Caratterizzazione sismica e risposta sismica locale del sito della stazione accelerometrica di Kumamoto (Giappone) = Seismic characterization and local seismic site response of the Kumamoto accelerometer station (Japan)

La caratterizzazione sismica del sito e la valutazione della risposta sismica locale, sono due aspetti molto importanti da considerare ai fini della definizione dell’azione sismica di progetto, da tenere in conto nella progettazione delle strutture. In questo contesto, si inserisce il presente studio di Blind Prediction del sito d’indagine di Kumamoto (Giappone) proposto nell’ambito del 6th International IASPEI / IAEE Symposium (ESG6). La caratterizzazione sismica del sito in esame, è stata condotta valutando la curva di dispersione della velocità di fase del modo fondamentale dell’onda di Rayleigh, utilizzando le acquisizioni di indagini sismiche non invasive, attive e passive. Entrambi i dati sono stati processati attraverso l’ausilio del software GEOPSY, con i metodi MASW per le prove attive, e i metodi f-k e SPAC per le indagini passive. I risultati sono stati confrontati qualitativamente con quelli ottenuti dall'elaborazioni condotte sulle stesse acquisizioni con tecnica beam former nel dominio della frequenza, per i dati passivi; e il codice SWAT (Surface Wave Analysis Tool), per i dati attivi; entrambi implementati in ambiente MATLAB. I dati di dispersione ottenuti sono stati considerati congiuntamente, sovrapponendoli nei diversi intervalli di frequenza a cui i diversi array hanno fornito risultati stabili, al fine di stimare un'unica curva di dispersione sperimentale, la quale è stata ottenuta mediando i risultati stabili in un numero limitato di coppie velocità di fase-frequenza e stimando la loro deviazione standard. La curva di dispersione ottenuta, con la sua deviazione standard, è stata invertita per ottenere il profilo di velocità delle onde di taglio, utilizzando l’algoritmo di inversione Neighbourhood, implementato nel software GEOPSY. I modelli di sottosuolo sono stati valutati considerando intervalli di variabilità preselezionati per le velocità delle onde di taglio e per gli spessori; assumendo invece il rapporto di Poisson e la densità di ogni strato costanti sulla base di informazioni a priori. I risultati ottenuti sono stati confrontanti qualitativamente con le analisi condotte utilizzando l’algoritmo di inversione Monte Carlo. Per la convalida del modello di sottosuolo, si sono considerate inoltre le informazioni sul periodo di picco delle curve di ellitticità, ottenute dall’elaborazione HVSR dei dati dell’indagini passive. I risultati dell’inversione, in termini di miglior profilo e gruppo di modelli aventi minore misfit rispetto alla curva di dispersione ottenuta dall’indagini sismiche, sono stati utilizzati per simulare le funzioni di trasferimento teoriche del sottosuolo con l’ausilio del codice DEEPSOIL. A tal fine, per la valutazione della risposta sismica locale, sono state eseguite sia analisi lineari che analisi non lineare (e non lineari equivalenti) considerando i weak motion e gli strong motion dello sciame sismico di Kumamoto del 2016. I risultati delle analisi di risposta del sito vengono discussi con particolare attenzione alla loro variabilità in funzione dell'incertezza nella valutazione del profilo di velocità delle onde di taglio, e del comportamento non lineare del sottosuolo in occasione di eventi sismici a diversa intensità.