Il calcolo della Risposta Sismica Locale di III livello, a differenza dell’approccio semplificato, permette di definire le azioni sismiche tramite l’amplificazione per intervalli di periodi solitamente più limitati rispetto a quelli di normativa (Categoria di sottosuolo).
1.Per questo tipo di analisi, la campagna d’indagine deve essere forzatamente spinta fino a raggiungere almeno il substrato sismico (Vs > 800 m/sec) come riportato al § C7.11.3.1.2.1 della Circolare allegata alle N.T.C. 18.
Se attraverso le indagini in sito (sismiche e meccaniche), non si riesce a definire il substrato sismico, il problema diventa di notevole difficoltà. In questo caso, la ricerca bibliografica mirata a studi geologici e sismici pregressi, eseguiti nell’area, potrebbe essere realisticamente d’aiuto al fine di stabilire con buona approssimazione la profondità del bedrock. Individuare approssimativamente tale profondità giustificherebbe la scelta di estendere il sismostrato di base fino al bedrock assegnando a quest’ultimo un valore cautelativo della Vs pari a 800 m/sec.
2.In sintesi le analisi di RSL III 2D richiedono l’adozione di:
✓un modello geometrico espresso in termini di sezioni e profili di calcolo, tenendo conto di eterogeneità della stratificazione (formazioni distinguibili secondo proprietà fisico – meccaniche), morfologia superficiale (rilievo topografico) e sepolta (andamento del substrato rigido);
✓un modello meccanico del comportamento dei terreni di copertura ottenuto mediante apposite indagini in sito e in laboratorio per la determinazione della densità e dei parametri di deformabilità al taglio semplice;
✓un modello numerico in grado di simulare la risposta del sottosuolo al terremoto di riferimento applicato al bedrock e di restituirne la risposta in superficie in termini di accelerogrammi e spettri di risposta.
3.Prima di procedere alla valutazione della risposta sismica locale di III livello utilizzando il software RSL III 2D occorre importare gli accelerogrammi con il software REXEL (o altro) che utilizza registrazioni che si trovano nello European Strong-motion Database (ESD). Gli accelerogrammi da importare devono essere di un numero non inferiore 7 (§ 7.11.3.5.2 NTC 18) per ogni SLE e SLU, Rexel importa gruppi di 7. Quindi, è opportuno importare e salvare prioritariamente gli accelerogrammi in apposite cartelle denominate con SLO, SLD, SLV, SLC.
Nota Bene: prima di importare gli accelerogrammi con Rexel (in certi casi è molto impegnativo con tempi molto lunghi), sarebbe il caso di concordare col progettista strutturale dell’opera da realizzare, per quali SLU esegue le verifiche perché, spesso, si può evitare di importare gli accelerogrammi allo SLC.
4.Dato che occorrono anche alcuni dati di base riferiti al sito progettuale (forme spettrali, accelerazione, ecc.), si consiglia di determinare prioritariamente anche la risposta sismica con l’APPROCCIO SEMPLIFICATO, cioè impiegando la categoria di sottosuolo utilizzando il software GeoStru PS Advanced.
Per effettuare un’analisi di risposta simica locale in 2D mediante il software ad elementi finiti RSL III 2D occorre seguire i seguenti criteri:
1.Generazione del modello geometrico semplificato per la creazione di una mesh a maglie triangolari. Come criterio guida per la modellazione geometrica si consiglia di schematizzare ogni livello geologico mediante una regione chiusa a cui assegnare un materiale con definite proprietà. La modellazione geometrica è un passaggio fondamentale perché influenza la costruzione della mesh per la suddivisione in elementi: le dimensioni degli elementi sono importanti nell'analisi in quanto rappresentano un filtro delle frequenze. Elementi troppo grandi non consentono una corretta modellazione per le onde che hanno una lunghezza d'onda bassa e quindi rappresentano un filtro per le alte frequenze.
2.Materiali e caratteristiche geotecniche. Ogni materiale deve essere caratterizzato dalle consuete proprietà geotecniche (peso di volume, K0, modulo di deformazione, ecc), da una legge di decadimento del rapporto G/Gmax e dello smorzamento D, in funzione della deformazione a taglio, e dalle velocità VS e VP. La caratterizzazione comprende anche lo strato considerato come bedrock sismico, in quanto il software considera quest'ultimo deformabile e assorbente.
Dati generali
I valori di Gmax e G0 iniziali vengono calcolati in automatico dal programma previa immissione della velocità VS delle onde di taglio e del peso di volume. Il rapporto smorzamento (damping ratio) è richiesto come aliquota di quello critico. Per i dati Massa Rayleigh e Rigidezza Rayleigh si rimanda alla sezione Analisi di riposta sismica.
3.Definizione fasi. Occorre definire due fasi: la Fase1 serve per il calcolo dello stato tensionale iniziale del modello definito. Nella Fase 2, invece, vengono assegnati gli accelerogrammi di input e le condizioni al contorno necessarie per ottenere lo spettro di output.
Per l'analisi bidimensionale l’azione sismica di progetto da assumere nelle analisi di stabilità deve essere determinata in accordo con i criteri esposti nel § 3.2.3. Nel caso di pendii con inclinazione maggiore di 15° e altezza maggiore di 30 m, l’azione sismica di progetto deve essere opportunamente incrementata o attraverso un coefficiente di amplificazione topografica (vedi §§ 3.2.2 e 3.2.3) o in base ai risultati di una specifica analisi bidimensionale della risposta sismica locale, con la quale si valutano anche gli effetti di amplificazione stratigrafica.
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