UNIVERSITÀ DI FIRENZE
IL CONTRIBUTO DELLA GEOTECNICA ALLA RIDUZIONE DEI
RISCHI DEL TERRITORIO E DELL’AMBIENTE
Corso di Geotecnica II Anno Accademico 2003-2004
SCALA DI RIFERIMENTO E SETTORI PRESCELTI
Scala di indagine
Geotecnica ⇒ MANUFATTO
Geotecnica II ⇒ TERRITORIALE
Settori prescelti
Ingegneria Geotecnica Sismica Rischio “naturale”⇒Rischio “antropico”⇒Ingegneria Geotecnica Ambientale
Territorio Processi fisici⇒⇒Ambiente Processi fisici, chimici, biologici
PRINCIPALI SETTORIDI SVILUPPO DELLA GEOTECNICA
Geotecnica ambientale
Geotecnica classica
Geotecnica sismica
Geotecnica stradale
Meccanica delle rocce
Geotecnica per i centri storici
PRINCIPALI ARGOMENTIDI GEOTECNICA SISMICA
Comportamento dei terreni in presenza di carichi dinamici monotonici e ciclici (micro e macroscala)1
Misura dei parametri dinamici in sito e in laboratorio2
Misura della severità del terremoto e delle caratteristiche del moto sismico3
Comportamento dei terreni in sito (megascala)4
Strumenti di prevenzione5
PRINCIPALI ARGOMENTIDI GEOTECNICA SISMICA
Comportamento dei terreni in presenza di carichi dinamici monotonici e ciclici1
microelemento
macroelemento
PRINCIPALI ARGOMENTIDI GEOTECNICA SISMICA
Singolo ciclo di carico-scarico-ricarico
D =
τ
Curva dorsale
O
A
γτ
γτ⋅+
=
max
1oG
Go = modulo di taglio massimoG = modulo di taglio secanteD = rapporto di smorzamentoτmax = resistenza dinamica
∆W4πW= rapporto di smorzamento
γ
PRINCIPALI ARGOMENTIDI GEOTECNICA SISMICA
t
t
t
t
t
t
t
t
t
τ
τ
τ
τ1
τ1
τ2
τ3
γc
γc
τ
τ
τ
τ
γ
γ
γ
γ
γ
γ
γ
N
N
1
1
10
10
100
100
γc
γV
γ
γ
u
u
u
SFORZOCONTROLLATO
DEFORMAZIONECONTROLLATA
DO
MIN
IO E
LAS
TIC
OLI
NE
AR
ED
OM
INIO
IS
TER
ETI
CO
STA
BIL
ED
OM
INIO
IS
TER
ETI
CO
INS
TAB
ILE
G1
τ τ
γ γ
G11 G
n1
γc
Comportamento del terreno sotto più cicli di carico
PRINCIPALI ARGOMENTIDI GEOTECNICA SISMICA
Domini di comportamento del terreno al variare della deformazione di taglio
Piccole deformazioni
Mediedeformazioni
Grandideformazioni
Lineare Non lineare
Stabile Instabile
l v
PRINCIPALI ARGOMENTIDI GEOTECNICA SISMICA
Misura dei parametri dinamici in sito e in laboratorio2
G0 = ρVS2
SITO
IN FORO
LABORATORIORC
TSCTTC
CTX
IN SUPERFICIEDI ALTRO TIPO
VsVs
DHSLT CH SCPT RIFRSASW RIFL
Vp Vp Vs Vp Vs VpVs VpVs Vp
Misura direttaMisura indiretta
CTX = Triassiale CiclicaRC = Colonna RisonanteTSC= Taglio CiclicoTTS = Taglio Torsionale Ciclico
SLT = Suspension Logging TestDH = Down HoleCH = Cross HoleSCPT = Cono Sismico
ρ = densità
VS = velocità delle onde S
VP= velocità delle onde P
Misura di VS
PRINCIPALI ARGOMENTIDI GEOTECNICA SISMICA
Misura dei parametri dinamici in laboratorio2misuratore spostamenti verticali (LVDT)
cella in plexiglas
condotto idraulicopressioni interstiziali
condotto idraulicopressioni di cella
condotto di spurgo
cilindroportabobine
piatto di base
PRINCIPALI ARGOMENTIDI GEOTECNICA SISMICA
amplificatore di potenzadel segnale di ingressoamplificatore del segnale di uscita
multimetro (misura l’ampiezza del segnale di uscita)
frequenzimetro del segnale di uscita
oscilloscopio
generatore di funzioni
lettura degli spostamenti verticali
PRINCIPALI ARGOMENTIDI GEOTECNICA SISMICA
Schema della prova Cross Hole a tre fori
S 1 2PLANIMETRIA
Trigger Input
sorgente
Foro sorgente
LL
DrDf
SEZIONETRASVERSALE
Fori ricevitori
SISTEMA DI ACQUISIZIONE
rivestimento
cementazionericevitori(geofoni)
PRINCIPALI ARGOMENTIDI GEOTECNICA SISMICA
SL
Pr
I
Schema della prova Down Hole
PLANIMETRIA
SEZIONETRASVERSALE
RDrDf
TriggerInput
SISTEMA DI ACQUISIZIONE
sorgente
percorsodelle onde
ricevitori
rivestimentocementazione
(geofoni)
PRINCIPALI ARGOMENTIDI GEOTECNICA SISMICA
Alcune correlazioni per la determinazione di Go o Vs (sito)Autore Relazione
Tipodi
materialeOsservazioni
Ohta & Goto (1976) 0.5'0.3330 )()0000(N2 = G mSPT σ⋅ sabbie lb/ft2
Imai & Tonouchi (1982) 0.680 )(N 253 = G SPT sabbie kips/ft2
Rix & Stokoe (1991) )( )(q 6341 = G 0.375'0.25c0 vσ sabbie quarzose
kPaprove in sito e in camera dicalibrazione
Mayne & Rix (1993) )(q 064 = G 13.1-0.695c0 e⋅ argille kPa
Jamiolkowski & al. (1988) Dr1.84-0.08-
a
mac0 e)
p'
(p q30.1 = G ⋅⋅⋅σ
sabbiesabbie del PoDr = f (N60 ) (Skempton)pa = 98.1 Kpa
Imai & al. (1982) Vs = 75.4 0.351SPTN ghiaie m/s
Imai & al. (1982) Vs = 87.8 0.292SPTN sabbie m/s
Imai & al. (1982) Vs = 107.0 0.274SPTN argille m/s
Crespellani & al. (1989) Vs = 71.5 0.535SPTN argille m/s; argille di Firenze
Marcuson & al. (1978) Vs = α⋅ ΝSPT ; Vs = β ⋅qcincoerenti
m/s, Kg/cm2;α β tipo di terreno8.534 1.219 riporti granulari comp.6.096 1.829 sabbie - riemp. idraulici2.134 - terreni granulari
Variabilità del danno in un quartiere residenziale dovuto ad amplificazione della risposta sismica locale (Izmit, Turchia, 1999)
Arretramento della linea di costa dovuto alla liquefazione del terreno e a laterla spreading(Izmit, Turchia, 1999)
Arretramento della linea di costa dovuto alla liquefazione del terreno e a laterla spreading(Izmit, Turchia, 1999)
LANSLIDESNigawa. The stratification of soil suggests that thisupper material is fill. Building is pile supported.Kobe, Japan earth. (1995) - M = 6.7
PRINCIPALI ARGOMENTIDI GEOTECNICA SISMICA
Misura della severità del terremoto e delle caratteristiche del moto sismico3
t
a (t)
t
t
a(t)
a(t)
PRINCIPALI ARGOMENTIDI GEOTECNICA SISMICA
Parametri di severità del terremotoMagnitudoIntensitàMomento sismico
Parametri del motoa) Parametri puntuali (picco di accelerazione, intensità di Arias b) Dominio del tempo (storia di accelerazione, velocità,
spostamento)c) Dominio della frequenza (spettro di Fourier, spettro di risposta)
Ipocentro
Sito 0 Sito 1 Sito 2 Sito 3Leggi di attenuazione
PRINCIPALI ARGOMENTIDI GEOTECNICA SISMICA
Spettro di risposta
E’ un grafico che descrive la massima risposta di un sistema ad un solo grado di libertà ad un moto di input in funzione della sua frequenza naturalefn (o del periodo T) e del rapporto di smorzamento ξ
Poiché il moto può essere rappresentato in termini di accelerazione, di velocità o di spostamento lo spettro di risposta può essere rappresentato dai seguenti grafici
t
fn, ξa(t)
Sa
fn
Sv
fn
Sd
fn
PRINCIPALI ARGOMENTIDI GEOTECNICA SISMICA
SPETTRO DI RISPOSTA E NORMATIVE SISMICHE• Lo spettro di risposta è di grande importanza in ingegneria sismica perchérappresenta uno strumento di caratterizzazione del moto sismico utile ai fini della progettazione delle strutture in zona sismica• E’ stato perciò assunto convenzionalmente nelle normative per descrivere l’azione sismica in un dato sito• Nelle normative per le costruzioni in zona sismica viene in genere assegnato per ogni categoria sismica del territorio:
- il valore dell’accelerazione nominale a periodo zero (PGA o ag )- la forma dello spettro per le principali classi di terreni
• In tal modo è possibile dimensionare (o verificare) le differenti strutture (in funzione della loro massa, della rigidezza, e delle loro capacità smorzanti e quindi del loro periodo fondamentale T)
Se(T)
Tag ·S
TA TB TC
PRINCIPALI ARGOMENTIDI GEOTECNICA SISMICA
Comportamento dei terreni in sito (megascala)4
t
σ′0
σ′v τD
Prima del terremoto
τcyc
t
σ0γ τD
σ0
τcycσvτcyc
τD
γ
Durante il terremoto
σv
∆uτmax
t
PRINCIPALI ARGOMENTIDI GEOTECNICA SISMICA
EFFETTI DEI TERREMOTI DOVUTI AL SITO
Amplificazione della risposta sismica
Movimenti franosiDensificazione
Liquefazione
Ipocentro
Crolli di roccia Subsidenza
Scorrimenti di faglia
1) Amplificazione della risposta sismica locale
2) Liquefazione3) Stabilità dei pendii
PRINCIPALI ARGOMENTIDI GEOTECNICA SISMICA
STRUMENTI DI PREVENZIONE51) Dai terremoti è possibile difendersi
2) La difesa dai terremoti si basa sulla prevenzione
3) La prevenzione si basa sul concetto di rischio accettabile
4) Gli strumenti di prevenzione sono:
a scala nazionale Classificazione del territorio
Pianificazione urbanistica
Progettazione antisismicaa scala locale
a scala di manufatto
RISULTATI
⇒SCALA NAZIONALE
Fa=1.5
Fa=1.3
Fa=1.0
Fa=1.3
Fa=1.0
CAGLI
Fa=1.0
Fa=1.3 ε = 1.3
ε = 1.0
ε = 1.3 ε = 1.5
ε = 1.0
ε = 1.3ε = 1.0
⇒⇒ ⇒⇒⇒⇒SCALA LOCALE
-
⇒SCALA MANUFATTO
OPERAZIONI TECNICO-SCIENTIFICHEPER LA PREVENZIONE
SCALA NAZIONALE ⇒Suddivisione del territorio nazionale in zone a diversa pericolosità sismica
ZONAZIONE SISMICAStato (criteri) e Regioni
MICROZONAZIONE SISMICA
⇒SCALA LOCALE
Enti locali (comuni e provincie) Suddivisione dell’area in sottozone a
diversa pericolosità sismica indicando le aree sismicamente critiche e fornendo spettri di risposta per ogni zona
PROGETTAZIONE ANTISISMICA
SCALA MANUFATTO ⇒
OPERAZIONI TECNICO-SCIENTIFICHEPER LA PREVENZIONE
agZONAZIONE SISMICA
0
1
2
3
4
5
6
0 0,5 1 1,5 2
periodo [s]
acce
lera
zion
e no
rmal
izza
ta
S3S4
MICROZONAZIONE SISMICA
a(T)
T
ag
PROGETTAZIONE ANTISISMICA
ESEMPI APPLICATIVI
Analisi della risposta sismica locale (Umbria)
Esempio n. 1
Rischio di liquefazione nella costa romagnola
Esempio n. 2
Esempio n. 3 Ricostruzione dei dannifinalizzata alla ricostruzione(scala manufatto)
ESEMPIO N. 1
ANALISI DELLA RISPOSTA SISMICA LOCALE IN DUE SITI NELLA
FRAZIONE DI ISOLA (COMUNE DI NOCERA UMBRA)
ANALISI DELLA RISPOSTA SISMICA AD ISOLA (COMUNE DI NOCERA UMBRA)
Oggetto della ricerca: valutazione della risposta sismica locale finalizzata alla ricostruzione post-terremoto
Promotore: Gruppo Nazionale per la Difesa dai terremoti (GNDT)
Convenzione tra il GNDT e il Dipartimento di Ingegneria Civile Università di Firenze
INFORMAZIONI SULLA SEQUENZA SISMICACHE NEL 1997 HA INTERESSATO
L’UMBRIA E LE MARCHE
• inizio della sequenza: 26 Settembre 1997• è stata particolarmente intensa:
- numero di eventi (più di 2.000 dal 26 Settembre all’11 Ottobre)- contenuto energetico elevato(19 scosse con Ms > 4)
• i due principali eventi ( Ms=5.5 and Ms=5.9)
LOCALIZZAZIONE DEI SITI
• Sono stati effettuati tre sondaggi:- il sondaggio S1 è stato realizzato a pochi metri di distanza dalla stazione accelerometrica- i sondaggi S3 e S4 sui depositi alluvionaliStazione
accelerometrica
ISOLA
Nocera UmbraS1
S4
S3
• La frazione di Isola ha avuto un elevato grado di danneggiamento
• In vista della ricostruzione, è stato deciso di effettuare un’analisi della risposta sismica locale
• E’ costruita su depositi alluvionali
•La stazione accelerometrica più vicina è situata su un versante ad una altitudine di 490 m s.l.m. su una copertura detritica di c.a. 4 metri a circa 2 km da Nocera Umbra
• I fori sono stati attrezzati per le prove DH che sono state eseguite dal DIC• Sui campioni indisturbati sono state eseguite dal DIC prove di caratterizzazione e prove dinamiche
ACCELEROGRAMMI (registrati a Nocera Umbra)
WE-2.33
-0.60
-0.40
-0.20
0.00
0.20
0.40
0.60
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45time (s)
acce
lera
tion
(g)
WE-2.33
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0 5 10 15 20 25 30frequency (Hz)
ampl
itude
(cm
/s)
NS -2.33
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0 5 10 15 20 25 30frequency (Hz)
ampl
itude
(cm
/s)
NS -2.33
-0.60
-0.40
-0.20
0.00
0.20
0.40
0.60
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45time (s)
acce
lera
tion
(g)
NS -11.40
-0.60
-0.40
-0.20
0.00
0.20
0.40
0.60
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45time (s)
acce
lera
tion
(g)
WE-11.40
-0.60
-0.40
-0.20
0.00
0.20
0.40
0.60
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45time (s)
acce
lera
tion
(g)
NS -11.40
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0 5 10 15 20 25 30frequency (Hz)
ampl
itude
(cm
/s)
WE-11.40
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0 5 10 15 20 25 30frequency (Hz)
ampl
itude
(cm
/s)
Componente NS Componente NSSpettro di Fourier Spettro di Fourier
Spettro di Fourier Spettro di FourierComponente WE Componente WE
SCOSSA DELLE 2.33 SCOSSA DELLE 11.40
Principali caratteristiche delle componenti orizzontali degli eventi sismici registrati a
Nocera Umbra il 26 Settembre 1997
Ora dell’evento 2.33 11.40
Componente N-S W-E N-S W-E
Bracketed [s] Durata di 9.31 5.21 13.36 11.72
Trifunac [s]Durata di 4.72 4.14 4.83 4.24
Picco di Accelerazione, PGA [g] 0.54 0.31 0.53 0.50
Frequenza fondamentale f0 [Hz] 7.27 6.49 6.30 2.64
⋅Intensità di Arias, Ia [cm/ s] 150.33 105.98 314.25 369.72
SONDAGGIO S1 - Stazione accelerometrica
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 200 400 600 800 1000 1200
Velocità delle onde di taglio (m/s)
Prof
ondi
tà (m
)
inversione
intervallo
diretto
Riporto
Limo argilloso marronegiallastro con lenti sabbiose
Limo sabbioso-argilloso con pezzi integri di marna
Marna argillosa stratificata di colore grigio scuro
Marna limoso-sabbiosa stratificata con inclusi arenacei
Marne calcareedi colore grigio chiaro
SONDAGGIO S3 - Isola (centro abitato)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 200 400 600 800 1000 1200
Velocità delle onde di taglio (m/s)
Prof
ondi
tà (m
)
inversione
intervallo
diretto
Riporto
Argilla limosa con rari ciottoli
Marna grigio scuro stratificata con livelli limo-sabbiosi
Marna grigio scuro con sottililivelli limoso-sabbiosi
Ghiaia sciolta eterometrica
Ghiaia con elementi arenaceiC1
SONDAGGIO S4 - Isola (fuori dal centro abitato)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 200 400 600 800 1000 1200
Velocità delle onde di taglio (m/s)
Prof
ondi
tà (m
)
inversione
intervallo
diretto
Riporto
Ghiaia limoso-sabbiosa grigia
Marna grigio scuro
Argilla limosaC1
Limo sabbioso-argilloso scuro
Limi argillosi di colore marrone giallastro
Parametri statici e dinamici
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
0.00001 0.0001 0.001 0.01 0.1 1γ [%]
G/G
o
Dati sperimentali
Modello di Hardin & Drnevich
G/Go = 1/(1+ 43.3 γ 1.198 )r2 = 0.99
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0.0001 0.001 0.01 0.1 1
γ [%]
D [%
]
dati sperimentali
D = 50.94 exp(-1.06 G/Go)
r2 = 0.99
γn
kN/m 3
e
-
w
%
wL
%
Ip
%
Ic
-
FC
%
%S
20.36 0.575 22.3 38 18 0.87 68 32
Soglie di deformazione: elastica γl = 0.002% volumetrica γv = 0.02%
ACCELEROGRAMMA DI INPUT
• È stato ottenuto mediante la deconvoluzione delle due principali scosse della sequenza sismica (registrate alle 2:33 ed alle 11:40 del 26 settembre 1997)
• L’evento delle 2.33 fece registrare il massimo picco di accelerazione dell’intera sequenza sismica
• L’evento delle 11.40 ha avuto un contenuto energetico maggiore dell’evento delle 2.33, sebbene con PGA leggermente inferiori
Principali caratteristiche delle componenti orizzontali degli accelerogrammi ottenuti su
roccia dalle analisi di deconvoluzione
Ora dell’evento: 2.33 11.40
Componente N-S W-E N-S W-E
Picco di Accelerazione, PGA [g] 0.36 0.25 0.36 0.39
Frequenza fondamentale, f 0 [Hz] 7.45 6.70 4.54 2.64
Intensità di Arias, Ia [cm/ ⋅s] 88.3 78.5 274.6 323.6
0,8 0,9 1
G/Go
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
0,3 0,45 0,6
am ax (g)
z (m
)
γ m ax (% )
0 0,01 0,02 0,00 0,04 0,08
τ m ax (MPa)
-0,60
-0,30
0,00
0,30
0,60
0 5 10 15 20 25
tempo (s)
acc.
(g)
02468
101214
0 10 20 30frequenza [Hz ]
amp
lific
azio
ne
-0,60
-0,30
0,00
0,30
0,60
0 5 10 15 20 25
tempo (s)
acc.
(g)
S3 - Risposta Sismica Locale (SHAKE)
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
0 ,3 0 ,5 0 ,7
a m ax (g )
z (m
)
γ m a x (% )
0 0 ,1 0 ,2
τ m a x (M P a)
0 ,00 0 ,05 0 ,10 0 0 ,5 1
G /G o
-0,70
-0,35
0,00
0,35
0,70
0 5 10 15 20 25tem po (s)
acc.
(g)
-0,70
-0,35
0,00
0,35
0,70
0 5 10 15 20 25
tem po (s)
acc.
(g)
0
1
2
3
4
0 10 20 30
frequ enz a (H z )
amp
lific
azio
ne
S4 - Risposta Sismica Locale (SHAKE)
Confronto tra le funzioni di amplificazione (accelerogramma di input NS-11:40)
0
2
4
6
8
10
12
14
0 5 10 15 20 25 30frequenza (Hz)
ampl
ifica
zion
e S4S3
Confronto tra gli spettri di risposta normalizzati(accelerogramma di input NS-11:40)
0
1
2
3
4
5
6
0 0,5 1 1,5 2
periodo [s]
acce
lera
zion
e no
rmal
izza
ta
S3S4
CONCLUSIONISondaggio S3 (centro abitato di Isola):• il livello medio raggiunto dalle deformazioni
di taglio (γ < 0.02%) indicano che il deposito è presumibilmente rimasto nel dominio isteretico stabile (γ<γv)
• L’alto valore raggiunto dal fattore di amplificazione (circa 12 per la frequenza di 11 Hz) è imputabile al basso spessore ed alla elevata rigidezza del deposito alluvionale di copertura
• Gli spettri di risposta elastici normalizzati, determinati con uno smorzamento del 5%, sono piuttosto irregolari, hanno i valori massimi (circa pari a 4) per periodi inclusi tra 0.1÷0.25s e suggeriscono che presumibilmente si sono verificati fenomeni di doppia risonanza (nelle strutture con uno o due piani fuori terra)
Sondaggio S4 (fuori dal centro abitato di Isola):• gli alti valori raggiunti dalle deformazioni di
taglio (γ > 0.1%) indicano che il terreno ha raggiunto il dominio isteretico instabile
• così, il comportamento non lineare del terreno sarebbe potuto essere responsabile di grandi assestamenti con il conseguente collasso delle strutture
• il picco di accelerazione passa da valori di circa 0.3g al bedrock a valori superiori a 0.6g sulla superficie libera del deposito
• il valore massimo assunto dagli spettri di risposta elastici normalizzati varia tra 4 e 5 per periodi compresi tra 0.15 e 0.25 s
• comunque, occorre sottolineare che i problemi in cui vengono raggiunti alti livelli deformativi devono essere analizzati con modelli numerici che prevedono approcci non lineari
RISCHIO DI LIQUEFAZIONE NELLA COSTA ROMAGNOLA
Oggetto della ricerca: valutazione del rischio di liquefazione nell’area del territorio riminese e forlivese
Promotore: Ufficio Geologico della Regione Emilia Romagna
Convenzione tra la RER e il Dipartimento di Ingegneria Civile Universitàdi Firenze
L’Ufficio Geologico ha fornito:le carte geologiche di superficie, i dati delle stratigrafie e i profili in forma digitalizzata di 1009 prove penetrometriche statiche con punta meccanica (CPT). L’Istituto di Ricerca sul Rischio Sismico (CNR) ha fornito i dati sismici di input indispensabili per lo studio della liquefazione
LIQUEFAZIONE DEI TERRENI
La liquefazione di un deposito è il risultato dell’effetto combinato di due principali categorie di fattori:
-fattore scatenante: sismicità (IMCS > VIII)
-fattore predisponente: le condizioni del terreno (sabbie fini sature sciolte)
Nella costa romagnola sussistono entrambe le condizioni e in passato sono stati documentati fenomeni di liquefazione
a)
c)
b)
d)
Cervia
Cesenatico
Rimini
PESARO
Fano
Cesenatico
Rimini
PESARO
Fano
Cervia
Cesenatico
Rimini
PESARO
Fano
Cervia
PESARO
Fano
ANCONA
Isoseismal mapsof 1672 (a), 1786 (b), 1875 (c), 1916 (d)Rimini earthquakes (after Guidoboni & Ferrari, 1986)
DATI DISPONIBILI
DATI SISMICI : mappa delle accelerazioni massime (PGA)
DATI GEOLOGICI: carta geologica e geomorfologica
DATI GEOTECNICI : 1009 Prove CPT
Seismogenetic Zonation of northern and central Italy and spatial distribution of historical earthquakes from year
1000 to 2000
Source Zone N48
4 < Io< 6
6 < Io< 8
8 < Io< 10
10 < Io< 12
Io epicentral Intensity (MCS)
Figure 5 – Geological map and location of available CPT
Adriatic sea
LITHOLOGICAL UNITS AND CPT LOCATION
OPERAZIONI PRELIMINARI
• CAMPIONE ESAMINATO: 200 CPT:
- controllo della base dati
•- confronto fra procedure- Robertson e Fear (1990)- Shibata e Teparaska (1988)- Stark e Olson (1995),- Robertson e Wride (1997a),- Suzuki et al. (1997),- Robertson e Wride (1997b),- Olsen (1997)
• METODO SCELTO:
Procedura di Robertson e Wride (1997b)
PROCEDURA DI ROBERTSON E WRIDE (1997B)
Per ogni verticale si determina:
dai DATI CPT:
• il profilo di resistenza ciclica CRR (Cyclic Resistance Ratio)
dai DATI SISMICI:
• il profilo del rapporto di taglio ciclico CSR (Cyclic Stress Ratio)
Si calcola quindi:• il profilo del fattore di resistenza alla liquefazione FS = CRR/CSR
• l’indice del potenziale di liquefazione PL :
∫ ⋅⋅=critz
L dzzwzFP0
)()(dove :F(z)= 0 per FSL>1F(z)= 1- FSL per FSL<1 è una funzione linearmente decrescente della profondità
Indice di liquefazione e
livello associato di rischio
Valore di PL Rischio di liquefazione PL = 0 molto basso 0 < PL ≤ 5 basso 5 < PL ≤ 15 alto 15 < PL molto alto
5 - s
ilty
sand
to s
andy
4 - c
laye
y si
lt to
silt
y cl
ay3
- silty
cla
y to
cla
y
2 -
orga
nic
soils
0
5
10
15
20
0 2.5 5 7.5 10
F R (%)
z (m
)
0
5
10
15
20
0 1 2 3 4 5Ic
z (m
)
6 - c
lean
san
d to
silt
y
7 -
grav
elly
san
d to
den
se
0
5
10
15
20
0 20 40 60 80
qc /pa
z (m
)
0
5
10
15
20
0 0.1 0.2 0.3 0.4
C SR x M WF ( ), CRR7 .5 ( )
z (m
)
0
5
10
15
20
0.4 0.6 0.8 1 1.2
FSL
z (m
)
0
5
10
15
20
0 20 40 60 80 100
F C (%)
z (m
)
0
5
10
15
20
0 20 40 60 80 100
qc1N ( ), (qc1 N)cs ( )
z (m
)
PL0
5
10
15
20
0 5 10 15 20ΣpL X ∆ z
z (m
)
high
liqu
efac
tion
risk
very
hig
h liq
uefa
ctio
n ris
k
low
liqu
efac
tion
risk
0
5
10
15
20
0 0.6 1.2 1.8
fs/pa
z (m
)a) b) c )
d) e) f)
g) h) i)
dzpL∫z
20Σp
L⋅∆z
Robertson & Wride
Procedure
ESEMPIO N. 3
ANALISI DEL DANNOINDOTTO DAL TERREMOTO DEL 26
SETTEMBRE 1997 NELLA CHIESA DI S: FILIPPO (NOCERA UMBRA)
ANALISI DEL DANNO DELLA CHIESA DI S.FILIPPO (COMUNE DI NOCERA UMBRA)
Oggetto della ricerca: valutazione del danno finalizzato alla ricostruzione post-terremoto
Promotore: Ricerca di interesse nazionale del Ministero della ricerca scientifica e tecnologica (MURST)
Finanziamento MURST
Unità di ricerca: Dipartimento di Ingegneria Civile Università di Firenze
IL SITO DOVE È SITUATA LA CHIESA DI S.FILIPPO CHE COLLASSÒ NEL 1626
The town of Nocera Umbra in a print of 1626 by Luigi Bertelli, with a shaded area indicating the buildings and walls which collapsed as a result of the XVIII century earthquakes.
PROPRIETÀ DEI TERRENI E DELLA MURATURA
Soil γ (kN/m3) φ′ (°) DR (%) Bedrock 21.6 35-45 - Detritus 18.6 28-30 60 Fill 17.7 25-28 20
PROPRIETÀ DEI TERRENI E DELLA MURATURA
γ0G 0D ν
(kN/m3) (MPa) (%) Soils TR1 Rock substrate 21.6 5400 0.50 0.25 TR2 Detritus 18.6 139 1.00 0.35 TR3 Fill 17.7 46 2.50 0.40 Masonry MR1 Brick masonry 18.0 1750 0.50 0.25 MR2 Stone masonry of good quality 22.0 1170 0.50 0.25 MR3 Degraded stone masonry 22.0 290 0.50 0.25
γ
CONCLUSIONILe analisi numeriche hanno pienamente confermato le ipotesi sui cinematismi desumibili dalla fenomenologia del danno
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