0-110 m sabbie con gradiente di velocità Vs basso e ghiaie Vs = 400 m/sec
3) Linea rossa: 0-110 m sabbie con gradiente di velocità Vs alto e ghiaie Vs = 800 m/sec
SENSIBILE DEAMPLIFICAZIONE
DELL’IMPUT SISMICO
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Esempio n° 4 – Terrazzi eustatici delle colline livornesi
INDAGINI ESEGUITE:
N° 1 Sondaggio geognostico prof. m 35
Prospezione downhole prof. m 35
Prove di laboratorio su campioni indisturbati (statiche e dinamiche)
Prospezione MASW ATTIVA 48 canali i = 1 m, maglio da 200 kg
Misure di rumore sismico ambientale H/V
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
SONDAGGIO
Depositi continentali sabbioso ghiaiosi
(spessore 15 m)
Depositi argilloso limoso sabbiosi
pliocenici: sabbie ed argille ad Arctica +
Argille azzurre (spessore circa 1000 m)
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
PROVE DI COLONNA RISONANTE
Campione C1 m 4.5÷5.0
Campione C3 m 27.0÷27.5
Modulo di taglio G
Damping D
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
PROSPEZIONE DOWNHOLE
CATEGORIA DI
SOTTOSUOLO C
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
PROSPEZIONE MASW
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
MISURE DI RUMORE
SISMICO AMBIENTALE A
STAZIONE SINGOLA
N.B. : ASSENZA DI PICCHI
SIGNIFICATIVI (H/V>2)
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Sismostratigrafia utilizzata nella modellazione derivante
dalla summa delle indagini sismiche eseguite
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Determinazione range Magnitudo –
Distanza (dal sito INGV)
Scelta dei 7 sismogrammi spettro-compatibili e
sismo-compatibili secondo quanto prescritto ai
Cap. 3.2.3.6 e 7.3.5 delle NTC 14/01/2008
(REXEL v 2.5 beta - Iervolino et al., 2009)
Spettro medio input risultante
per Vr = 75 anni, ag = 0.147
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Spettro elastico output per diverse profondità del
piano di fondazione
Spettri elastici,  =5% - SLV
0,80
INPUT
0,70
spettro CAT C
MOD1 -edificio ciclo termico 1
MOD1 -edificio ciclo termico 2
0,60
MOD3 - Ciminiera
accelerazione
Se (g)
0,50
MAGGIORE AMPLIFICAZIONE (30% c.a)
RISPETTO ALLO SPETTRO DI CAT. C
0,40
0,30
0,20
0,10
0,00
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
periodo (T) - in secondi
1,4
1,6
1,8
2,0
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Sismostrato 1 m 1.5-6
Sismostrato 2 m 6-9
Sismostrato 3 m 9-15
Sismostrato 4 m 15-20
L’AMPLIFICAZIONE E’ CAUSATA DAI PRIMI 9 M DI SEDIMENTO A
BASSA VELOCITA’ Vs = 184÷243 m/sec
E CONSEGUENTE BASSO MODULO DI TAGLIO
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Esempio 5: Depositi alluvionali della Piana di Lucca
INDAGINI ESEGUITE:
N° 1 sondaggio a carotaggio continuo
della profondità di ml 50;
Analisi di laboratorio su n° 5 campioni,
statiche (5) e dinamiche (2)
N° 1 prospezione downhole nel foro di
sondaggio mediante onde dirette
N° 2 analisi multicanale delle onde
superficiali (MASW) con tecnica
sia attiva (48 canali i = 1 m, maglio
da 200 kg), sia passiva
N° 2 misure del rumore sismico
ambientale a stazione singola H/V
N° 3 misure della frequenza
fondamentale di vibrazione
dell’edificio
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Sondaggio geognostico prof. m 51
Depositi alluvionali recenti
(spessore 22 m)
Depositi argilloso limoso sabbiosi
pliopleistocenici di origine
fluviolacustre (spessore > 100 m)
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Prove di colonna risonante
Campione S1C1 m 2.0÷2.5
Campione S1C3 m 30.7÷31.20
Campione S1C5 m 45.0÷45.5
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
CATEGORIA DI
SOTTOSUOLO B
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
PROSPEZIONE MASW ATTIVA + PASSIVA
CURVA DI DISPERSIONE
PROFILO DI VELOCITÀ Vs
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
MISURE DI RUMORE SISMICO AMBIENTALE A STAZIONE SINGOLA
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Sismostratigrafia utilizzata nella modellazione derivante
dalla summa delle indagini sismiche eseguite
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Determinazione range Magnitudo –
Distanza (dal sito INGV)
Scelta dei 7 sismogrammi spettro-compatibili e
sismo-compatibili secondo quanto prescritto ai
Cap. 3.2.3.6 e 7.3.5 delle NTC 14/01/2008
(REXEL v 2.5 beta - Iervolino et al., 2009)
Spettro medio input risultante
per Vr = 75 anni, ag = 0.148
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
L’AMPLIFICAZIONE E’
E’ CAUSATA DAI SISMOSTRATI
1 E 2 (PRIMI 11 m DI SEDIMENTO)
A BASSA VELOCITA’
VELOCITA’ Vs = 200÷
200÷360 m/sec
E CONSEGUENTE BASSO MODULO DI TAGLIO
SU GHIAIE MOLTO PIÙ
PIÙ RIGIDE (Vs
(Vs = 528 m/sec)
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Esempio 6: Depositi alluvionali olocenici e fluviolacustri
plio-pleistocenici della Piana di Firenze (Scandicci)
da Coli e Rubellini - 2007
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Bedrock segnalato a circa 70 m
di profondità
da Boccaletti et alii - 1999
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
INDAGINI ESEGUITE
N° 2 sondaggi a carotaggio continuo della
profondità di ml 15 e 30;
N° 1 prospezione downhole nel foro del
sondaggio S1 mediante onde dirette
N° 1 analisi multicanale delle onde superficiali
(MASW) con tecnica attiva 48 canali i = 1
m, maglio da 200 kg
N° 2 misure del rumore sismico ambientale a
stazione singola H/V
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Sondaggio geognostico S1 prof. m 30
Depositi alluvionali recenti
(spessore 16,3 m)
Depositi limoso sabbiosi argillosi
pliopleistocenici di origine
fluviolacustre (spessore 66 m)
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
CATEGORIA DI
SOTTOSUOLO B
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
PROSPEZIONE MASW ATTIVA
CURVA DI DISPERSIONE
MASW non soddisfacente, energia “intrappolata”
nella copertura, interpretabile solo fino a 13 m di
profondità sulla base della DH
PROFILO DI VELOCITÀ Vs
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
MISURE DI RUMORE SISMICO AMBIENTALE A STAZIONE SINGOLA
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Sismostratigrafia utilizzata nella modellazione derivante
dalla summa delle indagini sismiche eseguite
Sismostrato
Prof. (m)
Vs (m/s)
0
1
0 – 1.0
230
Densità Gamma
(kg/dmc)
1.90
1.0-8.5
256
2.00
8,5-16
16-21
21-32
32-57
57-82
459
441
373
420
455
2.04
2.04
2.04
2.05
2.1
2
3
4
5
6
7
> 82
810
2.3
Natura terreno
terreno di riporto
Limo argilloso sabbioso, sabbia
limosa
ghiaia e sabbia, limosa
limo con sabbia più o meno
argilloso con livelli francamente
sabbiosi
Substrato roccioso (Formazione
di Sillano: argilliti alternate a
calcari marnosi, calcareniti ed
arenarie calcaree)
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Determinazione range Magnitudo –
Distanza (dal sito INGV)
GRAFICO - DISAGGREGAZIONE
30
Probabilità (%))
25
20
15
10
5
0
010
10- 2020 30 30- 405040
50
Distan
60
za (km
)
Scelta dei 7 sismogrammi spettro-compatibili e
sismo-compatibili secondo quanto prescritto ai
Cap. 3.2.3.6 e 7.3.5 delle NTC 14/01/2008
(REXEL v 2.5 beta - Iervolino et al., 2009)
3.54.0
4.04.5
8.58.0- 9.0
7.5- 8.5
7.0- 8.0
6.5- 7.5
6.0- 7.0
do
5.5- 6.5
itu
gn
5.0- 6.0
Ma
5.5
4.55.0
Spettro medio input risultante
per Vr = 50 anni, ag = 0.127
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
l’amplificazione e’
e’ causata dai sismostrati
1 e 2 (primi 8,5 m di sedimento)
a bassa velocita’
velocita’ vs = 230÷
230÷256 m/sec
e conseguente basso modulo di taglio
su ghiaie molto più
più rigide (vs = 460 m/sec)
La frequenza è riferibile al modesto picco H/V
segnalato dal Tromino da 4 a 7 Hz
Il modesto picco di accelerazione intorno a 0.7 sec. è
invece riferibile al significativo picco H/V a 1.3Hz
(l’
(l’energia è minore ma il rapporto input/output, ovvero
l’amplificazione è maggiore
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Esempio 7: Depositi alluvionali della Piana di Lucca
INDAGINI ESEGUITE:
Proiezione
sito in studio
N° 1 sondaggio a carotaggio continuo della
profondità di ml 35;
Analisi di laboratorio su n° 3 campioni
N° 6 prove CPTU/DPSH prof. ml 15
N° 1 prospezione downhole nel foro di
sondaggio mediante onde dirette
Sondaggio ENEL a Pontetetto: bedrock calcareo a 350 m di
profondità
N° 1 analisi multicanale delle onde superficiali
(MASW) con tecnica
attiva (48 canali i = 1 m, maglio da 200 kg)
N° 2 misure del rumore sismico ambientale a
stazione singola H/V
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Sondaggio geognostico S1 prof. m 35
Depositi alluvionali
recenti limoso argillosi e
sabbiosi molli - sciolti
(spessore 11 m)
Depositi alluvionali
ghiaioso sabbiosi
addensati (spessore 18 m)
Depositi argilloso limoso
sabbiosi pliopleistocenici
di origine fluviolacustre
(spessore > 100 m)
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
.
.
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
PROSPEZIONE MASW ATTIVA
CURVA DI DISPERSIONE
REGISTRAZIONE
PROFILO DI VELOCITÀ Vs
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
MISURE DI RUMORE SISMICO AMBIENTALE A STAZIONE SINGOLA
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Determinazione range Magnitudo –
Distanza (dal sito INGV)
Scelta dei 7 sismogrammi spettro-compatibili e
sismo-compatibili secondo quanto prescritto ai
Cap. 3.2.3.6 e 7.3.5 delle NTC 14/01/2008
(REXEL v 2.5 beta - Iervolino et al., 2009)
Spettro medio input risultante DA
AGGIUNGERE
Spettro medio input risultante
per Vr = 50 anni, ag = 0.128
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
.
L’AMPLIFICAZIONE E’
E’ CAUSATA DAI SISMOSTRATI
2 E 3 (PRIMI 10 m DI SEDIMENTO)
A BASSA VELOCITA’
VELOCITA’ Vs = 171÷
171÷173 m/sec
E CONSEGUENTE BASSO MODULO DI TAGLIO
SU GHIAIE MOLTO PIÙ
PIÙ RIGIDE (Vs
(Vs = 450÷
450÷480 m/sec)
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
E’ INFINE POSSIBILE FORNIRE AL PROGETTISTA LO SPETTRO NORMALIZZATO SIMILNORMATIVA,
“CUCITO” SULLO SPETTRO DI OUTPUT
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
CONSIDERAZIONI FINALI
NESSUNO DEI SETTE ESEMPI DI ANALISI NUMERICA MONODIMENSIONALE HA FORNITO
UNO SPETTRO ELASTICO EQUIPARABILE ALLO SPETTRO DI NORMATIVA DESUNTO
DALLA Vs30 E DALLA CATEGORIA DI SOTTOSUOLO
CON GRADIENTI DI VELOCITÀ
VELOCITÀ VS DEBOLI E ASSENZA DI CONTASTI DI RIGIDITÀ
RIGIDITÀ SISMICA
NEGLI STRATI SUPERFICIALI L’
L’AZIONE SISMICA DESUNTA DALLA VS30
È GENERALMENTE SOVRASTIMATA:
SOVRASTIMATA: ESEMPI 22-3
CON FORTI CONTASTI DI RIGIDITÀ
RIGIDITÀ SISMICA NEGLI STRATI SUPERFICIALI L’
L’AZIONE SISMICA
DESUNTA DALLA VS30 È GENERALMENTE SOTTOSTIMATA
(QUANTOMENO PER IL RANGE DI FREQUENZE DI INTERESSE DEI PROGETTI ESAMINATI:
ESEMPI 55-6-7)
LE CONDIZIONI AMPLIFICATIVE SONO INFATTI FORTEMENTE CONDIZIONATE DAL
CONTRASTO DI RIGIDITÀ
RIGIDITÀ SISMICA NEGLI STRATI SUPERFICIALI
LE MISURE DI RUMORE SISMICO AMBIENTALE IN ASSOCIAZIONE CON ALTRE
METODOLOGIE DIRETTE O INDIRETTE CONSENTONO DI ESTRAPOLARE IL PROFILO DI
Vs IN PROFONDITÀ
PROFONDITÀ FINO AL BEDROCK SISMICO
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
CONSIDERAZIONI FINALI
LE MISURE DI RUMORE SISMICO AMBIENTALE NON SEMPRE RIFLETTONO LE
CONDIZIONI AMPLIFICATIVE DEL SITO IN STUDIO: L’
L’ASSENZA DI PICCHI H/V
SIGNIFICATIVI (>2÷
(>2÷2,5) NON ESCLUDE LA POSSIBILITÀ
POSSIBILITÀ DI AMPLIFICAZIONI
APPREZZABILI (ESEMPI 4 E 5)
NON SEMPRE I MAGGIORI PICCHI H/V CORRISPONDONO ALLE FREQUENZE DI MASSIMA
ACCELERAZIONE NELL’
NELL’ANALISI NUMERICA DI RSL (ESEMPIO 6)
L’UTILIZZO COMBINATO DELLE VARIE METODOLOGIE DI MISURA PERMETTE UNA
RICOSTRUZIONE DELL’
DELL’ASSETTO SISMOSTRATIGRAFICO PIÙ
PIÙ FEDELE,
PARTICOLARMENTE NEGLI STRATI SUPERFICIALI PIÙ
PIÙ CRITICI, E QUINDI UNA
VALUTAZIONE PIÙ
PIÙ PRECISA DELL’
DELL’AZIONE SISMICA, ESSENZIALMENTE DIPENDENTE
DALLA VELOCITÀ
VELOCITÀ DI PROPAGAZIONE VS ALL’
ALL’INTERNO DELLE COPERTURE
LA VALUTAZIONE DELL’
DELL’AZIONE SISMICA MEDIANTE MODELLAZIONE NUMERICA
(ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE) È SEMPRE RACCOMANDABILE E CONDUCE
AD UNA PROGETTAZIONE PIÙ
PIÙ ECONOMICA E/O COMUNQUE PIÙ
PIÙ SICURA
Regione Autonoma della Valle d'Aosta – Università degli Studi di Genova
STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI
Dott. Pietro Barsanti: ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE AI SENSI DEL § 7.11.3 DELLE NTC 2008
GRAZIE PER L’ATTENZIONE
•
•
•
•
•
Contatti:
Studio di Geologia Barsanti, Sani & Ass.ti – Geoprove S.a.S.
Dott. Geol. Pietro Barsanti
Tel. 0583/467427 Fax. 0583/91090 Cell. 348/3455020
e-mail: p_barsanti @geoprove.com – [email protected]