Home GeoForum Forums Geologia & Professione Geotecnica Dubbio categoria di sottosuolo

Ho un dubbio sulla categoria di sottosuolo da attribuire alla situazione sismo-stratigrafica che vado ad esporvi.
I dati a disposizione sono i seguenti:

-la stratigrafia, ricavata dalla recente perforazione di un pozzo (seguita dal sottoscritto), è questa: da 0 a -30 m piroclastiti stratificate, con livelli generalmente pomicei e cineritici (corrispondenti alla formazione tufaceo-composita vicana); da -30 a -80 metri roccia mediamente dura (corrispondente all'ignimbrite quarzolatitica cimina-peperino); da 80 a 90 metri sabbie argillose plio-pleistoceniche (substrato sedimentario delle vulcaniti)
-i 3 sondaggi penetrometrici DPSH (uno dei quali spinto fino a -14 m) hanno mostrato un generale medio-basso grado di addensamento della formazione piroclastica, con Nspt variabile intorno al valore di 10 e andamento ritmico del numero di colpi.
-i 4 rilievi HVSR (uno dei quali ubicato in prossimità del pozzo) hanno tutti evidenziato la presenza di un picco di risonanza significativo alla frequenza di circa 2 Hz (H/V = 4) compatibile con il contrasto di impedenza provocato dal contatto stratigrafico tra le piroclastiti e l'ignimbrite alla profondità di 30 metri.
-l'inversione del segnale HVSR tramite fit vincolato mostra una sismo-stratigrafia con Vs caratterizzata da incremento graduale dei valori, compresi tra 310 e 370 m/s dalla profondità di -1 fino a -27 metri, quindi un brusco salto della Vs ad un valore di 620 m/s.
-il calcolo bruto di Vs30 fornisce un valore di 340 m/s, quindi corrispondente ad una categoria C.
-ubicazione: comune di Soriano nel Cimino (VT). La carta della microzonazione sismica di 1° livello indica una stratigrafia perfettamente concorde con quella rilevata e classifica la zona come stabile suscettibile di amplificazione
-il fabbricato in progetto è una casa ad un piano (quindi con probabile frequenza di risonanza intorno a 10 Hz, sensibilmente diversa da quella a cui è stato rilevato il picco di H/V)

I miei dubbi riguardano il fatto che attribuendo una categoria C non considererei gli effetti del contrasto di impedenza rilevato e non terrei in considerazione il fatto che non si ha un graduale miglioramento delle caratteristiche geomeccaniche con la profondità. Anche se la frequenza dell’edificio non coincide con quella del terreno, resta comunque il fatto che è stato rilevato un picco di risonanza nel range di frequenze di interesse ingegneristico.
Per tenere nel giusto conto il picco di risonanza avrei pensato di classificare il sottosuolo (motivando la cosa) come categoria di sottosuolo E, perché, pur non avendone le caratteristiche in senso stretto, ne ha secondo me le caratteristiche sostanziali che sarebbero le seguenti (quello che segue non è tutta farina del mio sacco ma ho modificato ed integrato una ‘motivazione’ di McCoy per declassificare un sito da S2):
-esistenza di un significativo contrasto di impedenza acustica, poiché la velocità a circa 27 m di profondità dal piano di campagna passa da 370 m/s a 620 m/s
-il segnale HVSR misurato nel sito evidenzia la presenza di un picco di risonanza alla frequenza di 2 Hz, compatibile con il contrasto di impedenza presente a 27 m circa di profondità.
-la categoria E in tabella 3.2.II contempla situazioni stratigrafiche con contrasti di impedenza, causati dalla brusca variazione di velocità delle onde sismiche e densità del mezzo passando da orizzonti superficiali relativamente soffici ad orizzonti meno superficiali rigidi
-il substrato rigido, pur non presentando le caratteristiche di un bedrock sismico (Vs < 800 m/s), nella sostanza può essere considerato come un ‘bedrock-like’, in considerazione del contrasto di impedenza che genera con la formazione tufacea soprastante.
- le evidenze sperimentali suggeriscono quindi, ragionevolmente, che la risposta sismica locale sia nella sostanza, se non nella forma, del tutto compatibile con la risposta sismica di un sottosuolo di categoria E. Appare pertanto tecnicamente sensato classificare il sottosuolo nel sito in categoria E, in considerazione del fatto che è stato misurato un effetto equivalente a quello che la situazione stratigrafica inerente a detta categoria può causare.

In alternativa a tutto ciò potrei inserire nella relazione sismica la Vs30 e le risultanze dei rilievi HVSR con il picco di risonanza e quindi passare la patata al progettista (ma in realtà non vorrei delegare a lui la scelta della categoria di sottosuolo)

Si accettano suggerimenti e commenti

il ragionamento fila, fossi in te lo lascerei in C facendo comunque tutte le giuste (anche se per una casetta l considero troppo prudenziali) considerazioni che hai esposto anche perchè dare una E per quella struttura modesta l'aumento di costo è limitato. non vorrei che scimmiotando la tua relazioe altri introducessero d'imperio in quella situazione il terreno E

Concordo con Michele per il C. Potresti riferirti anche alle indicazioni delle Regione Toscana:
nel caso di contatto fra roccia e materiale sciolto fra 25 e 30 metri , consiglia di considerare il rapporto
fra le Vs della copertura e le Vs del sottostante bedrock.
Nel caso che il rapporto fra le velocità sia minore di 2,2 il sito può essere classificato in classe C, se il rapporto è maggiore si dovrà classificare in classe E.
In questo caso il rapporto è sotto il 2.2, quindi oltre a ricadere "formalmente" nel C direi che c'è anche un'indicazione probante da questo punto di vista.
C'è una cosa che però non ci hai esposto: a che quota sono le fondazioni? perchè per es. ci fosse un interrato con fondazioni a -3/4m entrerebbero in gioco anche le quarziti e magari la VS30 passa i 360m/s

Michele e Gianni, grazie per le celeri risposte.
Il fabbricato non prevede interrati e il piano di fondazione è a piano campagna a parte l'asportazione del livello pedogenizzato.
Proprio adesso mi accorgo che il calcolo di Vs30 è stato fatto considerando anche il metro di terreno che verrà asportato e rifacendo il calcolo Vs30 viene 380 m/s.
Però solitamente metto in conto un margine di incertezza (20%), come indicato in letteratura, nel calcolo di Vs (sia da MASW che da HVSR), quindi cautelativamente ricadrei in categoria C.

sono anch'io per cat. C;

domanda:
come hai ancorato l' hvsr?
se hai eseguito tu stesso un pozzo e verificato una stratigrafia in cui hai a 30 mt dal piano di campagna il passaggio all'ignimbrite,
perchè non vincoli l'hvsr e quindi quel salto di vs a 30 mt?

Sandro, per curiosità, hai provato a vedere di quanto varia lo spettro elastico passando da C a E? In zone molto sismiche non varia molto e pertanto il discorso diventa inutile.

Se questo non fosse il caso, potresti classificare in C il terreno sulal base delal Vs,30, ma elencando cosa c'è di diverso nella situazione reale rispetto al modello del testo di tabella 3.2.II;
e concludere poi che essendo il picco di risonanza molto lontano dal modo principale della casetta, lo stato dell'arte non suggerisce l'adozione di una categoria maggiormente penalizzante quale la E o al S1..

Oppure, puoi cautelativamente classificare in E con le argomentazioni già scelte.
Come dice michele, per una struttura del genere il differenziale di costo sarebbe probabilmente trascurabile.

Dato che hai già applicato cautela considerando l'errore, potresti rimanere benissimo in C. Ma facci sapere per favore la differenza tra gli Amax e gli spettri nei 2 casi E e C

Anch'io propendo per la C.

desidero precisare che quando affermo

intendo dire che nei termini della Norma è cat. S2
ma fatte le dovute considerazioni fra cui
1- l'altezza della struttura da edificare (circa 9Hz contro quel picco a 2Hz),
2- substrato (non duro vs<<800m/s) a 29 metri dal piano di fondazione (almeno 30metri per una classica cat.C secondo NTC08, ma se non ricordo male in EC8 è semplicemente "da decine di metri fina a centinaia di metri),
3- Vs30 al confine tra le Vs tipiche di una cat B e C,

il terreno di fondazione è per me riconducibile ad una cat. C
per le successive verifiche.

mi resta il dubbio su quel picco a 2Hz ( è un picco stretto o è una gobba) ...saresti gentile a postare (se puoi) il grafico sui tre assi con l'andamento hv in funzione della frequenza

Scusatemi ma sono un po' impicciato con il lavoro. Al più presto vi fornirò maggiori dettagli. Intanto grazie a tutti per l'interessamento.

Ciao Sandro
in ultima analisi vorrei sottoporti una considerazione: il modello di H/V può portare a delle semplificazioni, in quanto piccole variazioni di velocità, non danno contrasti di impedenza tali da generare picchi significativi. Questo ti porta ad avere un unico livello a Vs di circa 300 quando in verità potresti avere graduali e piccoli incrementi di Vs lungo la verticale, legati al grado di addensamento della composita, via via maggiore. Al fine di invertire il picco a 2 Hz avresti un valore di Vs del Peperino potenzialmente maggiore, anche se in verità quello che hai ottenuto mi pare abbastanza caratteristico della formazione. Non so se la considerazione è più di aiuto o di "impiccio"....
Io lo metterei in classe C anche perchè le frequenze in gioco(terreno-struttura) sono largamente differenti.
Matteo