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Liquefaction potential of volcanic soil in undrained cyclic triaxial tests
No full textVolcanic grains are porous, light-weight, fragile and have very rough surfaces. They possibly show breakage of grains and reduction of the asperities. These characteristics generally result in a different response under cyclic loading in comparison with hard-grained sands. This paper investigates the cyclic behavior of a volcaniclastic silty sand with non-plastic/low plasticity fines using undrained cyclic triaxial tests on undisturbed and reconstituted specimens sourced from the foundation soils of an earth dam in Southern Italy. The undrained response of both disturbed and undisturbed specimens is thoroughly consistent with published trends on volcanic soils, and moreover it is significantly different from hard-grained sands behavior. It is further shown that liquefaction resistance of undisturbed specimens is higher than that of reconstituted ones, thus highlighting the strong influence of fabric
Alcune considerazioni sulla rivalutazione della sicurezza sismica delle dighe di materiali sciolti
No full textLa salvaguardia del patrimonio infrastrutturale esistente è un argomento di sempre maggiore attualità in diversi settori dell’ingegneria civile. Nel settore delle dighe esistenti un tema sempre più presente è quello della rivalutazione della sicurezza sismica delle dighe di materiali sciolti. Le motivazioni di questa rinnovata attenzione sono molteplici. Tra queste si ricorda la vetustà di gran parte delle opere, di età media superiore a 60 anni, le accresciute conoscenze sulla pericolosità sismica del territorio nazionale, la recente emanazione delle Norme Tecniche sulle Dighe (NTD14) nonché la possibilità di adottare procedure di analisi adeguate in relazione all’accresciuta disponibilità e potenzialità di mezzi di calcolo automatico e alla notevole versatilità di codici di calcolo capaci di modellare fenomeni anche complessi. Nella prima parte di questo lavoro si richiamano sinteticamente alcuni elementi di novità delle NTD14 e i principali fattori che influenzano il comportamento delle dighe di materiali sciolti soggette ad azioni sismiche. La parte successiva è dedicata allo sviluppo di un database di segnali accelerometrici registrati sulle dighe in occasione di eventi sismici. L’elaborazione di questi dati, in termini di fattori di amplificazione di picco tra cresta e base diga, può rappresentare un valido ausilio come strumento di verifica dei risultati di analisi numeriche. Si discute poi l’influenza di alcuni parametri di input fondamentali da usare nelle analisi dinamiche. Particolare attenzione, con riferimento ai materiali del nucleo di dighe zonate, è dedicata alla rigidezza del terreno a bassi livelli deformativi e alla variazione delle caratteristiche di rigidezza e smorzamento con la deformazione di taglio, su cui le indicazioni di letteratura sono estremamente limitate. Infine si illustra il caso di studio relativo alla rivalutazione della sicurezza sismica della diga di Montedoglio sul Fiume Tevere mediante analisi dinamiche semplificate e complete
Considerazioni sulla scelta della magnitudo nelle analisi di liquefazione con metodi semplificati
No full textCome è noto, il fenomeno della liquefazione è governato dalla generazione e
dall’accumulo di eccessi di pressione interstiziale, in occasione di un terremoto, in sabbie sature
sciolte. I dati sperimentali mettono in evidenza che l’incremento della pressione interstiziale
avviene in risposta alle sollecitazioni cicliche tangenziali a cui un elemento di volume di terreno
è sottoposto in condizioni non drenate durante lo scuotimento sismico. Per tale elemento di
volume, il valore finale della pressione interstiziale è funzione delle caratteristiche del moto
sismico, cioè ampiezza, contenuto in frequenza e numero di cicli, ovvero durata.
All’inizio degli anni ’70, quando sono state sviluppate le prime procedure semplificate per la
verifica a liquefazione di un sito (Seed e Idriss, 1971), la durata del moto sismico è stata correlata
alla magnitudo. Tale approccio all’epoca rappresentava la scelta più razionale in quanto i casi di
studio in cui era avvenuta liquefazione non erano generalmente corredati di informazioni sulla
durata del moto sismico; inoltre il moto sismico era comunemente caratterizzato da un singolo
scenario, ovvero da un’unica coppia magnitudo-distanza. Con questo approccio, quindi, la
magnitudo rappresentava in maniera univoca un proxy della durata del moto sismico.
Attualmente, a seguito della disposizioni normative in materia antisismica (Ministero delle
Infrastrutture e Trasporti, 2008) che hanno assimilato i più recenti studi per la redazione della
mappa di pericolosità del territorio nazionale secondo un approccio probabilistico (http://www.
mi.ingv.it/pericolosita-sismica), l’uso della magnitudo come proxy della durata è certamente
più problematico. Infatti, un’analisi probabilistica tiene conto di tutti i possibili contributi che
derivano dalle diverse sorgenti sismogenetiche che possono influenzare il moto del suolo ad
un dato sito. Il valore dell’accelerazione di picco amax (accelerazione massima in superficie),
relativo ad un certo tempo di ritorno TR, non è quindi associato a nessuna specifica magnitudo,
ma riflette i contributi di tutte le possibili magnitudo legate alle diverse sorgenti sismogenetiche
considerate nell’analisi di pericolosità. In altre parole, con un approccio probabilistico si perde
il link diretto esistente tra magnitudo e amax.
Tuttavia, per un’analisi a liquefazione convenzionale con i metodi semplificati, il progettista
deve selezionare una singolo valore di magnitudo. L’approccio prevalente nella pratica
ingegneristica è quello di scegliere la magnitudo che si ritiene rappresentativa dello scenario
sismico considerato. Allo stato attuale, comunque, non esistono criteri condivisi per la scelta di
tale valore e generalmente si opta per quello più cautelativo. Nel seguito, dopo aver brevemente richiamato i principali aspetti della verifica a liquefazione con metodi semplificati, si descrivono alcuni metodi utilizzati in letteratura, per quanto
estremamente limitata sull’argomento (p. es. Finn e Wightman, 2007, Lanzo et al., 2014), per la definizione della magnitudo nelle analisi suddette. Infine si illustra un esempio applicativo relativo ad un sito ideale potenzialmente liquefacibile ubicato in Italia Centrale
Project S4: Italian Strong Motion Database – Delverable D5: Catalogue of geological/ geotechnical information at accelerometric stations
No full textThe activities carried out within Task 2 aim to collect, organize and synthesize geological, geomorphological, geotechnical and geophysical data for the location site of the Accelerometric National Network (RAN) stations in Italy, managed by the Department of Civil Protection, to improve the knowledge of the subsoil characteristics and to allow the site classification based on the EC8 criteria.Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Roma, ItaliaPublished4.1. Metodologie sismologiche per l'ingegneria sismicaope
Project S4: Italian Strong Motion Database – Delverable D5: Catalogue of geological/ geotechnical information at accelerometric stations
No full textThe activities carried out within Task 2 aim to collect, organize and synthesize geological, geomorphological, geotechnical and geophysical data for the location site of the Accelerometric National Network (RAN) stations in Italy, managed by the Department of Civil Protection, to improve the knowledge of the subsoil characteristics and to allow the site classification based on the EC8 criteria.Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, Roma, ItaliaPublished4.1. Metodologie sismologiche per l'ingegneria sismicaope
Numerical study of topography effects at the Nicastro (Southern Italy) cliff and comparison with EC-8 recommendations
No full textSeismic amplification of ground motion due to topographic effects at the Nicastro cliff (Calabria,
Southern Italy) is investigated. Linear 2D numerical analyses are carried out on representative
cross-sections using FLAC finite difference computer code. Additionally linear 1D analyses
accounting only for stratigraphic effect are also carried out. A topographic amplification factor at
the crest is then obtained taking the ratio of 2D over 1D horizontal peak acceleration and
Fourier spectrum. The calculated amplification factors are compared with those recommended
by EC8
Dynamic properties of earth-core Italian dams from field and laboratory tests
Full text linkThe seismic design of new earth-core dams as well as the seismic re-assessment of existing ones with advanced numerical simulations require the knowledge of dynamic properties of core materials in a wide range of shear strains. The key parameters to be determined are the shear wave velocity Vs (or the maximum shear modulus G0) and the normalized modulus reduction and damping ratio curves (G/G0-c and D-c). Indeed, limited data do exist in the scientific literature on the in-field measured Vs profiles and on the laboratory cyclic/dynamic tests on undisturbed core samples. In this paper the dynamic properties of core materials of six zoned Italian dams are described and the main peculiarities are discussed, also in the light of the dynamic behaviour of natural soils
Effects of ground motion characteristics on seismic response of earth dams: some remarks on duration and vertical shaking
No full textAcceleration records used as input motion for nonlinear dynamic analyses of earth
dams can significantly affect the outcome of the analyses. The selection of an adequate set
of records is therefore an essential step of the study. Customary approaches rely on
matching the target spectrum and the average response spectrum of the selected records.
Furthermore, vertical motion is often considered to have a modest influence on dam
response. In this paper, FLAC was used to conduct dynamic analyses of an earth dam
located in Central Italy. The response was assessed in terms of permanent crest settlements
and correlation were attempted with several IMs. The analyses were conducted with and
without vertical component of motions. It was found that Arias Intensity may be considered
an additional parameter to guide selection of input motions. The inclusion of the vertical
components lead to a general increase, on average 75%, of the crest settlement
Influenza della modellazione di Rayleigh dello smorzamento viscoso nelle analisi di risposta sismica locale
No full textI metodi di analisi della risposta sismica locale operanti nel dominio del tempo
introducono nelle equazioni del moto uno smorzamento viscoso attraverso la matrice di
dissipazione, costruita mediante la formulazione di Rayleigh completa, cioè come
combinazione lineare della matrice delle masse e di quella delle rigidezze, o in forma
semplificata, proporzionale alla sola matrice di rigidezza. Questa scelta porta ad uno
smorzamento dipendente dalla frequenza. Per studiare l’influenza delle differenti formulazioni
di Rayleigh sulla risposta locale sono state condotte analisi parametriche lineari su un deposito
ideale e analisi non lineari della risposta sismica del colle di Orvieto con differenti codici di
calcolo. La risposta fornita dai codici di calcolo operanti nel dominio del tempo è stata
confrontata con quella di un codice operante nel dominio della frequenza, assunta come
riferimento. I risultati delle analisi numeriche mostrano che l’uso della formulazione di
Rayleigh semplificata può portare a sottostime significative della risposta sismica, in special
modo per depositi di elevato spessore e per moti di input ricchi di componenti di alta frequenza
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