Effect of shear wave velocity inversion on 1D seismic site response

Autori: Fabozzi S.1, Falcone G.1, Moscatelli M.1, Pagliaroli A.2, Peronace E.1, Porchia A.1, Romagnoli G.1

Affiliazioni:
1 Istituto di Geologia Ambientale e Geoingegneria, Consiglio Nazionale delle Ricerche, Roma, Italy
2 Dipartimento di Ingegneria e Geologia, Università degli Studi G. d’Annunzio di Chieti Pescara, Italy

2019 38° Convegno nazionale del Gruppo Nazionale di Geofisica della Terra Solida – GNGTS 2019

Abstract

Lo studio degli effetti della densificazione sismica nei terreni sabbiosi è stato condotto dall’IGAG in collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria e Geologia dell’Università degli Studi G. d’Annunzio di Chieti Pescara nell’ambito del progetto PON Governance 2014-2020, a supporto del Dipartimento di Protezione Civile Nazionale. 

Uno studio degli effetti delle inversioni del profilo di velocità sull’amplificazione stratigrafica ai fini della Microzonazione Sismica è stato condotto dall’IGAG in collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria e Geologia dell’Università degli Studi G. d’Annunzio di Chieti Pescara e il Dipartimento di Scienze Biologiche, Geologiche ed Ambientale – Sezione di Scienze della Terra dell’Università di Catania, nell’ambito del progetto PON Governance 2014-2020, a supporto del Dipartimento di Protezione Civile Nazionale.  Il profilo di velocità delle onde di taglio, Vs, è uno dei parametri di controllo più importanti della risposta sismica di sito. Nonostante le elevate eterogeneità e complessità delle condizioni geologiche, generalmente la velocità delle onde di taglio aumenta con la profondità a causa degli effetti correlati all’età geologica, alla cementazione e al sovraccarico. Questa è la condizione indicata dalle Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC2018) per l’applicazione dell’approccio semplificato basato sulle categorie di sottosuolo, per definire l’azione sismica in superficie. Esistono, tuttavia, particolari condizioni geologiche per le quali questa condizione non si verifica e pertanto specifiche analisi di risposta sismica locale sono previste dalla NTC2018. Questo accade per esempio quando lo strato superiore è più rigido (cioè presenta Vs più alte) rispetto a quello sottostante (cioè mostra Vs più basse). Il presente lavoro identifica i più comuni contesti geologici sul territorio nazionale in cui possono presentarsi inversioni del profilo Vs. Sulla base dei dati presenti nel database della Microzonazione Sismica, colonne 1D sono state identificate e parametrizzate, associando a ciascuno strato proprietà meccaniche e geotecniche. Sulla base di questi modelli di sottosuolo, sono state condotte analisi di risposta sismica di sito 1D per valutare l’influenza dell’inversione di Vs sul moto sismico in termini di profili di deformazione di taglio e spettri di risposta in accelerazione in superficie. In particolare, sono state eseguite analisi 1D stocastiche tramite il metodo Monte Carlo ipotizzando una assegnata distribuzione statistica ai profili di velocità Vs (Figura 1a) e alle curve di decadimento dei moduli G/G₀-γ e D-γ (Figura 1b).