La valutazione del non-sincronismo dell'azione sismica ha una particolare rilevanza applicativa per le analisi di infrastrutture con sviluppo longitudinale significativo (ISO TC98/SC3 N 229, 2003) che interagiscono con il terreno in superficie (p.es. le dighe, cfr. Gazetas & Dakoulas, 1992) o in profondità (p.es. le gallerie, cfr. St. John & Zahrah, 1984). Mentre per le costruzioni in terra e le infrastrutture in sotterraneo l'interazione è continua nella direzione longitudinale, nel caso dei viadotti a più campate l'interazione si sviluppa in corrispondenza delle pile e per una profondità che dipende dal tipo e dalle dimensioni delle fondazioni. L'analisi del fenomeno con riferimento a queste opere deve quindi essere effettuata con metodologie analitiche specifiche che permettano di valutare l'effetto degli spostamenti differenziali delle fondazioni.

Il fenomeno fisico è influenzato da due fattori principali:

1. variabilità del moto lungo lo sviluppo dell'infrastruttura, dovuta alla propagazione e all'incoerenza delle onde sismiche;
2. la ‘risposta simica locale', che determina, nella maggior parte dei casi, un'esaltazione degli effetti di non-sincronismo del moto in superficie.

Le Norme Tecniche per le Costruzioni (D.M. 14/1/2008) introducono la necessità di valutare tali effetti in termini di massimo spostamento relativo tra due punti attraverso una relazione derivata dalla soluzione di un modello analitico di propagazione delle onde sismiche (Nuti & Vanzi, 2005).

Obiettivo di questo studio, inquadrato in un progetto PRIN 2008, è validare le regole presenti nelle  NTC attraverso il confronto con valori di spostamento relativo derivanti da registrazioni accelerometriche di eventi sismici reali. L'effetto combinato dei due fattori sopra menzionati è stato valutato empiricamente attraverso l'analisi del moto sismico in superficie registrato da coppie di stazioni accelerometriche ubicate, a distanze dell'ordine delle centinaia di metri, su terreni con caratteristiche lito-stratigrafiche corrispondenti ad un sito di riferimento (sito R) e su sito con amplificazione stratigrafica (sito S) corrispondente nei diversi casi alle classi di sottosuolo B, C, D della Normativa.

I risultati delle analisi, in termini di differenza di spostamento massimo registrato ai due siti, (u_S - u_R)_max; differenza dei massimi dello spettro di risposta in spostamento, |S_dS,max - S_dR,max| e valore massimo dello spettro dello spostamento relativo, S_Δd,max, mostrano che:

• la formulazione analitica suggerita dalla normativa è appropriata per descrivere la dipendenza di spostamenti relativi dall'accelerazione di riferimento;

• gli spostamenti calcolati secondo le prescrizioni di normativa risultano mediamente maggiori di quelli misurati sperimentalmente.

Bibliografia

ISO TC98/SC3 N 229 (2003). Bases for design of structures - Seismic actions for designing geotechnical works. ISO TC 98/SC3 WG10 (1st draft 2003).

Gazetas G. & Dakoulas P. (1992). Seismic analysis and design of rockfill dams: state of-the-art. Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 11(1):27-61.

DM 14/1/2008. Norme Tecniche per le Costruzioni. S.O. n. 30 - Gazzetta Ufficiale della Repubblica Italiana, n. 20-4/2/2008.

Nuti C. & Vanzi I. (2005) Influence of earthquake spatial variability on differential soil displacements and SDF system response, Earthquake Engineering And Structural Dynamics, 34:133-1374.

St. John C. M. & Zahrah T. F. (1984). Seismic design considerations for underground structures, Advances in Tunnelling Technology and Subsurface Use, 4(3):105-112.