FAST FIND : CM1271

Software Liquefazione

Modulo di calcolo per la stima della liquefacibilità dei terreni mediante il calcolo delle sovrappressioni interstiziali.
STACEC

Il software LIQUEFAZIONE nasce da un progetto di ricerca sviluppato da STACEC ed il Dipartimento di Ingegneria e Geologia dell’Università degli Studi "Gabriele d'Annunzio" di Chieti-Pescara.
Si tratta di un codice di calcolo in grado di valutare l’incremento delle sovrappressioni interstiziali indotto dal sisma mediante analisi numeriche di risposta sismica locale; il suo maggiore utilizzo riguarda gli studi di liquefazione di livello 3, secondo gli Indirizzi e criteri per la Microzonazione Sismica (ICMS 2008 e ss.mm.ii.) a valle delle analisi condotte nelle aree urbane che il livello 1 di Microzonazione Sismica ha perimetrato come Zone di Attenzione per instabilità da liquefazione.

 L’algoritmo di calcolo è basato sull’uso di curve di letteratura che identificano il numero di cicli di carico per il raggiungimento della liquefazione dei depositi terrigeni, da sabbiosi a limosi. Tali curve, fondamentali per l’uso dell’applicativo, sono generalmente misurate in laboratorio mediante prove di taglio ciclico su campioni indisturbati. Quindi, il codice è stato pensato per essere utilizzato da professionisti (geologi ed ingegneri) che facciano uso sia delle curve di letteratura più adatte alle condizioni dei terreni ricadenti nel sito in studio, sia (situazione caldamente supportata dagli estensori di questo progetto di ricerca) di curve misurate ad hoc sui campioni prelevati nei siti oggetto di simulazione numerica in chiave di liquefazione mediante tale applicativo. All’interno del software è presente un database di sistema contenente decine di curve di letteratura selezionate e testate nell’ambito del suddetto progetto di ricerca e quindi adattabili in applicazioni pratiche.

Approccio di calcolo
Nell’approccio alle tensioni totali, le storie temporali irregolari delle tensioni di taglio, sono l’output della Risposta Sismica Locale, e devono essere convertite in una serie equivalente di cicli a tensione uniforme. Questa procedura consente di confrontare la domanda sismica con la resistenza del terreno ottenuta da prove di laboratorio in cui si usano carichi armonici. Secondo gli studi presentati da Seed et al. (1975), la storia irregolare delle tensioni di taglio indotte da un accelerogramma, può essere trasformata in una storia regolare di cicli equivalenti, Neq, aventi un’ampiezza pari al 65% della tensione di taglio max: τeq=0.65 τmax. Quindi, per il calcolo del rapporto delle pressioni interstiziali, Seed et al. (1975) propongono la seguente relazione:

dove:
ru: pressioni interstiziali residue normalizzate rispetto alla tensione iniziale efficace di confinamento;

N : numero di cicli equivalenti;

NL : numero di cicli necessari per generare liquefazione;

β: parametro empirico.

Quest’ultimo può essere calcolato mediante la seguente equazione proposta da Polito et al. (2008):

dove per frazione di fine FC < 35% i coefficienti della regressione assumono i seguenti valori:

mentre per frazione di fine FC ≥ 35% i coefficienti della regressione assumono questi altri valori:

La densità relativa Dr è espressa in percentuale, mentre il rapporto di tensione di taglio è quello imposto nella prova al triassiale Ciclico (o il valore calcolato con una risposta sismica locale).

La procedura di calcolo automatico prevede l’uso dell’equazione appena illustrata per il calcolo del rapporto di sovrappressione interstiziale r ottenendo il valore di N da opportune curve di resistenza al taglio ciclico CSRNL date da prove di laboratorio ed il valore di in funzione della storia temporale delle accelerazioni dell’evento sismico che si è analizzato nella risposta sismica locale.

La determinazione del valore di N viene condotta sfruttando la metodologia proposta in lettaratura da Biondi et al. (2012) la quale consente di convertire la storia temporale dell’evento sismico analizzato in un certo numero di cicli equivalenti.

 

Noti N ed NL  si procede a calcolare il rapporto di sovrapressione interstiziale da cui è possibile ottenere la sovrappressione interstiziale dalla seguente equazione:

Δ= ru δz,statico

Quando ru = 1, la tensione effettiva di confinamento è pari a 0, condizione per la quale si ha la liquefazione.


 

 

 

 


STACEC
Corso Umberto I, 358 - 89034 BOVALINO (RC)
Telefono : 0964.67211 - Fax 0964.61708
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