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Lezione 9: Gli effetti di sito, teoria ed esperienze (parte seconda)

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Presentazione sul tema: "Lezione 9: Gli effetti di sito, teoria ed esperienze (parte seconda)"— Transcript della presentazione:

1 Lezione 9: Gli effetti di sito, teoria ed esperienze (parte seconda)

2 Il Bacino di Colfiorito

3 Rock Station Terremoti Umbria-Marche Settembre 1997 Magnitudo 3.4 Di Giulio et al., 2003

4 Si tratta di effetti complessi che in alcune situazioni possono anche cambiare da terremoto a terremoto. Le indagini possono svilupparsi a diversi livelli di complessità. Per una corretta quantificazione degli effetti in casi specifici è consigliabile usare più metodi di indagine. Che cosa stiamo osservando e come possiamo intervenire?

5 Metodi empirici (mediante registrazioni di terremoti e rumore ambientale) Misure in situ Prospezioni geofisiche Modellazioni numeriche

6 Confronto tra H/Href e H/V Reference Station H/V Noise Per la stazione al Centro e per la stazione di riferimento del bacino (media) Frequency (Hz)

7 Profili di sismica attiva e geoelettrica (Di Giulio et al., 2003)

8 Sondaggi e misure in situ

9 Array Sismici Esperimenti con array sismici (Progetto EU SESAME)

10 Vs (m/s) Frequency (Hz) Depth (m) Slowness (s/m) Misfit scale Inversione curve di dispersione (Progetto EU SESAME)

11 Confronto tra H/V e funzioni di ellitticità (Di Giulio et al., 2006)

12 Serie temporale non filtrataSerie temporale filtrata a 1 Hz

13 Progressiva perdita di coerenza dopo le riverberazioni verticali backazimut 320°

14 Rapporti spettrali su finestre temporali di diversa durata T = 4 s T = 20 s

15 Misfit scale Confronto tra rapporti spettrali (curve nere) e funzioni di trasferimento 1D (curve rosse)

16 In campo lineare, le funzioni di trasferimento 1D calcolate dal profilo di velocità verticale sottostimano le amplificazioni osservate. I risultati ottenuti con terremoti di bassa magnitudo devono essere utilizzati con cautela per previsioni di forti terremoti (diversa natura del campo donda, non- linearità, etc.). Per tener conto delle variazioni laterali devono essere utilizzati modelli 2D e 3D.

17 Simulazioni numeriche 3D Courtesy by Peter Moczo, University of Bratislava

18 Per riassumere Siamo sempre in grado di comprendere con questo dettaglio la risposta sismica locale? La frequenza di risonanza e la risposta 1D del bacino di Colfiorito si determina facilmente anche con approcci speditivi. Un modello 1D non è in grado di descrivere la complessità dei fenomeni riflessa nei dati sismici. Tecniche di array consentono lo studio degli effetti 2-3D e permettono stime dei profili di velocità. La geometria del bacino necessaria per una corretta modellazione può essere ricavata soltanto tramite indagini geofisiche più complete. Visti i forti contrasti di impedenza e e gli spessori non eccessivi (in media tra 50 e 100 metri) il bacino può essere studiato con successo.

19 Il caso di Nocera Umbra Stazione accelerometrica su sito classificato roccioso Picchi di accelerazione registrati superiori a 500 cm/s 2 per almeno tre eventi della sequenza. Le registrazioni accelerometriche forniscono i massimi valori di picco mai registrati dalle stazioni accelerometriche italiane

20 Rapporti Spettrali tra la stazione di Nocera Umbra e Nocera Umbra Biscontini per gli eventi del 6/10/97 (Colfiorito) e del 14/10/97 (Sellano)

21 La stazione è installata sul bordo di una zona di faglia caratterizzata dalla presenza di rocce estremamente fratturate. Tale struttura è in grado di produrre importanti effetti di amplificazione dipendenti anche dallazimuth dellevento.

22 La zona di faglia, caratterizzata da velocità abbastanza elevate delle onde di taglio e da notevoli profondità, è in grado di produrre un forte fenomeno di intrappolamento delle onde sismiche (Si ringrazia per il filmato il Dott. Arrigo Caserta)

23 Dopo Colfiorito: il Terremoto del Molise ed il caso di San Giuliano di Puglia

24 Scuola Chiesa

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27 BEDROCK ESTERNOCHIESA SCUOLA

28 La complessità delle forme doda registrate unita alla mancanza di chiare frequenze di risonanza nei rapporti spettrali suggerisce la presenza di effetti 2- 3D complessi. Anche la scelta di un sito di riferimento risulta critica vista la presenza probabile di effetti di amplificazione anche nelle zone meno danneggiate di San Giuliano di Puglia

29 Parametri della Modellazione Punto di enucleazione INGV Orientazione FagliaE-W strike 270 – dip 80 Dimensioni Faglia (km 2 )8.0 x 6.4 Vertice superiore (km)13.7 Magnitudo momento (Mw)5.7 Parametro di stress (bar)50 Sottoelementi faglia20 Dimensione elementi (km)1.6 Slip omogeneo (m)0.2 Corner frequency elementi (Hz)0.9 Velocità onde di taglio (km/s)3.8 Densità (gr/cm 3 )2.9 Spreading geometrico1/R Attenuazione anelastica80 * f 0.7 – 200 * f 0.8 Fattore k

30 Valori di PGA ricavati dalla modellazione Funzione di TrasferimentoPGA* stimati (cm/s 2 ) Scuola – Chiesa (dati accelerometrici)75 Scuola – Chiesa (dati velocimetrici)80 Suola – SantElia a Pianisi (dati accelerometrici)130 Scuola – Stazione INGV Torr (dati velocimetrici)161 Chiesa – Stazione INGV Torr (dati velocimetrici)61 Rapporti H/V Chiesa (dati di microtremore)64 Rapporti H/V Scuola (dati di microtremore)75 * Il valore di PGA è il valore limite dello spettro di risposta in PSA calcolato su 100 iterazioni. INGV

31 CONCLUSIONI I progressi fatti negli ultimi anni nello studio degli effetti di sito sono stati molti ed importanti. In caso di bacini alluvionali possiamo cercare di prevedere gli effetti di amplificazione a vari stadi di dettaglio effettuando indagini preliminari basate su approcci multidisciplinari Esistono ancora, purtroppo, situazioni geologiche complesse in grado di produrre effetti di sito importanti e non facilmente prevedibili a priori specie con approcci speditivi.


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