La caratterizzazione del sottosuolo le indicazioni delle NTC e la buona pratica esecutiva La prevenzione del rischio sismico in Piemonte Pinerolo, 22 marzo 2013 Prof. Ing. Sebastiano Foti Email: [email protected]www.soilmech.polito.it/people/foti_sebastiano
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La caratterizzazione del sottosuolo
le indicazioni delle NTC e la buona pratica esecutiva
La prevenzione del rischio sismico in Piemonte Pinerolo, 22 marzo 2013
POLITECNICO DI TORINOPINEROLO 22 Marzo 2013 Sebastiano Foti
La caratterizzazione del sottosuolo: le indicazioni delle NTC e la buona pratica esecutiva
Sommario
• Valutazione dell’azione sismica: – pericolosità sismica nazionale
– risposta sismica locale
– Categorie di sottosuolo
– Prove sismiche
• CHT – DHT
• Onde superficiali (SASW, MASW, ReMi, Passive arrays, …)
• Idoneità del sito di costruzione– Stabilità dei pendii
– Interferenza con rotture di faglia in superficie
– Liquefazione
POLITECNICO DI TORINOPINEROLO 22 Marzo 2013 Sebastiano Foti
La caratterizzazione del sottosuolo: le indicazioni delle NTC e la buona pratica esecutiva
Pericolosità sismica italiana INGV � NTC 2008
NTC 2008
CAMBIO DI PARADIGMA
Definizione dei valori di pericolositàsu maglia geografica (0.05°)
La pericolosità è definita in funzione del periodo di ritorno
Assegnati un periodo di riferimento e una probabilità di superamento si ottiene l’azione di progetto
Esempio: agprobabilità superamento 10% in 50 anni(SLV strutture ordinarie)
� TR=475 anni sottosuolo cat. A (V S,30>800m/s)
POLITECNICO DI TORINOPINEROLO 22 Marzo 2013 Sebastiano Foti
La caratterizzazione del sottosuolo: le indicazioni delle NTC e la buona pratica esecutiva
Città del Messico (Terremoto del 1985)
(Faccioli e Paolucci, 2005)
POLITECNICO DI TORINOPINEROLO 22 Marzo 2013 Sebastiano Foti
La caratterizzazione del sottosuolo: le indicazioni delle NTC e la buona pratica esecutiva
Studi di risposta sismica locale
NTC 2008 (3.2.2):Ai fini della definizione dell’azione sismica di progetto, si rende necessario valutare l’effetto dellarisposta sismica locale mediante specifiche analisi , come indicato nel § 7.11.3. In assenza di talianalisi, per la definizione dell’azione sismica si può fare riferimento a un approccio semplificato,che si basa sull’individuazione di categorie di sottosuolo di riferimento (Tab. 3.2.II e 3.2.III).
POLITECNICO DI TORINOPINEROLO 22 Marzo 2013 Sebastiano Foti
La caratterizzazione del sottosuolo: le indicazioni delle NTC e la buona pratica esecutiva
Esempio RSL
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
Periodo [s]
Accelerazione spettrale [g]
acc1
acc2
acc3
acc4
acc5
acc6
acc7
medio
NTC08
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0 10 20 30 40 50
Tempo [s]
Accelerazione [g]
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0 10 20 30 40 50
Tempo [s]
Accelerazione [g]
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0 10 20 30 40 50
Tempo [s]
Accelerazione [g]
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0 10 20 30 40 50
Tempo [s]
Accelerazione [g]
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0 10 20 30 40 50
Tempo [s]
Accelerazione [g]
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0 10 20 30 40 50
Tempo [s]
Accelerazione [g]
-0.2
-0.1
0
0.1
0.2
0 10 20 30 40 50
Tempo [s]
Accelerazione [g]
0.0
5.0
10.0
15.0
0 400 800 1200 1600
Vs [m/s]
Profondità [m]
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
0.0001 0.001 0.01 0.1 1
Deformazione [%]
G/Gmax [-]
Sabbia molto addensata
Sabbia mediam. addensata
Roccia
0
5
10
15
20
25
30
0.0001 0.001 0.01 0.1 1 10
Deformazione [%]
Smorzamento [%]
Sabbia molto addensata
Sabbia mediam. addensataRoccia
Prove in sitoVS ���� G0
Prove lab
(Lai et al., 2009)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
Periodo [s]
Accelerazione [g]
acc1
acc2
acc3
acc4
acc5
acc6
acc7
medio0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
0 1 2 3 4 5 6
Periodo [s]
Accelerazione spettrale [g]
Spettro medio
NTC08 suolo E
POLITECNICO DI TORINOPINEROLO 22 Marzo 2013 Sebastiano Foti
La caratterizzazione del sottosuolo: le indicazioni delle NTC e la buona pratica esecutiva
Studi di risposta sismica locale
NTC 2008 (3.2.2):Ai fini della definizione dell’azione sismica di progetto, si rende necessario valutare l’effetto dellarisposta sismica locale mediante specifiche analisi, come indicato nel § 7.11.3. In assenza di talianalisi, per la definizione dell’azione sismica si può fare riferimento a un approccio semplificato,che si basa sull’individuazione di categorie di sottosuolo di riferimento (Tab. 3.2.II e 3.2.III).
POLITECNICO DI TORINOPINEROLO 22 Marzo 2013 Sebastiano Foti
La caratterizzazione del sottosuolo: le indicazioni delle NTC e la buona pratica esecutiva
Spettri di risposta per tipologie di sottosuolo
(Seed
et
al.,
1976)
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La caratterizzazione del sottosuolo: le indicazioni delle NTC e la buona pratica esecutiva
Stima semplificata RSL: VS,30
h1 Vs1
h2 Vs2
h3 Vs3
Vs∞∞∞∞h4
30m VS,30
Onda SOnda SOnda SOnda S
Rappresenta la velocità media in termini di lentezza, basata sul tempo che l’onda di taglio impiega a percorrere i 30 m
∑=
=
Ni iS
iS
V
hV
..1 ,
30,30
NB: 30m a partire dal piano di imposta della fondazione
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La caratterizzazione del sottosuolo: le indicazioni delle NTC e la buona pratica esecutiva
Stima semplificata RSL: VS,eq
h1 Vs1
h2 Vs2
h3 Vs3
Vs∞∞∞∞h4
H VS,eq
Onda SOnda SOnda SOnda S
Rappresenta la velocità media in termini di lentezza, basata sul tempo che l’onda di taglio impiega a percorrere lo strato di spessore H
∑=
=
Ni iS
ieqS
V
hH
V
..1 ,
,
NB: 30m a partire dal piano di imposta della fondazione
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La caratterizzazione del sottosuolo: le indicazioni delle NTC e la buona pratica esecutiva
Categorie di sottosuolo: revisione NTC ????
NB: le categorie di sottosuolo sono rilevanti ai soli fini della valutazione dell’azione sismica
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La caratterizzazione del sottosuolo: le indicazioni delle NTC e la buona pratica esecutiva
EC8 & NTC08: categorie di sottosuolo
E (C, D su A)
< 180D
180 - 360C
360 – 800B
> 800A
Vs,30Categoria
Note: Categoria E: depositi alluvionali di spessore 5-20m classificabili come
sottosuolo C o D soprastanti un un substrato roccioso (bedrock) (sottosuolo A)
Categorie speciali S1 (argille tenere/limi molto plastici) e S2 (terreni soggetti a liquefazione/argille sensitive): richiedono studi specifici della risposta sismica locale
< 15
15 ÷ 50
>50
-
NSPT
< 70
70 ÷ 250
>250
-
cu
∑=
=
Ni iS
iS
V
hV
..1 ,
30,30
velocità media pesata (parità di tempo di viaggio)
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La caratterizzazione del sottosuolo: le indicazioni delle NTC e la buona pratica esecutiva
NTC 2008(Udine)
S·ag
Accelerazione di picco al suolo
Valore di progetto
Spettri di risposta elastici
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
0 1 2 3 4 5Periodo [s]
Acc
.spe
ttral
e [g
]
suolo Asuolo Bsuolo Csuolo Dsuolo E
ag F0 Tc*
0.216 2.45 0.33
1.38C
1.19B
1A
SSUOLO
1.42E
1.61D
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La caratterizzazione del sottosuolo: le indicazioni delle NTC e la buona pratica esecutiva
Correlazioni VS - NSPT Per Esempio:Formula di Otha e Goto (1978)
( ) )/(69 2.017.060 smffzNV GAs ⋅=
deposito) del f(età
terreno)di f(tipo
==
A
G
f
f
Attenzione alla dispersione dei dati usati per le correzioni � incertezza associata ??
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La caratterizzazione del sottosuolo: le indicazioni delle NTC e la buona pratica esecutiva
Metodi Geofisici
• Metodi Invasivi– Prove Cross-hole
– Prove Down-hole
• In foro
• SCPT-SDMT
• Metodi Non-Invasivi– Prove sismica a rifrazione (onde SH)
– Analisi delle onde superficiali
• Metodi attivi (SASW, MASW)
• Metodi passivi (fk, SPAC, ReMi, H/V)
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Down-Hole
geofonotridimensionale
acquisitore limitazione a profondità
di 50-60m
P SH
Un solo foro; minore sensibilitàverticalità foro di sondaggio
Metodi di interpretazione– Metodo tempi intercetti
– Metodo true interval
– Inversione dei tempi di primo arrivo con raggi sismici curvi
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Prova Down Hole
z
d
22 zd +
22 zd
ztt miscorr
+=
Tempo di primo arrivo
prof
ondi
tà
1V1
1V2
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Down Hole
Due ricevitori (true interval)
geofonitridimensionali
acquisitore
Analoga interpretazione con successive posizioni si ngolo geofono(pseudo-interval): fortemente sconsigliata
corrt
zV
∆∆=
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Metodi Geofisici
• Metodi Invasivi– Prove Cross-hole
– Prove Down-hole
• In foro
• SCPT-SDMT
• Metodi Non-Invasivi– Prove sismica a rifrazione (onde SH)
– Analisi delle onde superficiali
• Metodi attivi (SASW, MASW)
• Metodi passivi (fk, SPAC, ReMi, H/V)
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La caratterizzazione del sottosuolo: le indicazioni delle NTC e la buona pratica esecutiva
Prove basate sulla propagazione di onde superficiali (SWM)