RICERCA ITALIANA     

Caratterizzazione della Interazione Suolo-Radiazione Sismica al Fine di una Stima del Rischio Sismico in Aree Urbane

Università degli Studi di Trento

Abstract

Uno stesso terremoto puo' produrre danni estremamente diversificati entro aree di limitate dimensioni.In generale variazioni in ampiezza e durata dello scuotimento del terreno possono arrivare anche ad un fattore 30 in particolari bande di frequenze. La causa di cio' e' dovuta a complessi processi di propagazione della radiazione sismica attraverso le eterogeneita' della geologia superficiale nei pressi del sito in studio.

Si puo facilmente intuire quanto sia importante mettere a punto metodologie capaci di valutare la pericolosita' sismica di siti prima del verificarsi di eventi sismici, sia ai fini della progettazione antisismica sia, piu' in generale, per la pianificazione urbanistica o per la definizione delle priorita' in caso di interventi ingegneristici di prevenzione.
A tale scopo e' necessario uno studio dedicato agli aspetti fisici degli effetti di sito. L'approccio numerico per simulare tali effetti si e' gia' rivelato molto utile nell'analisi delle aree urbane (Rovelli et al., 1994; Rovelli et al., 1995), aree nelle quali l'approccio sperimentale non puo' sempre essere usato dato l'elevato livello di rumore antropico costantemente presente (Boschi et al.,1994). Non si puo' comunque prescindere da un approccio sperimentale che fornisce non solo informazioni indispensabili riguardanti il comportamento dinamico delle strutture geologiche di superficie, ma anche indicazioni preziose per la calibrazione del modello e la validazione dei >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Bruno FIRMANI Università degli Studi di TRENTO

Obiettivo del Programma di Ricerca

Il principale obiettivo del presente progetto e' quello di studiare gli effetti di sito per una piu' corretta valutazione sia dell'hazard che del rischio sismico specialmente in aree urbane. Tale studio si esplica principalmente nei seguenti punti:

(a) Capacita' di stimare parametri comunemente usati iningegneria sismica quali: spettri di Fourier, spettri di risposta, picchi di velocita' e di accelerazione e integrale del quadrato della accelerazione e della velocita' (che sono proporzionali rispettivamente all'intensita' di Arias e al flusso di energia sismica), aspettati per un terremoto tipo che puo' interessare l'area in studio.

(b) Ruolo giocato dalla topografia e dalla complessita' della geometria della geologia di superficie nell'amplificazione dello scuotimento del terreno.

(c) Comportamento dinamico di bacini sedimentari 3D a forte contrasto di impedenza sismica, analisi delle frequenze proprie di risonanza.

(d)Distribuzione, sia spaziale che in frequenza, dell'energia all'interno del sito in studio, ricerca di canali preferenziali attraverso cui zone differenti del sito si scambiano energia, studio della dipendenza di tali scambi in funzione del contrasto di impedenza sismica e della geometria della geologia superficiale.

Per ottenere tali informazioni si proseguira' sia con un approccio numerico atto alla simulazione numerica del comportamento dinamico dei siti in studio, che con un >>>

Risultati parziali attesi

La messa a punto di codici di calcolo paralleli consente di affrontare il problema della propagazione tridimensionale delle onde sismiche in strutture complesse. Tale problema verra' affrontato per aree dove le condizioni geologiche locali fanno supporre che gli effetti di amplificazione del moto possono raggiungere livelli significativi. Le citta' di Roma e di Trento rientrano tra le possibili aree di studio.

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

L'interazione tra la radiazione sismica generata dai terremoti e le strutture geologiche attraversate richiede una modellistica complessa e l'uso di potenti calcolatori per essere studiata in dettaglio. Le irregolarita' della geometria degli strati delle diverse formazioni geologiche e al presenza di un diffuso livello di eterogeneita' tridimensionali, implicano un tale carico computazionale da rendere indispensabile l'uso di macchine sia vettoriali che parallele multiprocessore. La capacita' di simulare numericamente la propagazione delle onde sismiche acquista una particolare rilevanza per la risposta degli strati piu' superficiali (ultimo centinaio di metri) dove terreni inconsolidati recenti con alta impedenza sismica vengono atrovarsi a diretto contatto con formazioni geologiche piu' antiche, caratterizzate da bassa impedenza sismica.
La complessa geometria delle interfacce e la forte variazione dell'impedenza sismica causano fenomeni di focalizzazione e di nterferenza tra onde sulla superficie terrestre, il cui risultato pratico e' che possono verificarsi vasriazioni rilevanti dello scuotimento del suolo (fibno a piu' di un fattore 30 in talune bande di frequenza) entro distanze inferiori al centinaio di metri.
Sono evidenti le conseguenze che tali effetti possono provocare nelle aree urbanizzate: la distribuzione dei danni causati dai terremoti nelle citta' mostra sistematicamente piu' distruttivo nelle aree sfavorevoli dal punto di vista della >>>