RICERCA ITALIANA     

PREDIZIONE DEL MOTO SISMICO E GENERAZIONE DI MAPPE DI SCUOTIMENTO IN PROSSIMITA’ DELLA SORGENTE DI UN TERREMOTO

Politecnico di Milano

Abstract

Il progetto si propone di migliorare, per le applicazioni ingegneristiche, i metodi di predizione del moto del suolo generato da terremoti violenti nel campo vicino (near field) della faglia sismogenetica, entro distanze massime variabili da 1-2 km a poche decine di km, in funzione della magnitudo dell’evento. E’ ampiamente riconosciuto infatti, e reso palese per la prima volta alla comunità sismologica ed ingegneristica dai terremoti di Northridge 1994 e Kobe 1995, che il moto sismico in prossimità della sorgente del terremoto presenta caratteristiche peculiari quanto ad ampiezza, durata e contenuto in frequenza. Tali peculiarità influenzano fortemente la risposta sismica delle strutture in campo non lineare, e di conseguenza la distribuzione dei danni più ingenti.

La complessità che caratterizza il moto del suolo in campo vicino rende le sue caratteristiche difficilmente rappresentabili in mappe di pericolosità sismica su scala nazionale, e quantificabili in termini di definizione dell’azione di progetto nelle norme sismiche. Ciò avviene principalmente per due ragioni: la scarsa disponibilità di dati accelerometrici idonei, anche a scala mondiale, e le difficoltà di calcolo poste dalla simulazione di un problema che comporta la frattura della faglia sismogenetica, la propagazione delle onde nella crosta terrestre, l’influenza delle condizioni locali di sito e la risposta dinamica delle costruzioni.

In tale prospettiva, gli elementi >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca

Ezio Faccioli Politecnico di MILANO

Obiettivo del Programma di Ricerca

Il progetto si propone di quantificare (limitatamente al campo dinamico) gli effetti del terremoto entro brevi distanze dalla faglia sismogenetica mediante un approccio rigoroso e innovativo, validandolo mediante dati strumentali e osservazioni macrosismiche. L’approccio comprende un arco di tematiche che va dalla caratterizzazione geologica/geofisica di siti campione, all’analisi dei dati strumentali e macrosismici, ai calcoli di propagazione con metodi numerici avanzati.

Nello specifico, saranno analizzati alcuni siti particolarmente significativi, per i quali saranno disponibili alla fine del progetto descrizioni quantitative locali del moto sismico vicino alla sorgente del terremoto, che potranno essere di valido ausilio nella pianificazione e nella prevenzione del rischio.

Nel dettaglio si individuano i seguenti obiettivi:

(a) Fornire base osservazionale e numerica alla determinazione del moto sismico del suolo entro brevi distanze dalla faglia generatrice del terremoto.

(b) Affinare gli strumenti di analisi già in possesso delle UR coinvolte nel progetto, che vanno dai metodi di calcolo della propagazione di onde sismiche in 2D/3D a quelli di inversione del campo macro-sismico di terremoti storici, per ottenere informazioni sulla faglia sismogenetica e sul moto atteso.

(c) Caratterizzare quantitativamente la geometria e i profili di velocità di propagazione di configurazioni geologiche complesse >>>

Risultati parziali attesi

La descrizione del moto sismico nel campo vicino della sorgente sta suscitando un interesse prioritario non solo nell’ingegneria sismica e nella sismologia applicata all’ingegneria, interesse reso vivo dagli effetti osservati in terremoti recenti e dalle importanti implicazioni ai fini normativi, ma anche in ambito più strettamente sismologico, per le implicazioni in termini di una migliore comprensione e previsione del processo di sorgente sismica.

Il progetto mira ad un avanzamento significativo delle conoscenze su queste tematiche, potendo disporre (i) di un codice di calcolo numerico molto avanzato, GeoELSE, ed idoneo alla simulazione della propagazione di onde sismiche dalla sorgente al sito in 2D/3D, sviluppato presso la UR1, (ii) di dati accelerometrici ottenuti in una delle regioni a più alta sismicità nel paese, quale il Friuli Venezia Giulia, dati gestiti dalla UR2, nonché (iii) di metodi raffinati di inversione delle osservazioni macrosismiche per definire la faglia sorgente, sviluppati presso la UR4. Gli stessi dati accelerometrici già disponibili alle UR nel sito valdostano di La Salle in occasione di piccoli terremoti locali, non ancora studiati in dettaglio nè pubblicati, possono fornire informazioni molto utili per la descrizione del moto in campo vicino in zone a bassa sismicità.

Nello stesso tempo, la presenza di UR di notevole esperienza nell’ambito delle indagini geofisiche, quali le UR3 e UR4, consentirà di applicare >>>

Durata

24 mesi

Base di partenza scientifica nazionale o internazionale

A partire dai terremoti californiani del 1989 e del 1994, i più recenti e devastanti terremoti nel mondo (Kobe, Giappone, 1995; Turchia 1999; Taiwan, 1999; Bam, Iran, 2003; Sumatra, 2004; Pakistan, 2005) hanno sistematicamente mostrato che il moto del suolo in vicinanza della faglia sismogenetica presenta caratteristiche proprie, con impulsi di velocità di forte ampiezza (anche > 1 m/s), ed energia concentrata in una banda limitata di basse frequenze, non adeguatamente rappresentate dagli spettri di risposta di progetto convenzionali o dagli accelerogrammi, reali o sintetici, usati nella progettazione o verifica sismica di strutture (Somerville et al., 1997, Rodriguez-Marek e Bray, 2006).

Tali peculiarità sono anche confermate da quelle che sono forse gli unici accelerogrammi italiani di movimento forte (strong motion) registrati propriamente in campo vicino, a Gemona del Friuli durante la sequenza del 1976, e che costituiranno uno dei principali dati di validazione nell’ambito del progetto.

E’ interessante a questo proposito confrontare in Fig. 1 l’accelerogramma di Gemona, e quello registrato in piena zona epicentrale a Bam, Iran, durante il terremoto di magnitudo 6.5 che ha distrutto la città. Quella di Bam in particolare è una registrazione impressionante per un terremoto di quella magnitudo, con un picco di accelerazione pari a 0.8 g, e con uno spettro di risposta elastico in accelerazione, al 5% di smorzamento, che supera >>>