STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI

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Linda Ida Tosi
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1 STUDI DI MICROZONAZIONE SISMICA: TEORIA E APPLICAZIONI Pericolosità Sismica Nazionale: dati disponibili e loro utilizzo A cura di: Dott. (Ph.D.( Ph.D.) ) Simone Barani

2 NTC08: Azione Sismica Pericolosità sismica (Seismic( Hazard): probabilità di superamento di un fissato livello di scuotimento in un sito, in un prestabilito intervallo di tempo. In altri termini un analisi di pericolosità sismica (al sito) consiste nel calcolare quali siano i livelli di scuotimento a cui è associata un data probabilità (es. 10%) di superamento in un dato numero di anni (es. 50 anni).

3 Pericolosità Sismica Italiana Le mappe di pericolosità sismica sono state elaborate in termini di mediana della distribuzione dei valori di pericolosità anziché in termini di valori medi.

4 Pericolosità Sismica Italiana Spettri iso-probabili: per una fissata probabilità di eccedenza, esprimono i valori accelerativi in funzione del periodo spettrale a cui si riferiscono Curve di Pericolosità: esprimono il il tasso medio annuo di eccedenza di fissati valori di scuotimento

5 Disaggregazione della Pericolosità Disaggregazione: è un processo che permette di valutare il contributo di differenti i scenari M-M R(-ε) ) alla pericolosità sismica. E E pertanto utile alla definizione del terremoto di scenario (scenario che contribuisce maggiormente alla pericolosità sismica) per studi di microzonazione, analisi di liquefazione, analisi di risposta sismica locale, studi di stabilità dei versanti. Le mappe di disaggregazione della pericolosità nazionale mostrano che: - terremoti da moderati a forti, a distanze non superiori di 10km controllano la pericolosità in siti caratterizzati da alti valori di scuotimento; - in siti caratterizzati da eventi frequenti di modesta magnitudo la pericolosità è dominata da terremoti deboli e locali; - la pericolosità in aree che in passato sono state colpite da eventi deboli è controllata da terremoti forti e distanti. Barani et al., BSSA (2009)

6 Disaggregazione della Pericolosità M Valori Medi M * Valori Modali D * D Spallarossa & Barani (2007)

7 Disaggregazione della Pericolosità La moda di una distribuzione corrisponde al gruppo M-R( M R(-ε) che fornisce il maggior contributo alla pericolosità sismica e pertanto corrisponde ad una sorgente reale.. Il principale svantaggio nell uso dei valori modali è legato al fatto che questi risultano sensibili all ampiezza ampiezza degli intervalli adottati. La media, al contrario, è indipendente dall ampiezza ampiezza degli intervalli ma non sempre corrisponde ad uno scenario reale dal momento che i contributi della sismicità locale e regionale concorrono alla sua definizione. In altre parole, la media potrebbe rappresentare uno scenario improbabile (es. figura in alto a dx). LA DISAGGREGAZIONE DEI SOLI VALORI DI PGA E E INSUFFICIENTE AD UNA CORRETTA DETERMINAZIONE DELL INPUT SISMICO!!! Per un dato sito, all aumentare aumentare del periodo di ritorno aumenta il contributo da parte di terremoti forti a brevi distanze. Scuotimenti ad alta e bassa frequenza possono essere dominati da terremoti di scenario differenti: alti periodi spettrali sono generalmente controllati da terremoti forti e distanti mentre eventi più deboli a distanze minori dominano i valori di PGA. Barani et al., BSSA (2010) Barani et al., BSSA (2010)

8 Accesso ai Dati

9 Accesso ai Dati Dati di ingresso Documentazione Tecnico-Scientifica

10 Accesso ai Dati

11 Mappe Interattive di Pericolosità

12 Mappe Interattive di Pericolosità

13 Curve di Pericolosità

14 Disaggregazione della Pericolosità

15 Spettri Iso-probabili

16 Spettri Iso-probabili

17 Dalla Pericolosità all Azione Sismica dagli spettri iso- probabili agli spettri di risposta elastica L attuale normativa antisismica prevede che l azione l sismica, definita da uno specifico spettro di risposta elastico, sia determinata sito per sito e non più in funzione della zona sismica di appartenenza (Zone 1, 2, 3 e 4 in funzione del livello di PGA).

18 NTC08: Input Sismico 1. Valore di magnitudo 2. Coppia magnitudo-distanza distanza 3. Valore di un parametro di scuotimento 4. Time Histories (es. accelerogrammi, velocigrammi)

19 Valutazione della Magnitudo 1. Metodi deterministici : * * (Indirizzi e Criteri per la MS, Par. 2.8)

20 Valutazione della Magnitudo Zonazione ZS9 (Gruppo di Lavoro, 2004)

21 Valutazione della Magnitudo 2. Metodi probabilistici: ALIAS Uso dei valori di magnitudo (M)( ) e distanza (R)( ottenuti dalla disaggregazione della pericolosità sismica

22 Accelerogrammi e Accelerogrammi (NTC08 Par ) Sintetici: time histories generate applicando metodi stocastici e/o deterministici che simulano il meccanismo di rottura alla sorgente sismica e la propagazione delle onde sismiche dalla sorgente alla superficie Artificiali: accelerogrammi spettro-compatibili generati come somma di serie di Fourier senza alcuna modellazione del meccanismo di sorgente e della propagazione delle onde Naturali: time histories reali ovvero relative a terremoti registrati da sismometri installati alla superficie terrestre o in foro

23 Selezione degli Accelerogrammi a) Russu e bussu : set di accelerogrammi selezionati indipendentemente da parametri sismologici (magnitudo( magnitudo, distanza,, regime tettonico, ) ) ma solo in base alla classe di sito b) Su base sismologica: set di accelerogrammi selezionati in funzione sia di parametri sismologici (PGA, magnitudo, distanza,, regime tettonico ) che della classe di sito c) Spettro-compatibili compatibili: set di accelerogrammi selezionati in funzione sia di parametri sismologici (PGA, magnitudo, distanza,, regime tettonico ) che della classe di sito, tali che lo spettro di risposta medio (media degli spettri di risposta) sia compatibile con quello di riferimento (ottenuto da analisi di pericolosità sismica)

24 Criteri di selezione: Input Sismico 1. Categoria di sottosuolo (es. roccia, suolo rigido) 2. Risultati della disaggregazione per brevi e lunghi periodi spettrali (non solo PGA) 3. Regime tettonico (distensivo, compressivo, ) Spectral Matching

25 Applicazione: Risposta Sismica 1D Input Modello 1D del terreno h = 5.5m Quaternary Alluvial Deposits (sand & gravel) h = 17m h = infinite Pleistocene Fluvio- Lacustrine Deposits (gravel, sandy gravel, silty clay) Oligocene- Miocene Bedrock (sandstone) Output

26 Applicazione: Risposta Sismica 2D Input Modello 2D del terreno Output 1D Rec2 Output 2D Rec2 De Ferrari et al. (2010)

27 University of Genoa Applicazione: Stabilità di Versante (a) Sezione geologica della frana di Salcito (da Bozzano et al., 2008) e (b) modello numerico usato nelle analisi di risposta sismica Barani et al. (2010) Distribuzione di sismicità

28 University of Genoa Applicazione: Stabilità di Versante Input Sismico (Horizontal & Vertical Accelerations) Output Sismico (Horizontal & Vertical Displacements) Barani et al. (2010)

29 University of Genoa

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