ITALIANO
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 significativi 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 minori amplificazioni per quasi tutti i periodi spettrali, 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 poiché 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.
ENGLISH
Colombian city Cali has been classified as a high seismic hazard zone. Several recorded ground motions have registered significant effects on the city’s infrastructure. In consequence, a seismic hazard analysis was developed by the Institute of Geology and Mines in Colombia (INGEOMINAS), where dynamically homogeneous zones were characterized. To improve the knowledge regarding the seismic response from the soil, Otálvaro et al., (2010) performed a number of geophysical surveys on the campus of Pontificia Universidad Javeriana (PUJ Cali), located on the homogenous zone 4e in Cali. The outcome from the tests and some indirect information was a proposed typical soil profile. This study aims to determine the hazard in surface, in terms of Uniform Hazard Spectrum (UHS) for PUJ Cali, knowing the UHS for rock conditions from the Probabilistic Seismic Hazard Analysis (PSHA) and evaluating the soil’s Local Seismic Response (RSL).
The methodology followed to define the UHS in surface consists in first determining enough ground motions coherent with the base hazard for then performing the seismic behavior analysis for the subsoil, by RSL. Results from RSL are presented as amplification functions, that is, the entity of the amplification suffered by the soil for diverse spectral periods, as a function of the level of strain induced. The last step consists in merging said functions with the PSHA. For this operation, the Convolution Method (Bazzurro & Cornell, 2004b) was chosen, a method consistent with the probabilistic nature from the PSHA which aims to overcome the limitations from “Hybrid Methods”, where PSHA is merged with RSL by a simple multiplication, period by period, of UHS in rock and deterministic values for amplification. Furthermore, the soil’s profile variability is accounted as uncertainty in the shear-wave velocity (Vs) profile, implementing Monte Carlo simulations.
Results, in terms of UHS for return periods of 475 and 1000 years, show how spectral accelerations from the convolution method, contrary as reported in literature, are consistently lower than those corresponding to hybrid methods. This difference becomes more significant as return period increases. Discussing the effect of uncertainty in Vs, it is noted how lower amplifications are experienced for most periods when considering a stochastic situation, this because of non-linearity induced in less rigid randomized profiles. Nevertheless, the UHS considering Vs variability is more conservative than the UHS from the deterministic profile due to the inclusion of standard deviation of amplification functions in the convolution method, significantly higher than those corresponding to the base profile. Finally, it is noted how the UHS proposed for PUJ Cali for this study predicts lower spectral accelerations than those spectrums reported from INGEOMINAS (2005a) and Otálvaro et al., (2010), acknowledging that these last spectrums are envelopes and do not represent a median response.
Citación recomendada (normas APA)
Carlos Fernando Grajales Ortiz, "Valutazione della Risposta Sismica Locale in PUJ Cali / Evaluación de la Respuesta Sísmica Local en PUJ Cali", Cali (Colombia):-, 2018. Consultado en línea en la Biblioteca Digital de Bogotá (https://www.bibliotecadigitaldebogota.gov.co/resources/2089863/), el día 2025-09-11.
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