Valutazione della Risposta Sismica Locale in PUJ Cali = Evaluating the Local Seismic Response in PUJ Cali

La città colombiana di Santiago di Cali è stata catalogata come zona di alta pericolosità sismica. Diversi scuotimento di alti livelli di intensità nel passato hanno registrato effetti significative sull’infrastruttura della città. In conseguenza, uno studio di pericolosità sismica è stato fatto dall’Istituto Geologico e di Mine Colombiano (INGEOMINAS), dove diverse zone di comportamento dinamico omogeneo sono state caratterizzate. Per migliorarne la conoscenza sulla risposta del sottosuolo, Otálvaro et al., (2010) hanno sviluppato diverse prove geofisiche nel campus della Pontificia Universidad Javeriana (PUJ Cali), localizzata nella zona omogenea 4e. Come risultato delle prove e dell’analisi di informazione indiretta (pozzi di estrazione nelle vicinanze), un profilo sismo-geotecnico tipico è stato proposto. L’obiettivo della presente ricerca è stato la determinazione della pericolosità in superficie, in termini di Spettro di Risposta a Pericolosità Uniforme (UHS) per la PUJ Cali, conoscendo la pericolosità di base dall’Analisi Probabilistica della Pericolosità Sismica (PSHA) e valutando la Risposta Sismica Locale (RSL) del deposito di terreno. La metodologia seguita per la definizione dello spettro UHS in superficie intende, prima, la determinazione di un numero sufficiente di accelerogrammi rappresentativi della pericolosità di base per l’analisi del comportamento sismico del deposito di terreno in PUJ Cali, tramite RSL. I risultati dalla RSL si presentano in termini di funzioni di amplificazione, ovvero l’entità dell’amplificazione subita dal profilo di terreno per diversi periodi spettrali, in funzione del livello di scuotimento. Come ultimo passaggio, bisogna integrare tali funzioni con lo spettro UHS in condizioni di riferimento (roccia), dalla PSHA. La strada scelta per questa operazione è stata il Metodo della Convoluzione (Bazzurro & Cornell, 2004b), un metodo consistente con la natura probabilistica della PSHA che intende superare le limitazioni dei “Metodi Ibridi”, dove la PSHA si integra con la RSL semplicemente tramite moltiplicazione periodo a periodo dell’UHS in roccia per dei valori deterministici di amplificazione. Inoltre, la variabilità nel profilo delle velocità delle onde di taglio (Vs) è stata introdotta tramite simulazioni Monte Carlo.I risultati per il presente caso di studio, in termini di UHS per periodi di ritorno di 475 e 1000 anni, segnalano come il metodo della convoluzione, contrario a quanto riportato in letteratura, prevede accelerazioni spettrali consistentemente minori di quelle in corrispondenza dei metodi ibridi. Tale differenza è ancora più significativa all’aumentare del periodo di ritorno. Inoltre, è stato evidenziato come l’effetto della variabilità nel profilo di Vs si tradurre in maggiori amplificazioni a livelli di scuotimento bassi e minore amplificazioni per scuotimenti più significativi, questo dovuto al fatto della non-linearità indotta nei profili randomizzati meno rigidi. Tuttavia, in termini di UHS, l’inclusione dell’incertezza genera uno spettro più conservativo dello spettro nel caso deterministico, possibilmente perché il metodo della convoluzione tiene in conto della deviazione standard delle funzioni di amplificazione, significativamente maggiore considerando randomizzazione. Finalmente, è da notare come lo spettro UHS in superficie proposto per PUJ Cali in questo elaborato prevede accelerazioni spettrali minori di quelle corrispondenti agli spettri riportati da INGEOMINAS (2005a) e Otálvaro et al., (2010) sapendo che tali spettri sono inviluppi e non risposte medie.