La valutazione della pericolosità sismica di sito è un elemento fondamentale per la pianificazione di azioni volte a ridurre efficacemente il rischio associato ad eventuali futuri terremoti. La pericolosità sismica è largamente influenzata da configurazioni sismo-stratigrafiche e morfologiche su piccola scala, responsabili di fenomeni di amplificazione del moto sismico dovuti alla presenza di forti contrasti di impedenza nel sottosuolo (fenomeni di risonanza sismica). La modellazione fisica è lo strumento principale per valutare questi effetti in mancanza di dati sui terremoti. In particolare, l'analisi della risposta sismica unidimensionale (1D) è lo strumento più comune per questa finalità e i codici numerici sono largamente utilizzati nell'attività professionale (es. STRATA (Kottke e Rathje, 2008)). Questi modelli richiedono essenzialmente la definizione della velocità dell'onda di taglio (Vs) e delle curve di decadimento riferite alla parte superficiale del sottosuolo (< 100 m di profondità). Nel caso di studi di microzonazione sismica (WSGM, 2008), per rilevare la presenza di eventuali fenomeni di risonanza sono necessarie procedure a basso costo, soprattutto in mancanza di informazioni dettagliate sulla configurazione sismo-stratigrafica nel territorio indagato. A questo scopo, i rapporti spettrali fra le componenti orizzontali e verticali (HVSR) delle vibrazioni ambientali (Bard, 1998) sono ampiamente utilizzati per dedurre direttamente i fenomeni di risonanza relativi alle onde S durante i terremoti. Recentemente, Zhu et al. (2020) hanno esaminato risultati empirici e fornito nuovi esiti a sostegno di questa possibile applicazione, utilizzando come riferimento le curve di risposta di sito ottenute da array in pozzo. In particolare, si sono concentrati sulla possibilità di utilizzare i massimi della curva HVSR per rilevare la frequenza Fd caratterizzata dal massimo effetto di amplificazione (di seguito Ad) e la più bassa frequenza F0 caratterizzata da una certa amplificazione A0. Tuttavia, gli approcci empirici possono influenzare l'identificazione di questi parametri a causa delle procedure di analisi utilizzate per ottenere le curve (suddivisione del segnale in finestre, lisciamento, ecc..). Inoltre, questo bias può essere più significativo se entrambe le curve presentano picchi multipli. Lo scopo del presente lavoro è esplorare questa tematica seguendo un approccio 1D puramente teorico, ovvero confrontando i risultati dei modelli fisici rappresentativi della curva HVSR e della curva di risposta di sito.
Dall'HVSR alla funzione di risposta di sito: potenzialità e problematiche dedotte dalla modellazione 1D
A. Tanzini
;
2022-01-01
Abstract
La valutazione della pericolosità sismica di sito è un elemento fondamentale per la pianificazione di azioni volte a ridurre efficacemente il rischio associato ad eventuali futuri terremoti. La pericolosità sismica è largamente influenzata da configurazioni sismo-stratigrafiche e morfologiche su piccola scala, responsabili di fenomeni di amplificazione del moto sismico dovuti alla presenza di forti contrasti di impedenza nel sottosuolo (fenomeni di risonanza sismica). La modellazione fisica è lo strumento principale per valutare questi effetti in mancanza di dati sui terremoti. In particolare, l'analisi della risposta sismica unidimensionale (1D) è lo strumento più comune per questa finalità e i codici numerici sono largamente utilizzati nell'attività professionale (es. STRATA (Kottke e Rathje, 2008)). Questi modelli richiedono essenzialmente la definizione della velocità dell'onda di taglio (Vs) e delle curve di decadimento riferite alla parte superficiale del sottosuolo (< 100 m di profondità). Nel caso di studi di microzonazione sismica (WSGM, 2008), per rilevare la presenza di eventuali fenomeni di risonanza sono necessarie procedure a basso costo, soprattutto in mancanza di informazioni dettagliate sulla configurazione sismo-stratigrafica nel territorio indagato. A questo scopo, i rapporti spettrali fra le componenti orizzontali e verticali (HVSR) delle vibrazioni ambientali (Bard, 1998) sono ampiamente utilizzati per dedurre direttamente i fenomeni di risonanza relativi alle onde S durante i terremoti. Recentemente, Zhu et al. (2020) hanno esaminato risultati empirici e fornito nuovi esiti a sostegno di questa possibile applicazione, utilizzando come riferimento le curve di risposta di sito ottenute da array in pozzo. In particolare, si sono concentrati sulla possibilità di utilizzare i massimi della curva HVSR per rilevare la frequenza Fd caratterizzata dal massimo effetto di amplificazione (di seguito Ad) e la più bassa frequenza F0 caratterizzata da una certa amplificazione A0. Tuttavia, gli approcci empirici possono influenzare l'identificazione di questi parametri a causa delle procedure di analisi utilizzate per ottenere le curve (suddivisione del segnale in finestre, lisciamento, ecc..). Inoltre, questo bias può essere più significativo se entrambe le curve presentano picchi multipli. Lo scopo del presente lavoro è esplorare questa tematica seguendo un approccio 1D puramente teorico, ovvero confrontando i risultati dei modelli fisici rappresentativi della curva HVSR e della curva di risposta di sito.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
