Matériau

As propriedades geotécnicas das colunas de solo, nomeadamente a sua rigidez, podem influenciar as suas funções de transferência. Foram desenvolvidas metodologias para se compararem os valores de F0s e A0s com as propriedades geotécnicas dos terrenos. Os valores de F0s e A0s foram obtidos com a utilização de duas técnicas. A primeira consistiu na realização dos ensaios ReMi (Capítulo IV) e obtenção de perfis médios de Vs e a segunda na utilização desses perfis como input nos cálculos com o SHAKE2000.

No Capítulo III estudaram-se as frequências e amplitudes dos solos obtidas a partir das curvas H/V que agora se comparam com os valores de F0s e A0s. O resultado desta comparação tem como objetivo estudar a relação entre os resultados obtidos com o ReMi-SHAKE2000 e os resultados alcançados pelo método de Nakamura (Nakamura 1989).

5.2.5.1.

Funções de transferência e propriedades geotécnicas

As funções de transferência obtidas no Pliocénico deverão apresentar, para um mesmo acelerograma, frequências superiores a outras calculadas no Holocénico. Por essa razão será de esperar a existência de uma relação entre os valores de F0s e as unidades litoestratigráficas para as quais se realizaram os cálculos das funções de transferência. Para se estudar esta relação foram utilizadas cartas geológicas das áreas de estudo e as grelhas de interpolação de F0s e A0s.

Por outro lado, dentro das mesmas unidades litoestratigráficas, por exemplo no Holocénico, as funções de transferência deverão variar em função das espessuras das FS e da profundidade a que se encontra NSPT60. Estas variáveis foram analisadas com o recurso a grelhas de interpolação destas duas propriedades que serão comparadas com as grelhas de interpolação de F0s e A0s.

Para se estudar a correlação entre F0s e a espessura das FS, selecionaram-se os valores de F0s que resultaram dos perfis médios de Vs obtidos no Holocénico e em que se alcançou o Plio-Plistocénico ou o Jurássico. Tendo em conta que se obtiveram cinco valores de F0s para cada coluna de solo (um com cada sismo), calculou-se o valor médio dessas frequências de modo a correlacionarem-se as duas variáveis.

Para se correlacionarem os valores de F0s com a profundidade de NSPT60, consideraram-se apenas as frequências das funções de transferência que resultaram de perfis médios de Vs que cumprissem

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simultaneamente três condições: (i) que se localizassem a menos de 300 m de distância de um furo de sondagem com ensaios SPT, (ii) que os ensaios SPT e ReMi tivessem sido executados na mesma litologia e (iii) que as curvas médias de Vs tivessem alcançado profundidades superiores à profundidade da superfície de NSPT60. Os valores de NSPT60 foram obtidos em sondagens situadas nos locais onde se realizaram os ensaios ReMi ou nas grelhas de interpolação elaboradas com os dados geotécnicos (Capítulo II) mas cumprindo sempre a primeira condição.

5.2.5.2.

Comparação dos resultados 1D com as curvas H/V

A metodologia empregue na comparação destes resultados compreendeu dois tipos de aproximação: (i) o estudo da distribuição geográfica das interpolações obtidas com os valores de F0s, F0 e F1 e (ii) a comparação gráfica e numérica das funções de transferência com as curvas H/V. No primeiro tipo de aproximação utilizaram-se as interpolações de F0s e A0s elaboradas segundo a metodologia definida em 5.2.4.

Na Figura 5.11 apresentam-se as funções de transferência calculadas com os cinco sismos e a curva H/V calculada para o mesmo local. A partir dos cinco valores deF0s calculou-se o valor médio. Neste exemplo verificou-se que o valor médio de F0s foi semelhante ao valor obtido para F0.

Na comparação numérica entre as curvas H/V e as funções de transferência consideraram-se os valores médios, máximos (Hokkaido2) e mínimos (Kobe) de F0s, os valores do conjunto das funções de transferência analisadas, e os valores F0 e F1 e, se necessário, F2.

Figura 5.11 - Funções de transferência calculadas com cinco sismos e a curva H/V obtida para o mesmo local. F0s – valor médio

da frequência natural calculado com os cinco valores de F0s; F0 – pico de frequência da curva

H/V (a vermelho).

5.2.5.2.1.

Distribuição geográfica de F

F

e F

O estudo da distribuição dos valores de F0s, F0 e F1 compreendeu duas aproximações: (i) a primeira em que se compararam as interpolações dos valores de F0s com as interpolações referentes aos picos F0 e F1 calculadas no Capítulo III; (ii) a segunda que consistiu no cálculo das grelhas de interpolação resultantes das subtrações das interpolações (F0s-F01)para o Barreiro e(F0s-F0)para

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Setúbal. Os valores de F01 corresponderam aos picos F0 ou F1 associados ao limite entre as FS e o Pliocénico no Barreiro (Vicêncio et al. 2015) (Capítulo III). Em Setúbal as comparações foram realizadas entre as interpolações de F0s e F0.

5.2.5.2.2.

Funções de transferência e curvas H/V

Pretendem-se comparar as funções de transferência e as curvas H/V obtidas num mesmo local ou em locais próximos de modo a verificar-se a compatibilidade dos resultados obtidos com o recurso a duas técnicas distintas (ReMi-SHAKE2000 e Nakamura).

Na Figura 5.12 apresentam-se exemplos de funções de transferência e de curvas H/V obtidos em locais próximos aos ensaios ReMi. Nestes exemplos verificou-se que os picos H/V que se aproximaram mais do valor médio de F0s foram os picos F1 e F0 das curvas H/V b) e c).

Figura 5.12 - Funções de transferência calculadas para três locais diferentes (a) ReMi A; (b) ReMi B; (c) ReMi C e com cinco sismos. Apresentam-se as curvas H/V (a vermelho cheio e a ponteado) dos locais mais próximos dos ensaios ReMi. F0s – Valor médio de F0s calculado com os cinco valores de F0s, F0 e F1 – picos de frequência

das curvas H/V.

Para se compararem os resultados obtidos com os dois métodos, selecionaram-se as funções de transferência e as curvas H/V de acordo com os seguintes critérios:

 Escolheram-se as funções de transferência obtidas para o Holocénico e cujos perfis médios de Vs tenham alcançado o bedrock (Pliocénico, Miocénico ou Jurássico). Pretendeu-se que os perfis Vs selecionados apresentassem um limite bem definido entre as FS e materiais mais rijos;

 Escolheram-se as curvas médias H/V mais próximas do ponto central dos ensaios ReMi cujos perfis médios foram utilizados nos cálculos das funções de transferência. Pretende-se com este critério diminuir a distância entre os ensaios ReMi e H/V, de modo a evitar grandes variações nas propriedades geotécnicas dos terrenos analisados. Sempre que possível utilizaram-se curvas H/V com picos bem individualizados e com amplitudes superiores a 2;  Consideraram-se apenas os ensaios (ReMi e H/V) que se localizavam nas mesmas unidades

geotécnicas;

 A comparação entre as funções de transferência e a curva H/V realizou-se, sempre que possível, segundo perfis para os quais foi possível obter informação relativa à espessura das

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FS e NSPT60. Com este critério pretende-se relacionar as frequências obtidas com propriedades geotécnicas.

Para cada conjunto de cinco funções de transferência, obtidas para um mesmo local, calculou-se um valor médio para F0s (Figura 5.12).

No exemplo referente ao ReMi C (Figura 5.12c) os valores de F0s obtidos com cada um dos sismos foram: Kobe 1 Hz, Tottori 1,8 Hz, Northridge 1,6 Hz, Hokkaido3 1,6 Hz e Hokkaido2 2 Hz. Com base nestes valores calculou-se o valor médio de F0s (1,6 Hz) e identificou-se o valor mínimo (1 Hz) e o valor máximo de F0s (2 Hz). A curva H/V apresentou um valor de F0 (1,3 Hz) próximo de F0s e o seu registo foi efetuado a uma distância de 80 m do ensaio ReMi C.

Na Tabela 5.5 apresentam-se o valor médio, mínimo e máximo de F0s para os cálculos efetuados com os resultados do ensaio ReMi C. Apresenta-se também o valor de F0 e a distância que separa o local onde se realizou o ensaio ReMi C e o local da curva H/V. Na apresentação dos resultados serão apresentadas tabelas idênticas de modo a resumir os dados que se pretendem comparar.

Tabela 5.5 – Frequência natural média, mínima e máxima do solo obtidas para o local do ensaio ReMi C e pico de frequência da curva H/V mais próxima. Média- frequência média das frequências naturais (F0s) dos cálculos

efetuados com os cinco sismos; Min. – Valor mínimo de 1D (Kobe); Max. – Valor máximo 1D (Hokkaido2). Apresentam-se as distâncias [m] entre o ponto central do ensaio ReMi C e o local onde se registaram as

vibrações ambientais.

Resultados obtidos com os cálculos do SHAKE2000 - F0s (Hz)

Média; Min.; Max. 1,6; 1,0; 2,0

Resultados obtidos com as curvas H/V (frequência de pico) [Distância (m) entre H/V- ReMi C]

H/V 1,3 Hz (F0) [80]

A comparação numérica entre as funções de transferência e as curvas H/V utiliza o valor médio de F0s.

5.2.5.2.3.

Comparação de A

, A

e A

O estudo da distribuição geográfica dos valores de A0s, A0 e A1 compreendeu, tal como para as frequências, duas aproximações. Na primeira compararam-se as distribuições dos valores de A0s com as distribuições referentes aos picos F0 e F1 calculadas no Capítulo III. A segunda consistiu no cálculo das distribuições resultantes das subtrações das distribuições (A0s-A01)para o Barreiro e(A0s-A0)para Setúbal. Os valores de A01 corresponderam às amplitudes dos picos F0 e F1 associados ao limite entre as FS e o Pliocénico no Barreiro (Vicêncio et al. 2015) (Capítulo III). Em Setúbal as comparações foram realizadas entre as distribuições de A0s e A0.

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