SEISMIC SITE RESPONSE ANALYSIS CARRIED OUT BY THE COMPARISON OF TWO NUMERICAL CODES... 39 Seismic site response analysis carried out by the comparison of two numerical codes: the case of Castelnuovo Garfagnana (Tuscany) Risposta sismica locale analizzata mediante il confronto tra due codici numerici: il caso di Castelnuovo Garfagnana (Toscana) N. SCIARRA (1) , A. PASCULLI (1) , P. SIGNANINI (1) , M. CALISTA (1) , M. MANGIFESTA (1) Quaderni di Geologia Applicata - Serie AIGA, 2 - 2(2003), 39-47 (1) Centro Ricerche e Studi Sperimentali per le Geotecnologie, Università di Chieti. Abstract. In this paper we have performed numerical calculations to estimate the local seismic response along a section at Castelnuovo Garfagnana (Tuscany - Italy). The area, very important by a historical point of view, is characterized by a high seismicity. The soil properties regarding the stratigraphic feature and the dynamical me- chanical parameters have been provided by many geognostic surveys. In order to achieve a better under- standing of the local seismic phenomena, two numerical codes based on differently conceived numerical algo- rithms have been utilized. Firstly FLAC2D code has been applied and then the results have been compared with QUAD4M calculations. The former is based on a Finite Difference procedure, while the latter is built up by a Finite Element Method approach with different boundary con- strains philosophy. Furthermore different wave accele- rations have been studied. This kind of approach has allowed an optimization of the Castelnuovo’s seismic site response in order to provide better indications about terri- tory management and microzoning planning. [Key words: local amplification, seismic site response, FLAC2D, numerical modelling]. Riassunto. In questo lavoro sono state elaborate alcune modellazioni numeriche allo scopo di valutare la risposta sismica locale su una sezione del territorio di Castelnuovo Garfagnana (Lucca). La zona, molto impor- tante da un punto di vista storico, è caratterizzata da un’alta sismicità. Le proprietà del suolo, relative alle caratteristiche stratigrafiche ed ai parametri meccanici, sono state ottenute mediante diverse indagini geognostiche. Allo scopo di ottenere una migliore comprensione dei fenomeni sismici locali, sono stati utilizzati due codici commerciali, sviluppati con metodi numerici di diversa concezione. Pertanto è stato applicato il FLAC2D i cui risultati sono stati quindi confrontati con i risultati ottenu- ti mediante il QUAD4M. Il primo codice si basa su un approccio alle Differenze Finite, mentre il secondo è stato sviluppato mediante il Metodo agli Elementi Finiti con possibilità di considerare diversi tipi e filosofie di condi- zioni al contorno. Inoltre sono state studiate due differenti forme analitiche delle accelerazioni associate alle onde sismiche. Questo tipo di approccio ha consentito una ottimizzazione della risposta sismica locale del sito ogget- to dello studio, allo scopo di ottenere migliori indicazioni per piani di controllo territoriale e di microzonazione. [Parole chiave: amplificazione locale, risposta sismica, FLAC2D, modellazione numerica]. INTRODUCTION The Castelnuovo’s site has been analysed through a very detailed geological, geotechnical and geophysical surveys which enhanced a particular peculiarity of its underground stratigraphy, composed by several kind of lithotypes, each very different to the other ones by both physical and mechanical points of view. FIG.1 shows the analyzed section with the implemented numerical grid suited to the geological heterogeneities. Along this section a tectonic discontinuity links clay formation with a stony formation. The complexity of the system implies, naturally, the employment of a 2D numerical tool in order to carry out local seismic amplification. Thus a Finite Difference Method computer code (FLAC_4.0, 2000), suitable to make integrated bi- dimensional modelling regarding mechanical, geotechnical, hydrodynamic and seismic problems has been applied. An important feature of this