Dipartimento di Ingegneria Civile, dell'Energia, dell'Ambiente e dei Materiali - Università Mediterranea di Reggio Calabria - Didattica

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DINAMICA DEI TERRENI

Corso

Ingegneria per la gestione sostenibile dell'ambiente e dell'energia LM-35

Curriculum

TUTELA DAI RISCHI NATURALI E ANTROPICI

Orientamento

Orientamento unico

Anno Accademico

2022/2023

Crediti

Settore Scientifico Disciplinare

ICAR/07

Anno

Primo anno

Unità temporale

Secondo semestre

Ore aula

Attività formativa

Attività formative caratterizzanti

Canale unico

Erogazione

1001174 DINAMICA DEI TERRENI E GEOTECNICA SISMICA in Ingegneria Civile LM-23 PORCINO DANIELA DOMINICA

Docente

Daniela Dominica PORCINO

Obiettivi

Il corso si propone di fornire le conoscenze sul comportamento dei terreni in presenza di sollecitazioni dinamiche per valutare la risposta dei terreni naturali e delle opere in terra alle azioni sismiche e gli effetti delle caratteristiche meccaniche dei terreni sulla risposta sismica delle strutture, delle infrastrutture e, in generale, delle opere di ingegneria. Saranno trattati: l) comportamento tensio-deformativo dei terreni in presenza di sollecitazioni cicliche; II) metodi di indagine in sito ed in laboratorio finalizzati alla caratterizzazione e modellazione dinamica dei terreni; III) le metodologie e procedure di analisi per la valutazione della risposta sismica locale e degli effetti di sito alla luce della normativa nazionale vigente; IV) i problemi di instabilità di un sito nei confronti della liquefazione; V) la stabilità dei pendii in presenza di sisma; VI) rischio sismico e studi di microzonazione sismica

ENGLISH VERSION

The course aims at providing a fundamental understanding of soil behavior subjected to dynamic/cyclic loading to evaluate the response of natural soils and artificial slopes under seismic loading and the effects of mechanical properties of soils on seismic response of structures, infrastructures and in general on engineering structures.
In particular, the course will provide knowledge on: l) stress-strain behavior of soils under cyclic loadings; II) dynamic characterization and modeling of soils by in-situ and laboratory investigation; III) ground response analysis and local site effects according to Italian Building Code, IV) soil liquefaction V) slope stability analysis under seismic loadings; VI) seismic risk and microzonation

Modalità di valutazione

La prova d'esame del corso di DINAMICA DEI TERRENI E GEOTECNICA SISMICA consiste in una prova orale finalizzata a verificare le conoscenze acquisite e le capacità applicative.
L’obiettivo della prova orale consisterà nel verificare la capacità di apprendimento, il livello delle conoscenze acquisite e di comprensione dei contenuti del corso nonché di valutare l'abilità comunicativa.
La capacità di applicare le conoscenze nell’ambito di reali problemi applicativi con particolare riferimento alle analisi di risposta sismica locale e stabilità del sito sarà verificata attraverso le esercitazioni consegnate dallo studente.
Il voto finale in trentesimi sarà attribuito sulla base dei seguenti elementi: conoscenza acquisita, grado di approfondimento, e analisi critica degli argomenti, padronanza degli argomenti, proprietà di linguaggio, votazione delle esercitazioni svolte.

The exam consists of an oral exam aimed at verifying the acquired knowledge and application skills. The objective of the oral exam will be to verify the learning ability, the level of knowledge, of understanding of the contents of the course as well as to evaluate the communication skills. The ability to apply knowledge in the context of real application problems with particular reference to the seismic response analysis and site stability will be verified through the exercises delivered by the student. The final grade in 30-point scale will be assigned on the basis of the following elements:
-acquired knowledge
- degree of in-depth study
- critical analysis of the topics
- mastery of the topics
-language properties
- grade of the practical exercises carried out by the student.

Programma

INTRODUZIONE AL CORSO; 1.. BREVI CENNI DI SISMOLOGIA APPLICATA ALLA INGEGNERIA E RAPPRESENTAZIONE DEL MOTO SISMICO. Propagazione delle onde sismiche nei terreni 2. LEGAME TENSIO-DEFORMATIVO DEI TERRENI SOTTO AZIONI VARIABILI NEL TEMPO. Comportamento dinamico dei terreni a bassi, medi ed elevati livelli di deformazione. Comportamento a rottura dei terreni a grana grossa e a grana fine sotto azioni cicliche: evidenze sperimentali e simulazione in laboratorio. 3. MODELLAZIONE DEI TERRENI IN CAMPO DINAMICO: cenni. Modelli costitutivi visco-elastico lineari, lineari equivalenti, non lineari. Derivazione dei parametri .4. CARATTERIZZAZIONE GEOTECNICA DEI TERRENI AI FINI SISMICI. Misure dinamiche in sito: procedure sperimentali ed interpretazione (prove cross-hole, prove down-hole e prove SASW). Prove penetrometriche dinamiche (SPT) e statiche (CPT). Prove cicliche/dinamiche in laboratorio (con la possibilità di assistere all’esecuzione di prove cicliche e dinamiche presso il laboratorio didattico di geotecnica): Bender elments, prove triassiali e di taglio semplice cicliche, prove di colonna risonante e di taglio torsionale. Finalità, procedura di prova e rappresentazione dei risultati. Fattori di influenza sui parametri costitutivi. 5. EFFETTI DI SITO E RISPOSTA SISMICA LOCALE. Elementi di risposta sismica locale. Principali fattori che governano la risposta sismica di un deposito reale. Aspetti normativi alla luce delle NTC18: analisi semplificate e specifiche. 6. STABILITÀ DEL SITO NEI CONFRONTI DELLA LIQUEFAZIONE. Liquefazione ciclica dei terreni: aspetti teorici e fattori di influenza. Manifestazioni in sito: case-histories. Verifiche di sicurezza ed aspetti normativi. Rischio sismico da liquefazione: interventi di mitigazione.
Analisi dei cedimenti permanenti indotti dal sisma con metodi semplificati. 7. ANALISI DI RISPOSTA SISMICA LOCALE MEDIANTE MODELLAZIONE NUMERICA MONODIMENSIONALE: impiego di codici di calcolo sia con metodi basati sul modello di comportamento lineare equivalente che con metodi di analisi non lineare. Applicazione ad un caso di studio. Rilevanza dell’incremento delle pressioni interstiziali indotte dal sisma. 8. LA STABILITÀ DEI PENDII IN PRESENZA DI SISMA; verifiche di sicurezza con i metodi pseudo-statici e degli spostamenti. Aspetti normativi. 9. RISCHIO SISMICO E STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA. Obiettivi, livelli di approfondimento e prodotti. Descrizione di casi di studio

Esercitazioni pratiche relative a: Interpretazione di prove cicliche/dinamiche di laboratorio ed in sito. Analisi della risposta sismica locale e verifiche di suscettibilità alla liquefazione alla luce della normativa nazionale vigente (NTC2018). Verifiche di sicurezza della stabilità dei pendii naturali ed artificiali in zona sismica alla luce della normativa nazionale vigente (NTC2018).

ENGLISH VERSION
INTRODUCTION to Geotechnical Earthquake Engineering. 1. SEISMOLOGY AND EARTHQUAKES. GROUND MOTION PARAMETERS. WAVE PROPAGATION. 2. STRESS-STRAIN BEHAVIOUR OF CYCLICALLY LOADED SOILS. Strain thresholds in soil dynamics. Strength of cyclically loaded granular and cohesive soils: experimental evidences and laboratory simulation. 3. MODELING OF SOIL DYNAMIC BEHAVIOUR. Linear visco-elastic models, equivalent linear models, cyclic non linear models. Derivation of model parameters. 4. MEASUREMENT OF DYNAMIC SOIL PROPERTIES. Field tests. Seismic cross-hole and down-hole tests, spectral analysis of surface wave test (SASW): experimental procedures and interpretation of test results. Standard penetration test. Cone penetration test. Laboratory cyclic and dynamic tests (the students will be present at the performance of dynamic and cyclic tests at the geotechnical didactic laboratory);: Bender Elements, cyclic triaxial and simple shear tests, resonant column and torsional shear tests. Test procedure and results. Factors affecting dynamic properties of sands and clays. 5. SITE EFFECTS AND LOCAL SEISMIC RESPONSE. Site effects in earthquake ground motions. Key factors governing seismic response of a soil. Specific analysis for seismic response evaluation. Local seismic response predictions and Italian seismic code. 6. LIQUEFACTION OF GRANULAR SOILS. Liquefaction occurrence: theoretical aspects and influencing factors. Liquefaction surface evidences at site: case histories. Evaluation of liquefaction hazard according to Italian Building Code. Seismic risk and soil improvement for liquefaction mitigation purposes. Evaluation of post-seismic settlements by simplified procedures. 7. SEISMIC RESPONSE ANALYSIS BY NUMERICAL CODES : theoretical modeling through numerical codes based on both non linear and equivalent linear site response; application to a case study. Relevance of earthquake induced excess pore water pressure development.8. SLOPE STABILITY ANALYSES UNDER EARTHQUAKE LOADING: design verifications by pseudo-static and displacements methods; application to a case study.9. SEISMIC RISK AND OVERVIEW INTO ZONATION AND MICROZONATION: purpose, levels of analysis and description to a case study.

Practical exercises/problems: analysis and interpretation of cyclic/dynamic laboratory and in-situ tests for dynamic geotechnical characterization of soils. Applications of seismic response analysis and liquefaction risk according to Italian Building code. Slope stability analyses under earthquake loading; verifications according to Italian Building code.

Testi docente

• Dispense a cura del docente
• . Geotechnical Earthquake Engineering. Kramer S. L. Prentice Hall Inc., New Jersey, 1996.
• Dinamica dei terreni per le applicazioni sismiche. Crespellani T. e Facciorusso J. D. Flaccovio Editore, 2010.
• Input Sismico e Stabilità Geotecnica dei Siti di Costruzione. Lai C.G., Foti S., Rotta M. Collana di Manuali di Progettazione Antisismica, Vol. 6, 2009, IUSS Press.
• Risposta Sismica Locale: Teoria Ed Esperienze. Lanzo G., Silvestri F. Argomenti di ingegneria Geotecnica, Hevelius, Benevento, 1998.
• Misure Dinamiche In Sito. Mancuso C. Hevelius, Benevento, 1996.
• NTC 18– Aggiornamento delle Norme Tecniche per le Costruzioni –D.M. 17 Gennaio 2018 e CIRCOLARE 21 Gennaio 2019, N. 7 C.S.LL.PP.

Erogazione tradizionale

Erogazione a distanza

Frequenza obbligatoria

Valutazione prova scritta

Valutazione prova orale

Valutazione test attitudinale

Valutazione progetto

Valutazione tirocinio

Valutazione in itinere

Prova pratica

Ulteriori informazioni