Seismic compression susceptibility in dry loose sandy and silty soil in a seismic microzonation perspective

Autori: Fabozzi S.1, Porchia A.1, Fierro T.2, Peronace E.1, Pagliaroli A.3, Moscatelli M.1

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

2020 Engineering Geology

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. 

Lo studio si pone come obiettivo l’aggiornamento degli Indirizzi e Criteri per la Microzonazione Sismica (ICMS08) definendo una linea guida ad hoc per la specifica instabilità.

I cedimenti indotti dalla densificazione (o compressione) sismica vengono calcolati in sabbie pulite, sabbie-limose e limi-sabbiosi attraverso un approccio numerico al fine di fornire degli abachi semplificati per la stima areale dei cedimenti. L’approccio si basa su analisi parametriche di risposta sismica locale 1D (RSL) per la stima della massima deformazione al taglio indotta (γ_eff), a sua volta correlata con la deformazione volumetrica che, opportunamente integrata con la profondità della colonna, consente di calcolare il cedimento da densificazione.

La metodologia si basa sul seguente flusso:

1. Identificazione di 3 set di colonne stratigrafiche, parametrizzate in termini di: (i) litologia (sabbie sciolte, limi-sabbiosi, sabbie-limose), (ii) spessore del layer suscettibile di densificazione, (iii) profilo di Vs, (iv) densità relativa (Dr), (v) profondità del bedrock sismico; (vi) curve di decadimento del modulo di taglio e incremento dello smorzamento (G/G₀-γ; D-γ) (Figura 1);
2. Selezione di 3 sets di registrazioni accelerometriche distinte per classi di PGA, rispettivamente (0.1gPGA<0.2g); (0.2gPGA<0.4g); (PGA≥0.4g) per un totale di 60 segnali accelerometrici reali;
3. Stima della deformazione al taglio massima per ciascuna delle colonne stratigrafiche definite attraverso analisi lineari equivalenti (EQL) e non lineari (NL); 
4. Stima della deformazione volumetrica per ciascuna delle colonne al punto 1 come funzione della deformazione al taglio calcolata al punto 3;
5. Calcolo dei cedimenti funzione della deformazione volumetrica del layer suscettibile di densificazione.

Gli abachi proposti (Figura 2) forniscono la stima dei cedimenti per ciascun litotipo e classe di PGA, in funzione della densità relativa o della velocità Vs e lo spessore dello strato suscettibile di densificazione.