GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

99
UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI UDINE FACOLTÀ DI INGEGNERIA DIPARTIMENTO DI GEORISORSE E TERRITORIO DIPARTIMENTO DI GEORISORSE E TERRITORIO CENTRO STUDI E RICERCHE SPRINT GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE Teresa CRESPELLANI SERM-ACTION Corso universitario Dipartimento di Ingegneria Civile Università di Firenze Corso universitario di perfezionamento Valutazione della risposta sismica locale ai fini SERM - m.riuscetti 7 Venzone 28 agosto 2009 locale ai fini antisismici

Transcript of GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

Page 1: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI UDINEFACOLTÀ DI INGEGNERIADIPARTIMENTO DI GEORISORSE E TERRITORIODIPARTIMENTO DI GEORISORSE E TERRITORIOCENTRO STUDI E RICERCHE SPRINT

GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

Teresa CRESPELLANISERM-ACTION

Corso universitario E EDipartimento di Ingegneria CivileUniversità di Firenze

Corso universitario di perfezionamentoValutazione della risposta sismica locale ai fini

SERM - m.riuscetti 7

Venzone 28 agosto 2009

locale ai fini antisismici

Page 2: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

������������ ������������� ������� ��� ��������� ������� ����� ���� ��� ���� ������

�������� ��������

�������� ��!���� ��������� �

"� ������������ � ��� ���������#��� ��$�%�����&���'�����

� ��� ��������� ������� ����� ���� �������� �������

%�����&��� ���������%����( ' ����&����� � ��� "� ����������)�����������!��������(�������������������*�������

��������(� ����(������#����++,

���������� ��

� ��� ���# ��

� ��� ���������

����������� ��

���#� � � �� ����

Page 3: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

-��&�����"��./�.��++0�� �� ��������� � �������

�������� �������������������������*��1"��.2�.�.,,23���"����./�.���++0�������� ��������� ���� �� ��������� �4

.����������������������������(���# #������ ���� ������������������*����������� �������������� �������*�5

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

���"������������6 ��������� ������ ���������������������� ������������� ������� ����� ���� ��

7� 86�������������������*������������� ��� ����������� ������������������������ ���������� ���� �� ��������*�

������������������������ ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

Page 4: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

� ������������������ ��� ��*����"����./�)��� ���++0�1-!�3��������� ���������������&�������������������*��������������� �� � &��������� ��� ��������������������

-��� ��������������������&������ �������� ����� �������������������� $�������� ������#���4

8 �-��� � � ������� �������#�������� #��&�������������

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

9 �������������������� ���� ���*��� ����� ��������� ������������������ ��

9 ������ ������������������� ������� $�����������������# ��������������������# � ���������� ���������*��������������� �������� ������������������ ���

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

��������

Page 5: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

"�������

�����������&�������"����..�� ���.,00$���"����./�)��� ���++0���# � �������������*��� �������� ����� ������������:��� � � ���������� ��� ����$�����;4

9 �� ����������� �����9 �� ���������� ����� ����������� �� �� ��

�-���������������� ������������<����= :�� ��������������� �� � �� �� ��� � ����� ����� ������ �� ����������

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

��������

� ��� � ����������� �������� �� �����������

���������� ������������ �� �� ��� :�� ��������� �6���������������� ��6���� ���� �>���� �� ������������������������ � $������ �������������� �����$�� �� ����������������� ��� �������*��������� ���� ��� ����������

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

Page 6: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

�����������������������

9 !�������� #�4���������� ����� ��������� ������� ����� ���� ����������������� � ������

����� ������������������

9 !��������� #�4���� #��&��� � ��������� ���������������

� ���������$� ���������������������������������� ��� ������� � ��������������������������� � ���� �� �����*��� � �� ��

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

���� �� ��� � �� ���� ��� ��

������

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

��������

Page 7: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

� !������������ �������*������� � ���� �����1��>���� ��*����"��./�.��++03������� ������>�������������������������������� �����������������*�4

9 ���� ��������������6 ��������� �������������� ��� �� ��������� ����� ������ ������� ����� ���� ����� ������������� � ��

�������������� ���� � �� ������>�������������������������������� ����

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

9 ����������������� �� �����#��&��*�� �� ���������������� #��&����� � ��������� ���

��

��

����

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

������

Page 8: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

� -���"����.2�)��� ��.,,2� �������������������������� ���� ����� �� ��������� ���� �

� %���������� ��6������� ������������������ ��1������������������� ������������������������� �� �� ��6��������������������������������� �����ε ������� �������6 ��������� �

�������������� ���� � �� ��� ��������� ����� ��1!�������� #�3

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

��� � ����� �# ���������������������� ��������������������������������*��� � ��4

�!����� ��� ����ε "��#��� � ���������������� ������ ������ ��� ����������$���������� ���� $������� ��%�&'(������������ �� ���� ��$������������������ ������) ������) �����������$� �� ��� �����(������ ��� ����� ����� �� ��$���� �(*�

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++, ��������

Page 9: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

�������������� ���� � �� ��� ��������� ����� ��1!�������� #�3

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

���"��./�.��++0�1� ���?�..�7�.������� ����� ���� ��3�����������*�4

<#����� � ��������� �� �������������� �� ���� ���������������������������(���+���� ������ ������) ����������) ������������) � �� ��������� �� �� � ���������������� ���� ������ �������) ������) � ��� ������) �������������������������� ����������

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

��� ���� ������������ �� �� �����(��������������������� ���� �� ��� ����� � ������) �) ��� ���� ������������ (������� ������������� ���(���� ����,� ���������������� �� ��������������� ����� ������������

�������������� ��������� � ��� ��������� ������� ����� ���� ��� �� ������� ����������������� �����������������������

������

Page 10: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

� ���� ����� ��$���"��./�.��++0��� #�������*�� ��������� ����� ����������������� ��� �����������4

9 @�����������������6�������� �����6 ��������� �Se(T)1 ��� � ������������������ �� �� ���������!.3�������������������� ST

9 ��� ���� ��� �� �������

�������������� ���� � �� ��� ��������� ����� ��1!�������� #�3

��A����B��!

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

���� ��� �������������

����� �����*�4

<�- ���� ���� �� �����������������(� �� � ���������� �� �� ������� ����� ����� ���� ���������������� ���� ����� $����� � �� �� ���������������� (� �����������) �������� ��� � ������� ������� ������� �� � � � ����� ����� ��.������� ���������������������������� �

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

��������

Page 11: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

������������ �������������� � ��������������� ���� ���6 � ����������� ����� ���� ��

Spettro sito

��� �� ��� �

7

6

7

8

9

cce

lera

tion

Soils of type C (S1, S2, S6, S7, S9)

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

�������!�C�D

Spettro Norme

������� ���

������ ����

0.5

.

1

0

1

2

3

4

5

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0

Period [s ]N

orm

alis

ed s

pect

ral a

c

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 12: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

�3�������������� � ��

E3�'������������ #��&��������

'������������ #��&��� � ��������� ���������������

� �������������������� �������� ���4

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

�3��>��� ���������������� ##���� ���

�3�"����� �������������������� ���

"3���#�����

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 13: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

�������� � ��������� ���������������������� �������������� � �1!���������������$�!���* $�.,,,3

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 14: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

!������������� ����#�$�.,0?

!�����������! F ��1.,,,3

�������� � ��������� ���������������������� ��������������� �

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++, ����������

Page 15: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

'� � �E� �� $�.,0+

'� � �����$�.,,,

�������� � ��������� ���������������������� ���� #��&��������

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

,

'� � ����� � ���$��++.

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++, ����������

Page 16: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

Terremoto di Bam, Iran, 2003�������� � ��������� ���������������������� ��>��� ����

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

Loma Prieta, USA 1989

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 17: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

������������ ��������� ������ ���������������� ������������

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

��������

Page 18: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

!�����������G�H ��$�!���* $�.,,,

�������� � ��������� ���������������������� ������� ����

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 19: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

� 86��������� � ����� ������������� �������� ������� ������������ �������������� #��&���I����������������� ���1����6���������������35�:�����I����������*�������� ������������ ��*�������� ��� � �������������� �����������������������I����� ���� �>������������ ���� ���������������� ���� ������������������������������������������ ��� ���� ��� �

���������&����������������� #��&���������grandi deformazioni del terreno durante i terremoti forti

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

� !������������ �������*����������������I��*������������������ ����������� � �����������������������#��������������� � $�������������� #��&��������$����>��� ����$�����#����� $��������� ����$���� �������������*�� ���� ������ ������������������ ���

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

��������

Page 20: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

� ���"��./�.��++0��������� �������������� #�������1������ �����3��*�4

<�������� �����,��� +������������������ $ �� � ������ � ����������� �����,� ������ �

���� ���������� ���������� �������������� ��$ ���������� � � � � � � � �� � � � � ��� �� � )� �

���������&����������������� #��&���������grandi deformazioni del terreno durante i terremoti forti

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

���������� ��� � �� ��������� �� ���������������)� � ���� $ ���$�$ ������� �� ���������������������/0

� ��*������1����� �����3���*�������������������������� ������ ����� #���������������� �� ��������#��������������� #��&4�

9 ������������� �

9 ������������#�����

9 ������ ��������������� � ��� ������� �����

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 21: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

������ ����� ���� ��

( ���������������#��� �( ' ���� �*� ���� �� � ������ ���� ��� ��

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

' ������*�� ���� ���� ������� ����� ���� ��( ������� ������������������ �� � ����������������� �( ����� �� �������� � ������( ��������� ������� ����� ������ ��"��./�.��++0

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

Page 22: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

������������� �

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 23: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

a(t)

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

������������� �

��������J����� ������

�� ��������� ��� ����

t

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

���������

Page 24: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

� �������������������������:�����������������������������������$��*����I���������������������������������

� ������ � �������1-!�3�� ������������������������������I������������� �� 4

9 �� ����� ������� ���1���������� ������ ���$������&$������ ����3

9 �� ���� � � ����� 1 � �� � ���� � ������ ����3

Moto sismico

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

9 ��������� � ������1 ��������������� ������ ����3

9 �������������������

������� �����

������ ��

a(t)

t � K

�������!#�����H !E !L� !�

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

8��-!������������� ������ $���'+$�!L� �������������� ������������������ �� ���

Page 25: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

SITO 1Danni

importanti

SITO 2Danni medi

SITO 3Danni lievi

SITO 4Nessun danno

Variabilità spaziale del danneggiamento Terreno ideale

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

ipocentro

epicentro

ROCCIA

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 26: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

SITO 1Danni

importanti

SITO 2Dannimedi

SITO 3Danni lievi

SITO 4Danni

importanti

epicentro

Variabilità spaziale del danneggiamento Terreno ideale

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

ROCCIA

TERRENO

ROCCIA

ipocentro

epicentro

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 27: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

������������������

3��������������������

Danni importanti

���������������

Danni lievi

��������������

Danni importanti

Variabilità spaziale del danneggiamento rispetto a un terreno di riferimento

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

2

1

Danni importanti lieviDanni importanti

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

��������

Page 28: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

"����������@������������6

� �������������A������ �����*�����������������#��������6 ��� ��� ������������� �� �� ����������������� ���������� ��������*���� ��##������������������� �� �� ��������������������� � �� �������� ��

� 8������� �������������������� � �� ������� �� � ������ �������� ����������������$�����:4

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

( ��� �

� 8 ���������>� ��� � ��� ������������������������� � 4

“Analisi della risposta sismica locale”

( ����� �1������6 ������ ����$������&$������ �����3

( ���������������>���� �������������� ���� ��

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 29: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

� ���������� � � ���.( "4

!����������������

Deposito

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

� ��������� �����("���7("4

� ����������� � ����("���7("4

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

��������

Page 30: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

� ���������� � � ���.( "4 ������� �� �� ����� ������� ����������*����� � �������*�� �������*��������������� ���������@���� �� 6��� ���������������������

'����������� �� �# ������������������ ����� �

� ��������� �����("���7("4 ������� �� �� ����� ������� ����������*����������� ������� ������������������ ��� ��������� ��������6 � � @��� ��� ���� ����� ���� ����*�6

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

����������6 ����@��� ��� ��������������������*�6

� ����������� � ����("���7("4 ������� �� �� ����� ������� ����������*����������� ��������������@��� ��� ��������������������*�6

" �� ��������� � ������� �������� �������� � ������ �������������������� ���� ��� ��������������� ������* � ������ �� ������������� �������*������:4�� ������������ � � ������� ���

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 31: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

���������� � �������� ��������� �����#��� ����� � ��� ��������� ���8

� 8 ���� ��&������ ���������� �#���� � �������� �����������:����� ������ ������������ �����#��� ����� � ��� ��������� ���8�:��� � �>���� 4

� ����� ��� ����� �������������������1 � ����������� ��� ������������ ������� ������$��������� ������� � �� ������ ��� � �� � ���� � � #�� ���� ��� 3

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

� ������� ��������#��� ��������� ����������@�� �� #��6������ ��������������������� � ����������������������� ������������������1���� ��������������������*����������������$���������#� ��$�����3�

�� � ��������������������� �������� #�� ����$�����3��

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 32: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

������������������&����������������.,0M

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 33: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

��������

>����

) ������ ���N�"�F�*��������� � �*����� N

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

�����*�������

��

9������ �

9���������������

9"�� �

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 34: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

����������� �������� �

����������� � ��

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

����� �

�����������

�� ��������

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 35: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

sito

�����������# ��

( ����������#���� ������������������*���� ���� �����

( �������������#������� ������ �������� #����������� ������� � ���1�����������'����������������������� 3�

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 36: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

t

a

a

tf

S

f

S

CB

a

f

S

f

S

tt

�� ��� �������������������������������

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

f

aA

t

S

A

f

D

"������������� ��������������������*�

����

����

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 37: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

a

a

tf

S

f

S

CB

���������������� ��

2-D t 1-D

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

ft

a

SA

-condizione free field

-terreno stratificato

-basamento roccioso orizzontale

-segnale in A≈segnale in B

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

��������

Page 38: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

!� �� �� ��

1-D

"��������� �����#�����H�� ��

"������ �� ����

"������������ �����#�����H�� ��

1

2zH

A

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

"��������� �����#�����H��� ����

"������������ �����#�����H��� ����

3

4

����� ����� ����� �������������� ���*��:��� � ��� � ������ ��� ���� �

���������� ����� ���� | ���ωωωω��| ! | as (0,t) |/ | ab(H,t) |

a

t

B

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 39: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

"��������� �����#�����H�� ��1

2"������������ �����#�����H�� ��

| '.1ω3�| A� .O�| ����1ω BP�O���3�|

| '�1ω3�| A�.O1���� 1ω PO���3�Q�1"B�ω BPO��3�3+�M

H

'��������� ����� ����

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

"��������� �����#�����H��� ����

"������������ �����#�����H��� ����

3

4

ω A����>���� ������ �������6��� 5���A������&�������������������������5�ϖ� A����� ����>���� ������ �����#� ����������������5�"A�� �������������� �����5���A�� ���������������� 5�ρρρρ, ρR = densità del deposito e della roccia, VSR= velocità delle onde S nella roccia

| '71ω3�| A�A�.O1���� 1Bω PO���3�Q���� 1ω PO����O��3+�M

| F4(ω) | max = 1/(1/ I + (π D/2))

s

SRR

V

VI

ρ

ρ=dove

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++, ��������

Page 40: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

"��������� �����#�����H�� ��1H

'��������� ����� ����

�P �P

| F1(ω) |

ωπ�� 7π��

�PMπ��

�P?π��

�P,π��0�

� 2

)12( −=

πϖa

t

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

2 "������������ �����#�����H�� ��

ω A����>���� ������ �������6��� ��������5���A������&�������������������������5�

ϖ� A����� ����>���� ������ �����#� ����������������5�"A�� �������������� �����

ω

�Pπ��

�P7π��

�PMπ��

�P?π��

�P,π��0

"�A�.��M�R

"�A���M�R

��

��

��

��

��

"�A�M�R"A.+�R

t| F2(ω)

|

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 41: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

"��������� �����#�����H�� ��1H

'��������� ����� ����

�P �P

| F1(ω) |

ωπ�� 7π��

�PMπ��

�P?π��

�P,π��0�

� 2

)12( −=

πϖa

t

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

��A�.��M��A���M

��A.+

3 "������������ �����#�����H�� ��

ω A����>���� ������ �������6��� ��������5���A������&�������������������������5�

ϖ� A����� ����>���� ������ �����#� ����������������5�"A�� �������������� �����

t

2H 2H 2H 2H2H

ωπVs 3πVs 5πVs 7πVs 9πVs0

��A�∞

I = 5

����

|||| F3(ω) ||||

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 42: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

'��>���� �������������������#� �����������������

�� 2

)12( −=

πϖ

� 8������������� ���.���������������*��>� ����� ����>���� �ω ����������������� ������� � � �������������>������� ��� ������� ��ϖ �����������

� !����� ����� �*� � ���>���� ���� ��� ����� 1� "�3 : � �S

� ����������� ����� ����� ����� ��� ��� ���������� �� �� ��� �� ���������������� ��

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

� !�������������*��� ����>���� ����� ���� � ����� �1�"�3�:�� ��S������ �������*����������� ���� �����ω "&π12/����� :�� ����>���� �� ��� �������� ���!����������������3$������������ ��������������������������� ���� ��������������4

��

4=

� 8 ���� ������������ ���� ��*���� � ����� ������������ ���� �������������������P���� �� ���� �)������������� ��� ���� ���

)�A����������� ��ρ A������&������ ��� ��

ρ

�� =

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++, ����������

Page 43: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

� ��� ��&����� ���������������� �

� 8������������� �������������������6������� ��������������&����� ���������������1� �������� ���� ��� �������������� ������"3������������ ����������������������� ��

� 8������������� ���.���������������*�� �� �# �������������� ����� ��������������������������������� �� ��� ����������� ���������������

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

� ���� ���7�������������� ��6����� �� ���������� ������������� �

� ���� ���/��� � � �� ����������&����� ��� �� ������ ��� �� ��>� ������� � �������������������������� ����

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 44: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

' ������*�� ���� ���� ������� ����� �������������

������������������������P

.� � � �������*� ����� ���� � ���4 ����� � � ���>���� �

/ �������& ���� ��*� ��� ������� �� � � ����� ��4

� 86���������/�� ������ ��*�������� ��� �������*�� ���� ��� ��������� ����� ����������������4

7���� � �������*���� ���*�������#�����H4������&�ρ ��� ���� ����

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

/� �������& ���� ��*� ��� ������� �� � � ����� ��4( � ���� �� � �������& ���� �� "

� 86�������� �* ���������� ����*����������������� ������� ������� ����� ������������������

M���6��� �� ��&���� ���� � ������������������ ���� �� �# ��������������

2���6����� ����&���� � � �� ����������������&� �������*�������������

?������������������������������� ��������

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 45: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

Influenza del comportamento lineare o non lineare del terreno

Stati di sforzo indotti dal terremoto

σσσσσσσσv σσσσv

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

TERRENO

ROCCIA

Prima

σσσσ0000τ��

σσσσv

τ�N�

σσσσ0000

τ�N�σσσσ0000

v

Durante

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 46: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

�������������� ��������6������������������� ������ ����������������

γ A�ΔδOΔP

σ Δδ

ΔP

τ�� �τ�N�

σ+σ

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

σ�A�������������� ��5�σ+�A����������������� ��τ�� ��A����������� �������������� ����� 5�τ�N���A����������� ���������

�������� ����� 5�γ A������� �������� �������� �� �����

τ�N�

σ+

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 47: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

Apparecchio di taglio semplice

� ��� ���������

����������� ��

���#� � � �� ����

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

���������� ��

� ��� ���# ��

-Prove monotoniche

-Prove cicliche

-Prove cicliche con sforzo di taglio iniziale

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

��������

Page 48: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

Risultati di prove monotoniche σv

G

γ A�δ P�A τ )

) !�τ γ

τ δ

H��� ����� ��

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

��A����������������������������� ��

γ

G0�

�Gsec

τ τmax

γVγl (log)

GG0

γVγl

Δu

γ

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 49: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

Risultati di prove cicliche

τ1< τ2 < τ3 τ1

τ2

τ

γ

τ

γ

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

τ3

τ2

γγVγl

τ3τ2τ1

γ

τ

γ

N=1 N=2

N=3

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

��������

Page 50: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

Risultati di prove cicliche

Curva dorsaleA

γ

Go G1

1

O

τ

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

γ=τ

+γ1

G

= rapporto di smorzamentoΔW4πW

D =W

3� A����������� ���� ����3"���������� ������ ���4"� �������������� �����τ� K�A��������� ��� ��

γO

ΔT

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

τmaxG0

Page 51: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

Domini di comportamento e soglie deformative

γ

τ

γγ

τ τ

γ

τ

G/G0

D [%]1

0 5

-����

Δ Δ

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

0.5

γ [%]

-����

D0

γ� γ�

�-����

�4��� � ���� ��5��4��� � ���������

�� �������� ��

������������ #��

������������� #��

Δu

t

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 52: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

0.00001 0.00010 0.00100 0.01000 0.10000 1.00000

γ [%]

G/G

o

S3-F1 (RC)

S3-F1 (TTC)

S3-F2 (RC)

S3-F2 (TTC)

Yokota et al. (RC e TTC)

���������� ���������)O)+����� � ���������� �������������� ������"������6 ����� ����� ������� �������� ��

βγα ⋅+=

1

1

G

G

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

γ [%]

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

0.00001 0.00010 0.00100 0.01000 0.10000 1.00000

γ [%]

D [

%]

S3-F1 (RC)S3-F1 (TTC)

S3-F2 (RC)S3-F2 (TTC)Yokota et al. (RC e TTC)

γα ⋅+10G

���

����

�⋅

⋅= 0

maxG

G

eDDλ

α��β��λ !����������������

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 53: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

Domini di comportamento e parametri rappresentativi

"������� �������� ��

γU�γ�

"�������������� γ�Uγ U�γ

������� �����������#��5����� �����������# ��

"�� ����������� �� ���� ��� ������ ����� �������&

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

�� #��γ� γ γ

"����������������� #��

γV�γ

��������������������&����� ��� �������������γ

"� � � ��������� �� ���� ������� ��������� $� ��������������������&����� �������������������������� ��������������������� 1������� ��&�@�� 63

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 54: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

"������������� ��������� � ������ �������� �

"������� �������� ��

γU�γ�

"���������������� #��

γ�Uγ U�γ

)+ ��"+

)+ ��"+$�)1γ3���"1γ3

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

�� #��

"����������������� #�� γV�γ

)����"�$�)1γ3���"1γ3$�γA�γ 1-35�Δ��A�Δ�1-35�τ�N��A�τ�N�1-3

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 55: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

� )� ����� �S ��� �� ���� ��� ��� ��& @�� 6 ����4

( �6 ����� ����� �� �� � �

( � �� � � ���� ����� �������& ���� ��*� 1� ���� ��������� 3 � � � ���� � � ���

( � � ��� ��������� ����� �������& ���� ��

-������ ��&�@�� 6

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

� � ��� ��������� ����� �������& ���� ��

( �6 ����� ����� �� ������ ��� � � �� � ��������*�

���� �����������������������6�������������� ����������������� ����5 ��* ������� ��������������������&����� ��*�$��*�� ��� ���� � ���� ���������������������������������������� ��� ������>��������� ��� �������������������5��

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 56: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

��� �������������������� ������� �������� ���γ , ���������������� ���τ ����������� ��������

!�������� ������������ ���������������*�

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

��� ���������������� ��

����������( ������ ���

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 57: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

!�������� ������������ ���������������*�

τ�N�

-. .+ .++

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

���� �� ���������

τ

"������� ���������

��������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

��������

Page 58: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

�������������������������������� ���������������������

�������� ��

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

������ ����� ������� �������� ���γ

��� ��������

Δ�Oσ6+

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 59: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

������� ������ ������� ���������� � � � � ����

τ

!������������ ����� �

!��������� ���������� ��τ��U�τ�

τ��UU�τ�

��� ��

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

τst!�����������

τ��V�τ�

τ�τ�

γ

�������

�>��� ����

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

��������

Page 60: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

������� ������ ������� ���������� � � � � ���� � �� � �������6�������������� ����+

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 61: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

�������� ����� �������� ��&����������������� ������� ����� ���� ���������������� �

!������@�� #�6 γ U�γ

γ V�γ!������@��� #�6

������������

8>��� ����$���������� ���$���� ���������$�

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

����

"������������� ����� γ

γV

γl �� #��

��� #��

Effetti di sito Effetti di instabilità

-������ ��&�@�� 6

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

��������

Page 62: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

Metodi numericiMetodi approssimati

�������� ��� ��������� ������� ����� ���� ��

��� ��� ������ ���

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

( �� ��&������������( ����� �����*��� ��������� ����� � �������������������������������������������

������������� �1���������� �3

������ �� �1����������� �3

8 ������ ������������������4

��� ��� ������� ��

������ ��������*��A��⋅�!�

� �� �����������

( >� ��&����� ��������� �������������#�

������-!�

)���� �����������

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

��������

Page 63: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

�������������������� ��������� ���������� ������� ����� ���� ��

� ���� ���� ����� ��������������������*�������� ����� ����������������������� �����#��� ���� ���������� ���� �� � �

� ������ ���������������� ���� ����������4

( ������������������ ��.("

( �������#������� ���("�

"#

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

( "�������������������������� �����������#��� ���� ��� ���� ���( "�������������������� ����������������������1��� � � � $�

������� �������� ����������� 3������������� ����������������������1�� ��������� ���� � ������� ��3

( ����� ����� ��������� ��� � ��

86��� ��������������������*���4

2D$#

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

��������

Page 64: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

�������������� �����

� !����������������������� � ��� ��������� ������� ����� ���� �����*������� ���������� �������������������# � ��������������� �� ����1#�����H3�� �������� ���� ���� ������� � ��

� 8��-!������������6��� ���4

( �������� � ��� ���� ��� ��������� ��������������� ���������������� ���� � ��� ����

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

������������������ �����

( �������� � ���� ��� ��1��� �� ��������� �3��� ��� �����������&������������������� �# ��*��� ���1��������������� �#������>������*������������� ����������&��������3�

������� � ��� �������*��������������������-!������������ �������� �� ��� ������ �� � �����#��&������ ��� ������� � ����@ ���� �6

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

��������

Page 65: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

�������� � ������� �

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

��������

Page 66: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

���� ���� ������� � ���� ��� �

� ������� ���� ������ ��4

.� ������� ���������������� ��� � �������*���������������������������������� ����������1�� �����$���� �� �� �� �� � $�����3

�� ������� ��������������������������� ������������������ �� �� ���� �������� ������� ����������&���# ��

7� ����� ��� ���� ��* � ��� � � ����� ��� � �����#� �

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

���������������������� ����� � ������� ����������*������������� ����������&����� �������� ��� ����

���� ���������� �� � � �����4

*���4OO����.( ����� ��5�*���4OO� � ���� ��

7� ����� � ��� ����� ��*�� ��� ��������� ��� �������#����������� �� ������� � ������ �� �����������*��* ����� � �������*��������������� �>������ ��� � ���������������� ��������>����� ��� ���

/� ��������������������&��������������� ��� � �������>������������������������� �

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

��������

Page 67: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

���� ���� ������� � ���� ��� �J#����4����� ���� ������� ��������������� � �����������1��A�?�7$�

��� �� �� ��� ������ � ��A�2H�3�

� � ���������� ������ �����6 ��*��������4�� ����� 12�0U�U?�73�

"�� �� �� ��� ������ � �1�M�H�U�U7M�H�3

" ����������1%�����N����� ����� � ��E��H���N3!����������������� ��� ���N�.,?,�� ��A�2�,��� ���� ������������ "��� � � A 7� ? H�

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

0 ,0

0 ,2

0 ,4

0 ,6

0 ,8

1 ,0

0 ,0 1 ,0 2 ,0 3 ,0 4 ,0p er iod o, T (s )

acce

lera

zion

e sp

ettr

ale,

Sa

(g) Im p er ia l V alley 2 6 2 °

P u g lies e & S ab etta (1 9 8 9 )

����� �������������� �#��&�JGW

�� ����� ������������ �"��� �� ��A�7��?�H�

-0,30

-0,20

-0,10

0,00

0,10

0,20

0,30

0 20 40 60 80 100tempo, t (s)

acce

lera

zion

e, a

(g)

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

������

Page 68: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

��� ������� ���������������������� ������������������������������������ ��������

� 8�����������������-!�������� ����*��<� ��������� �� ����) � $������� ���� ��� �������� � �� 6

(����������������������) �� ���������������

(������ �������) ������) � ������������ �� ��

� �� � �� �� ������ ��� ���������

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

(� �� � �� �� ��������� ���������

(���������� ���������� ���������������������� �������� ������������� =

� � ���� �� ��������������<�7 � ������ �����$ ������� ���� � �������� � ����������$ ������������������� � �� ��� ��������� �6�������������������� #�� ������������$��������� � ������ �� ���� �������� ��� � �������� ����

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

��������

Page 69: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

"�

"���������"������

������P���

��� ������������� ���������������������� ������������������������������������ ��������

"�� ����

"�������

#��������

"�F��P��������������������

�� ����

�������

��� ����

#��������

���������������

�� ����

���

���������� ����

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

"� �������������

����

����

��������T

��� ����#��������

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++, ������

Page 70: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

�������� #�� ���������� ���������������������� ������������������������������������ ��������

������ ����� ���

!� �� ��������

! ����������������

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

��������

Page 71: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

� Si basano sulle seguenti ipotesi:

- terreno multistrato, in cui ogni strato è considerato al suo interno omogeneo;

- direzione verticale di propagazione delle onde di taglio

�������������������� ��������� ���������� ������� ����� ���� ��

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

- substrato orizzontale deformabile;

- strati e substrato infinitamente estesi;

� Si distinguono due tipi fondamentali di modelli:

-modelli continui trave a taglio

-modelli discreti oscillatore semplice

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 72: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

�������������.("�� ������������ ��� �� �� ��

$ dx

∂+

..

��ρ

� N ll’i t i di t

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

02

3

2

2

=⋅+⋅tz

u

z

uG

i

ii

i

ii

∂∂

∂η

∂2

2

2

3

2

2

t

u

tz

u

z

uG i

i

i

ii

i

ii

∂ρ

∂∂

∂η

∂⋅=⋅+⋅

Oscillazioni libere Oscillazioni forzate

ug

PA���������������������5���A� �� ����� ��� �5�)�A����������� ��5�"A� �������������� �����; ω = ���>���� ������ �������6��� ��������5�A������&������������5�� A������ ���������� �# ���������

� Nell’ipotesi di terreno viscoelastico

GD

2

ηω=

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 73: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

������������6����� ������������

�%

$

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

Oscillazioni libere Oscillazioni forzate

0...

=++ �����.....

�� ����� =++

��� 2=

� Nell’ipotesi di terreno viscoelastico

m = massa concentrata; k = costante elastica; D= rapporto di smorzamentoug= spostamento della base rocciosa

ug

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 74: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

�������.("����������������

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 75: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

�������.("

Vss

G/G

Moto sismico

a(t)

a(t)

γ

Sa,s

Periodo, Tamax

� Kτ� K γ

� K

Dati di ingresso Uscite

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

γ (%)

G/G0

D

z z zz

86 � �����I��������������� ���������������������1������� �3����������������������>������1�P�G�3

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 76: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

�������� �����

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 77: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

����������P�G�4��>� ������# ��

� ��*�� ��� � ������� ���� �� ������ � ������� ������� ��������

� ��� �� �6 � �� � ����� � ������� ��� �

G∂γ

ηγτ ⋅+⋅=

� J � ��� �� ��� ������� �� � ��� ������ ��� ����$ �� � ������ �� � �� �� �� �������� ����� ���� ��� �� 1G���(�� �34

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

tG

∂ηγτ +=

� �� � �������� � �� τ : �����#�� ���� ���� � �� ���������� �� ��� 1� �������� � ��� ������� � �� ���� 3 � ��� ���������� ���� $ ��������� �� �� �����& ������� ����$ � ���� �� ������� � ��� ����� ���� �����$ � �� �����& η$ : �� � � � ������ � ����� ����� ��� �������� �� ��� ����4

G2D

ηω=

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

��������

Page 78: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

����������P�G�

�� ����� �P�G� ��*��� ���� � � � � �����4

� � ������ � �������� �� � ��� �

� � ������ � � �� �� �� 3' 1� �����& ����� ���� � � ��8!3 � � � ������ � ����� ����� ���� 4' ��� � �������� ��

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

� � �� � � � ���� ���� ��� � ��� ������ � � �� ���� � ������ � ����� ����� ��� � ������ ���� � � ��

� � ��������& ��� #�����H � �� ��� �������& �� ���*�1�����& ����� ���� !3

� �X ������� � �� � ��������� � � ��� ��

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 79: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

" ����� �������������������P�G�

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

0 200 400 600 800 1000

Vs (m/s)

m)

4 MS

Limo argilloso

Ghi i i

Argilla limosa

� ��� ������� ���������������.("

0 0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

G/G

0

RC S2C1RC S2C2RC S2C3RC S6C1RC S6C2RC S7C2RC S7C3RC S9C1RC S10C1RC S10C2RC S11C1RC S12C1

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

���� �������������%&����'����(������������������)#*�*�"+*,"*$,,-./J������� ���� � ��������� ��(%�#��������'����'��� ���������� ������� �$( ��� ���7�8� ����++,

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

Pro

fon

dit

à (

m

Argilla limosa

Ghiaia in matrice argilloso limosa

Marna limoso argillosa

Ghiaia in matrice limoso argillosa

0,0

4,0

8,0

12,0

16,0

20,0

0,00001 0,0001 0,001 0,01 0,1 1 γ [%]

D [%

]

RC S2C1RC S2C2RC S2C3RC S6C1RC S6C2RC S7C2RC S7C3RC S9C1RC S10C1RC S10C2RC S11C1RC S12C1

0,00,00001 0,0001 0,001 0,01 0,1 1 γ [%]

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

��������

Page 80: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

�������P�G�

Il codice SHAKE fornisce in uscita:

� la storia temporale delle accelerazioni (velocità o spostamento),delle tensioni e delle deformazioni di taglio in ciascuno strato (incorrispondenza della superficie superiore o a metà dello strato) e albedrock;

� lo spettro di Fourier e/o di risposta in termini di accelerazione o

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

� lo spettro di Fourier e/o di risposta in termini di accelerazione ovelocità in ciascuno strato e al bedrock

� l’andamento con la profondità dei valori massimi dell’accelerazione(o spostamento o velocità), della tensione e della deformazione ditaglio

� la funzione di trasferimento del deposito

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

����������

Page 81: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

%����������������P�G�

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

0 0,2 0,4

m] -14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

0 0,02 0,04

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

0,4 0,6 0,8 1

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

0 0,02 0,04

amaxC D τ � K )O)+0γ� K [%] C�� D

Accelerazione in superficie

-0,3-0,2

-0,10

0,10,2

0,30,4

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20Tempo [sec]

Acc

eler

azio

ne [g

] 1 R 14 NS4 P 21 NS5 R 21 NS

y

Funzione di amplificazione

9

12

15

18

cazi

one 1 R 14 NS

4 P 21 NS5 R 21 NS

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

-34

-32

-30

-28

-26

-24

-22

-20

-18

-16z [m

1 R 14 NS

4 P 21 NS

5 R 21 NS-34

-32

-30

-28

-26

-24

-22

-20

-18

-16

z [m

]

1 R 14 NS

4 P 21 NS

5 R 21 NS

-34

-32

-30

-28

-26

-24

-22

-20

-18

-16

z [m

]

1 R 14 NS

4 P 21 NS

5 R 21 NS-34

-32

-30

-28

-26

-24

-22

-20

-18

-16

z [m

]

1 R 14 NS

4 P 21 NS

5 R 21 NS

L S6 C1

V S6 C1

L S6 C2

V S6 C2

L S6 C3

V S6 C3

0

3

6

9

0 4 8 12 16 20Frequenza [Hz]

Am

plifi

c

Accelerazione al bedrock

-0,4

-0,3

-0,2

-0,1

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20Tempo [sec]

Acc

eler

azio

ne [

g]

1 R 14 NS4 P 21 NS5 R 21 NS

y

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

��������

Page 82: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

%����������������P�G�

Spettro di risposta in superficie

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 1 2 1 4 1 6 1 8

Sa

[g]

1 R 14 NS4 P 21 NS5 R 21 NS

Spettro di Fourier in superficie

0,000

0,001

0,002

0,003

0,004

0,005

0,006

0,007

0,008

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

Am

piez

za [g

*s]

1 R 14 NS4 P 21 NS5 R 21 NS

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8Periodo [sec]

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22Frequenza [Hz]

Spettro di risposta al bedrock

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8

Periodo [sec]

Sa

[g]

1 R 14 NS4 P 21 NS5 R 21 NS

Spettro di Fourier al bedrock

0,000

0,001

0,002

0,003

0,004

0,005

0,006

0,007

0,008

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22Frequenza [Hz]

Am

piez

za [g

*s]

1 R 14 NS4 P 21 NS5 P 21 NS

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

��������

Page 83: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

����������P�G�4� �� ������

� � ��

9 �������& �������� �� ��� ������� ����� ��59 ������ ��� �� � � � � � �����59 � ��� >� ���& � ����� � � ���� �*� �������$ ��� ����� ��� �����

� ����� ���>�����59 ���� �� ������ � �����*� ������� �� �*� * ��� �����������

�������� �� �6 ��� #��& � #�� ����� �� � � ��� � ���& � � ��

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

��� � ��

� 8��99 ������� �������� � ������� ����� ����� ���� ��� �������$ �*� ���

: �� � �� ���� �� � ��8 �� � � � �� �6������� ���� ��� ��� ��&���� ������� ���

9 � �� � ����� � ������ ��� � 1��� �������� ��; � �������� �� ������ � ������ ����X��������� ���� �������� ������� ��3

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

��������

Page 84: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

��������("

Il codice QUAD4M esegue un’analisi agli elementi finiti nel dominio del tempo e considera il bedrock a comportamento elastico lineare[1].

La sezione viene discretizzata in un numero finito di elementi, di forma quadrangolare o triangolare, secondo uno schema di masse, molle e smorzatori viscosi concentrati nei nodi.

Il calcolo della risposta sismica locale viene eseguito risolvendo le equazioni

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

p g qdi moto scritte per ciascun nodo.

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

��������

Page 85: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

������ �� �

0

1

2

3

4

5

6

7

0 0.3 0.6 0.9 1.2 1.5 1.8 2.1

amax [g]

t.s.a.(SHAKE)t.s.a.(DESRA)e.s.a.(DESRA)

0

1

2

3

4

5

6

7

0.001 0.01 0.1 1 10

γmax [%]

0

1

2

3

4

5

6

7

0 5 10 15 20 25 30 35 40

τmax [kPa]

t.s.a.(SHAKE)t.s.a.(DESRA)e.s.a.(DESRA)

0

1

2

3

4

5

6

7

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

G/Go � KC D γ� KCRD τ� KCH� D )O)+

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

&� #'()&*�������������

8

9

10

11

12

13

14

15

16

z [m

]

8

9

10

11

12

13

14

15

16

t.s.a.(SHAKE)t.s.a.(DESRA)e.s.a.(DESRA)

8

9

10

11

12

13

14

15

16

8

9

10

11

12

13

14

15

16

t.s.a.(SHAKE)t.s.a.(DESRA)e.s.a.(DESRA)

&� #'()&*�������������� $'+�

�C�D

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

��������

Page 86: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

��������� ������� ����� ������ ��"��./�.��++0���� �� ����������������

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

��������� ���� ���������������� ����

�� ������� ������������

�� ������ ������ ��������� �� ����������� ��� � ������������ ��� ����������� �� ������� �� ��������� ��������� ���������� �� ������� ���� ������� �� ���������� ���� �������������������������

�� ������������������������������������������������������������������������������������� ������� ������� �� ��� ��� ������������ ��� ��� �������� ����������� ���� ������������������������������������� ������������ ����������������������������� � ���!"#$� ���

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

%�&����������������������������� ��%�'&��(#��������������������)��

�� ������ ������������������������������������ �������� ����� ������������ �������������� ������� ������� �� ��� ��� ������������ ��� ��� �������� ����������� ���� �������������������� ����������������� ����������� �� �����������*�������� ������� � � ���*&�+�!"# $����+�&�������������������������,��+����� ��+�'&��(#��������������������)��

�� ������ � ������ � ����� ������ ����������� �������� � � ������ � ����� ��� ���������������������� ���� ������� ������� �� ������ ������������ ��� ����������� ����������� �������������������� ��������������������� ������������� ������ ��*������� � ���!"#$��� �+�*&������������������������������+�,��(#��������������������)��

�� ������ �� ������ �� � ��� � � � ��� �������� ��� � ������ � �� ��� ����� ���� ��-������� ���������� �������%��������)��

��������

Page 87: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

�������������������������� ����������� ����

�� ������� ������������

��� .��������������������������� ���������������������*������� � ���*��+�������+�'��(#�)��������������������������������������� ������������� ������-�������������������������������������������������-�����������������������������

�� .������� �����������-���� �/�������������������� ���/����������������������������������������������-���������������

��������� ������� ������ �� ����������������

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

���������� ���� �� �� �� ��������������������������� ����� ��������� ������&��>� ��������$7+ ������ ������������������� ��������������7+����������������&�C.D �$�����#(�����$��� ��������� ��������� ������������� ��� �� ��>� �����$�-��!$7+$�������������� ����������� � � � � ���� $����� ��������� ��������� ��������� � ��>� �����$���$7+$�������������� ����������� � � � ������

C.D ����������� ����������� �$�� �����������&�:������ � ��� ���������� �������������$������������������� �������� ��:������ � �� ����� ����� ���-���� ������������������ ������������� ��� �$�� ���������&�:������ � �� ����� �����6���� ����������������� ��������� ���$�� ���������&�:������ � ��� ���������� ����� ����� �����

������

Page 88: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

� �� ����������������

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

! �� ���������� ���� ����������� ������>� ���4

[ ]���

��

���

!�* �"

���"

�=

= � ��'�*)�

�=

=0�*

��"#$

! � ' ')

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

�=

=

0�* �"#$

���"#$

!�! � ��'�')�

=

==

1�* ��

1�*

����

��

� � ��'��)�

��������

Page 89: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

����4*� :�������������1������3�����6(�������� �������������������7+�������������&5���$ :�� ������&��������������� �������6(�������� ��5�-��!$ :�����������������-��! ����6(�������� ��5���$ :�� ��������� ��������� � �����6(�������� ��5�- :��������������� �����������������7+�������������&5�� :���������������� ����������� � � � � ���� ����������������7+������

��������&5�G :���������������� ����������� � � � ��� ����������������7+�����

��������&

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

��������&�-���� ������������������������ ���� ��� ������������� � � � � ���� ��� � � � ��� $�����#������������������������ #���������7+�������������&$��� ������������ �� ����� ��� ���$�>� ��������������� �������������������� ������&��������������� �������I������������������ ��4�( ������� ���-��!$7+ ��� � ������ ����� ������������ � � � � ���� �������������� �����7+�������������&5�( ������� �����$7+ ��� � ������ ����� ������������ � � � ��� ���������������� ����7+�������������&5�( ���� ������� �� ������������������� �� ������� �� � �����-��!$7+ ����$7+5�( �������������������� �� �� �� �� ��� ������ �>���������� ��� ��������

�����������������

Page 90: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

����������������4

8 ������������� �� �������������� ����� �� ���� ����� �# ������ ������-��! �O������ 1�������&�������� �� ��������� � ������� 3����� ��6��������������������� ����� ������������

8�������� ������ ���� ��-��! ���� ���������������������4

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

������ ������� ��� ��-��! 1J�* �Y�)���$�.,?03

��������

Page 91: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

� 2�*���� ���3���4 ���3���4 �������3�4

* 5�6 *�*� ����'�5,*' 5�6 *�*� ����'�5,*� &5� **5� ����*��*&5 5�� 6�& ����''�'&& �*� ��� �����*5�5� ��� 6,� ����',&*5, 555 6,� ����''&�&� &'6 ��6 ����*�6'*6 &�* ��6 ����*,'�5*� &�� ��6 ����*,�*�** &'6 655�& ����*��6�*' &5� *��� ����*�'55*� �'6 6&5�& ����*&�6�

Detrito di frana costituito da argille marne e

Detrito di frana costituito da limi sabbiosi e sabbie limose con frazione sabbiosa grossolana crescente verso il basso.

Terreno vegetale (sabbie limose)

2.7 m

13.2

15 0

&

*�

*&

� 5�� ��� *'�� *������������ !�"

��

��

���������������� ��������� �� �� �� ������������ ��������������"�F�(P���

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

*5 �5� **56 ����*&5,�*& ��� **�, ����*�&*5*� &�5 **5� ����*,,�5*, �*' *�,*�& ����*��',*� &&* *����& ����*�*&�*6 ��� *��5 ����',*�''� 5�� *�5' ����''6'&'* &�* **5� ����*,��''' &,� **�& ����*,�,'� 56' **�& ����'����'5 5&� **�& ����'*6&'& 5&, *��, ����'*��,'� 5'& *��, ����'�&*6', &&, *��, ����*,65*'� ��' *����& ����*&***'6 �'' *�'��& ����*��,6�� �,, **�, ����*5,�,

Σ� ����)�2 ���&6*5'5 �����#�$��#!ΣΣΣΣ%&�!���'�$ (#) !��� �������*�� ������+ �

argille, marne e livelli arenitici

Detrito di frana costituto da strati millimetrici e decimetrici di marne e strati decimetrici e centimetrici di arenarie alterate. La struttura è caotica e la matrice è argillosa.

Marne fittamente stratificate alternate a strati di arenaria

15.0

33.0

*&

'�

'&

��

�&

5�

��� "

����������

Page 92: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

7��������������� -���������'7��������������� -���������'88.).)

9��������������� ��� �����������������������������������������:������������������������������������������������������������� ��������-���������������������������������

����������������������������������

�� ������� ���� ���� ��&��*������,���-����� ������-����

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

��� "����������������������� �������������������������;�*&<�

�� #���������������������%�*&<�

��� =� �����������������������������������������-�����������������*&<�;��;���<�

�.� =� �����������������������������������������-������������������%���<�

�������������������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

Page 93: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

����������������$����� ��������������� ��$��� ����������� ����� ����������������������"��./�.��++0���������4

( ����������������≥ .$�������� �������6 ������ ����������� �����1!3����( ���������������� ≥ .$�������� �������������������������� ���� ������&� ���� �������������������� ������ ������������ ���

����������������:�������������4( ���������������� ����� �������� � � �� $���$�����( ���������������� ����� ��������� � �� $��!�

� A ��B�!�

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

�� ��� �!

���������������� ����� �������� � � �� ��� :������������� �� �� �� ��������������1! #�����7��������7������3�������6 ������ ������ ��� � ������ 1! #��� �7����3������������������ ����� ��������� � �� ��! :������������� �� �� �� ����� � �� �������6�#� ���������6���� �1! #��� �7�����3��

���������������� :������������� �� �� �� ��������������������������������������� ���� ������&����� �������������������� ������ ������������ ���!�L�1! #��� �7����3����!��A����B�!�L !E A�!�O7

����������

�������!!E !�L !�

Page 94: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

������������������������""����>>�

�� ��������� ��,����

��� ���

�� *���� *����

�� '��*��

?5���5��*���* �� ≤⋅⋅−≤ � ( ) '���@

>$*��* −⋅ �

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

�� &��*��

?����,��*���* �� ≤⋅⋅−≤ � ( ) ����@

>$�&�* −⋅ �

�� ���*��

?&��*5��'6��� �� ≤⋅⋅−≤ � ( ) &���@

>$'&�* −⋅ �

�� ���*��

?*��*���'���* �� ≤⋅⋅−≤ � ( ) 5���@

>$*&�* −⋅ �

����������

Page 95: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

������������������������������������������������������������"$��

�� ������� ������-����

/����������*���0��������*���0�� ��1�� �� ���

��� 8� *���

���������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

�� A����������������������������������� *�'�

��� A������������������������������� �� *�'�

�.� A������������������������������� �� *�5�

����������

�9�$�������� ������� ��!2 +� �������������� ������ �� ����7��� ���� �� ��������� $�(������������� �������������� (��$ !2 ���� $���� ���������

Page 96: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

�+�*&<�

$*�

"$�2�*���B�%������

�%�*&<�

$'�

��

"$�2�*���C���'� ��B)�

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

B�%������ ��<�%��%�*&<�

$��

��

"$�2�*���C���'� ��B)�

B�%������

�%���<�

$5�

��

"$�2�*���C���5� ��B)�

�������������������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

Page 97: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

� 8��-!������������ ������������������������&�������"����.2�)��� ��.,,2

� '������������������ �������������� � ��� ������ ������� � ����� ������� ����� ���� ������� �# �������� � ��������7+

� ����� ��� ��*�����I��*�4

<� ����������������� � ������ ��� ���� �������!� �!& /�� +� � �������� ������� �� �����) ������� � � �� � �������� � �� ������ �����) (

�����������������#��� ����� ������� ����� ���� ���������-!�

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

�� ������� �� �����) �������� ���� �������� � �� �����������) (���������� �� � �������������� � ������ �� ������ �����������,� ������ ��������� �7 � $���� �����$���������������� � �� ������������� �� �� ���

�� ����� �� �� ���� ���������������� ���� ����� $����� (� �����������) �������� ��� � ������� ������� ������� �� � � � ����� ����� ��.������� �������������������������������������� �

<:� �� ��������� ������������7�� ����������� ���� �� ������ ��� �� ����) � �� �� �� (������������ � �� � ��������������� ����������������������(��� � ����� ����� �� �����) �������� ���$ =

������������������������ ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

Page 98: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

�6�>����� ������������������*�4

� 8�� � ���������*���������� ����� ���� �������� � ��� �� ���������� ����*�6�

� ������ ����� ����� ��������� �������� #��&����������������1�� �� �������*�$������$�� � �����

����������� ���� �

�������� ��!���� ��������� ����������� ���������������������������� ��� ����������

� � �������$�� � ����������� 3������� ���������������������*������� �������� �"� �� ����!������������6�� � ��� �)������� �����

�������������������������� ������( ���������� ���������������������������������������������� ��������������$���������$�� ����(������#����++,

Page 99: GEOTECNICA E RISPOSTA SISMICA LOCALE

)� ��������6 ��������W