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La sorgente sismica
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Fattori che compongono il segnale sismico
Sorgente sismica Propagazione Condizioni locali non lineari GOTECNICA
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Modelli di sorgente sismica
Modelli dinamici: distribuzione delle forze sul piano di faglia Modelli cinematici: distribuzione della dislocazione sul piano di faglia La dislocazione (slip) è lo spostamento relativo tra punti formalmente adiacenti sui lati opposti della faglia, misurato sulla superficie di faglia.
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Processo di frattura
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Dislocazione sul piano di faglia
1989 M7.1 Loma Prieta, California earthquake slip model. (Image from Emolo and Zollo, BSSA, 2004)
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Propagazione della frattura
(by Stefan Nielsen, 2000)
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Momento sismico Si esprime in N.m
Il momento sismico è la misura della dimensione di un terremoto basata sulla area della rottura sul piano di faglia, la dislocazione media, e la forza richiesta per superare l’attrito tra le rocce. Si esprime in N.m
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Momento sismico Modello a doppia coppia
Le ode sismiche irradiate dalla dislocazione sono le stesse irradiate da una distribuzione di forze sul piano di faglia con momento nullo. S Modello a doppia coppia
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Meccanismi focali Contrariamente a quello che avviene per le sorgenti esplosive, le sorgenti sismiche non sono caratterizzate da simmetria sferica
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Confronto con una sorgente esplosiva
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Diagramma di radiazione onde P
Moto compressivo (si allontana dalla sorgente) Moto dilatazionale (si avvicina alla sorgente)
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Diagramma di radiazione Onda P
Esistono delle relazioni tra il radiation pattern delle onde registrate e l’orientazione del piano di faglia
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Proiezione Stereografica
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Meccanismi focali Assi P e T
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Meccanismi focali
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Diagrammi di radiazione onde P e onde S
Il radiation pattern è la descrizione geometrica dell’ampiezza e del senso del moto iniziale distribuito sui fronti d’onda P e S in prossimità della sorgente
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Geometria delle faglie
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Meccanismi focali
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Magnitudo Momento Kanamori, 1977
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Come confrontare gli effetti di sorgente?
Un modo semplice per eliminare gli effetti di propagazione e del ricevitore è confrontare sismogrammi registrati alla stessa stazione, generati da eventi con lo stesso epicentro. Berckhemer 1962, comparò sei coppie di registrazioni e trovò una forte dipendenza tra la frequenza del segnale e il rapporto delle ampiezze tra ciascuna coppia Aki, 1967 Spiegò queste relazioni sfruttando l’andamento spettrale in w2
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Osservazione sperimentale
W0 fc Il momento sismico è proporzionale a Wo La lunghezza della faglia è proporzionale a fc-1
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Leggi di scala Esistono relazioni di scala che legano tra loro le dimensioni di una faglia, la grandezza del terremoto, la dislocazione e la durata del processo di frattura
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L’effetto di direttività
L’ampiezza e la frequenza del segnale registrato dipendono dalla direzione di propagazione della rottura rispetto a quella del ricevitore.
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L’effetto di direttività
Toward (Direttiva) Away (Antidirettiva) Illustrazione schematica dell’effetto di direttività sul moto del suolo
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Storia della sorgente sismica
1857 Mallet I terremoti hanno origine in regioni localizzate della crosta 1905 Reid I terremoti come risultato di una rottura lungo un piano di faglia 1924 Griffith Teoria della rottura fragile (usata 40 anni pù tardi per modellare la rottura sismica) 1964 Burridge&Knpoff Equivalenza meccanica tra il modello a doppia coppia e la dislocazione sul piano di faglia Fine 60’ Kostrov Modello di rottura 1967/70 Aki & Brune Leggi di scala dell’irraggiamento sismico Proprietà spettrali dell’irraggiamento sismico 1977 Viene adottato il momento sismico come misura dell’evento sismico
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Bibliografia Risorse Web Aki Richards Quantitative Seismology
Scholtz Earthquakes and faulting Kramer Geotechnical earthquake engineering Lay Wallace Modern global seismology (capitolo 8) Risorse Web USGS Eduseis INGV
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Meccanismi focali Beach ball
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