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ANALISI DEL RISCHIO GEOLOGICO ED
IDROGEOLOGICO- Corso B -
Università Mediterranea di Reggio Calabria
FACOLTA DI ARCHITETTURA A.A. 2008-2009
Rischio sismico

• Ing. Domenico Gioffrè

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PERICOLI DERIVANTI DA PROCESSI NATURALI
TERREMOTI
R H V W
Movimento improvviso e rapido che si manifesta
sulla superficie terrestre con una serie di
scosse, dovuto alle onde elastiche originatesi in
profondità (nella crosta terreste o nel
mantello), a seguito della rottura di uno stato
di equilibrio e della conseguente liberazione di
energia.
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Distribuzione dei terremoti
La litosfera è formata da un insieme di placche
rigide in movimento tra loro. I movimenti tra le
placche sono la causa della maggior parte dei
terremoti.
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Terremoti
La rottura ha inizio nellipocentro (o fuoco) e
si propaga lungo il piano di faglia, consentendo
lo scorrimento relativo dei due lembi di faglia.
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Le onde sismiche
La rottura allinterno della terra libera energia
sotto forma di onde elastiche, che vengono
registrate dai sismografi
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Le onde sismiche
Nellipocentro
In superficie
Onde P Onde S
Onde L
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Le onde sismiche
Sono caratterizzate da un trasferimento di
energia e non da un trasporto di massa.
Onde P, o prime o longitudinali, devono la loro
propagazione a successive fasi di compressione e
di espansione delle rocce, per cui le particelle
vibrano avanti e indietro nella stessa direzione
in cui avviene la propagazione. Si propagano in
qualsiasi mezzo
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Le onde sismiche
Onde S, o seconde o trasversali, sono onde di
taglio, la vibrazione provoca loscillazione
delle particelle lungo un piano perpendicolare
alla direzione di propagazione. Si propagano
soltanto nei solidi.
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Le onde sismiche
Onde Rayleigh si trasmettono in qualsiasi mezzo
e producono spostamenti retrogradi e di forma
ellittica nel piano verticale. Onde Love
producono spostamenti orizzontali, trasversali
rispetto alla direzione di propagazione.
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Grandezze misurate

• La misura delle onde sismiche può avvenire in
  termini di
• energia rilasciata allipocentro (magnitudo)
  oppure
• stima degli effetti in superficie (intensità).
• Magnitudo grandezza collegata alla quantità di
  energia che le rocce possono accumulare prima di
  rompersi e allarea della frattura.
• Il valore dellenergia effettivamente liberata da
  un terremoto si ricava dalla magnitudo mediante
  relazioni empiriche che variano a secondo delle
  aree geografiche e soprattutto geologiche. In
  Italia la relazione che si adopera è la seguente
• log E 9,15 2,15 M
• con E espressa in erg e M magnitudo delle onde di
  superficie.
• Intensità sismica Grado di danneggiamento delle
  strutture e dellentità dello sconvolgimento del
  suolo che si verifica in tutta larea in cui il
  terremoto è avvertito.

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Grandezze misurate
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Grandezze misurate
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Grandezze misurate
Accelerazione massima al suolo (Pga) parametro
espresso come percentuale dellaccelerazione di
gravità (g) sulla superficie terrestre. Consente
di stimare le forze che agiscono sulle strutture
durante i terremoti, con particolare riferimento
alle spinte orizzontali, le più pericolose per
gli edifici. Strumenti di misura? accelerografi
Per la valutazione della pericolosità sismica,
riveste grande importanza laccelerazione massima
al suolo orizzontale (ossia la componente
orizzontale massima della Pga)
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Legge di attenuazione
Le onde sismiche, allontanandosi dallipocentro,
subiscono un assorbimento progressivo
(attenuazione), causato dalla capacità di
smorzamento delle rocce e dallo smorzamento
geometrico.
Nel calcolo della pericolosità sismica è
necessario adottare le leggi di attenuazione che
permettono di predire laccelerazione di picco
(Pga) in funzione della magnitudo dellevento e
della distanza dalla sorgente.
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Scale di Misura
Scale empiriche suddivise in gradi di
danneggiamento crescente ognuno dei quali
individuato da una serie di effetti che un certo
terremoto riesce a provocare sulle persone, sugli
oggetti, sulle costruzioni e sul territorio (dati
macrosismici) (es. scala MCS). Di solito la
successione di effetti è la seguente a effetti
psichici e meccanici sugli uomini e sugli
animali b effetti sugli oggetti c effetti
sulle costruzioni d effetti sul suolo e
effetti sulle acque superficiali e sotterranee f
effetti geologici e geomorfologici.
Grado di danneggiamento
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Scale di Misura
MCS
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(No Transcript)
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Confronto tra scale di misura
Gli effetti caratteristici, riferiti
allesperienza locale, delle varie scale di
misura non sono separati luno dallaltro anzi
spesso si sovrappongono.
MSK - Medvedev Sponheur Karnik MCS - Mercalli
Cancani Sieberg MM - Mercalli Modificata
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Conseguenze dei terremoti

• 1) Deformazioni
• danni/distruzioni di
• edifici (pubblici, privati)
• infrastrutture (strade, ferrovie) tubazioni
  interrate (es. oleodotti) altre opere antropiche
  (es. dighe).
• gt rotture nel terreno e riattivazione di faglie
  innesco di frane (es. crolli) innesco di
  valanghe modifiche di corsi dacqua
  svuotamento/riempimento di laghi.

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Conseguenze dei terremoti
2) Variazioni di pressione dellacqua gt
livello delle falde idriche portata/temperatur
a delle sorgenti liquefazione dei
terreni innesco di frane (per liquefazione). 3)
Tsunami gt distruzioni lungo le coste. 4)
Conseguenze sociali, politiche, economiche
gt panico incontrollato criminalità indotta
uso del suolo e del territorio.
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Isosiste o isosisme
Linee che uniscono i punti di unarea, dove il
terremoto è stato risentito con la stessa
intensità
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Effetti dei terremoti sulla superficie
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Effetti dei terremoti sulla superficie
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Effetti dei terremoti sulle costruzioni
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Effetti dei terremoti sulle costruzioni
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Effetti dei terremoti sulle costruzioni
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Effetti dei terremoti sulle costruzioni
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La sismica storica o MACROSISMICA
Complesso dei dati non strumentali riguardante i
terremoti riportati in bibliografia e che
necessita di esame critico.

• FONTI BIBLIOGRAFICHE
• Opere a carattere sismologico cataloghi
  sismici, riportano gli elenchi delle scosse
  sismiche con le descrizioni degli effetti
  sulluomo, sui manufatti e sullambiente lavori
  specifici sui singoli eventi bollettini sismici,
  contenenti le informazioni sismiche.
• Opere a carattere storico storie, cronache e
  diari nazionali, regionali e locali, di monasteri
  e di monumenti riviste storiche documenti di
  archivio (statali, monastici, vescovili,
  parrocchiali, comunali) iscrizioni applicate
  sulle chiese e sui monumenti stampe e opere
  grafiche in genere, fotografie giornali.

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Le reti sismiche in Italia
Monitorano i fenomeni sismici attraverso la
misura delle caratteristiche delle onde sismiche.

• In Italia
• Reti sismiche locali, installate da istituzioni
  pubbliche, enti di ricerca, università e
  strutture private
• Rete sismica nazionale centralizzata
  dellIstituto Nazionale di Geofisica
• Rete accelerometrica Enea-Enel gtgtgtgtgtgtgt

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Le reti sismiche in Italia
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La risposta dinamica dei suoli
Modifica dellaccelerazione in corrispondenza di
cambiamenti litologici
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Condizioni di possibile amplificazione locale

• caratteri strutturali (a, b)
• profilo topografico (morfologia) (c, g)
• successione stratigrafica (d)
• proprietà meccaniche (e, f)
• caratteristiche idrogeologiche (h).

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La valutazione della pericolosità sismica
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LA PREVISIONE
Dove? Quando? Intensità?

• Segni precursori
• Deformazioni della superficie del suolo
• Variazione dei campi magnetico ed elettrico
  terrestri
• Microsismicità
• Variazione del vP / vS dellarea sottoposta a
  sforzi
• Aumento di concentrazione del radon nelle falde
  acquifere
• Cambiamento di temperatura e del livello delle
  falde acquifere
• Comportamento anomalo degli animali.

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La previsione
Statistica
Fisica
A lungo, medio e breve termine
Valuta la probabilità con cui si può verificare
un evento distruttivo in un arco di tempo in una
data zona
Definisce uno schema in grado di descrivere
quantitativamente linsieme dei fenomeni (di
deformazione e scorrimento) che caratterizzano un
terremoto
Lungo termine definisce criteri costruttivi
adeguati ad una regione Medio termine prevede
linstallazione di strumentazione per monitorare
faglie attive Breve termine allerta la
Protezione Civile, prepara gli interventi di
soccorso e di evacuazione della popolazione
Tempo di Ritorno Probabilità che un dato evento
si verifichi in un dato intervallo di tempo.
Es. nellarco dei prossimi 20 anni la
probabilità che si verifichi un evento sismico
molto distruttivo nellavampaese ibleo è alta
(gt50).
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LA PREVENZIONE

• Si basa sulla valutazione della pericolosità e
  contribuisce alla gestione del rischio sismico,
  minimizzandone i danni e razionalizzando luso
  del territorio.
• Permette di elaborare
• Norme costruttive
• Norme di rafforzamento e adeguamento
  delledilizia esistente

• I programmi di PREVENZIONE consistono in
• Regolamentazione (Classificazione sismica del
  territorio nazionale)
• Intervento
• Educazione.

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La classificazione sismica del territorio
nazionale (2003)
Presidenza del Consiglio dei Ministri, Ordinanza
n. 3274 Primi elementi in materia di criteri
generali per la classificazione sismica del
territorio nazionale e di normative tecniche per
le costruzioni in zona sismica (Roma, 20
marzo 2003)
1) Individuazione di 4 Zone, sulla base di
altrettanti valori di accelerazioni orizzontali
(ag/g) di ancoraggio dello spettro di risposta
elastico, in funzione delle norme progettuali e
costruttive da applicare. 2) Individuazione per
ciascuna zona di valori di accelerazione di picco
orizzontale del suolo (ag) con probabilità di
superamento del 10 in 50 anni. N.B. Recenti
proposte di modifiche
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Classificazione sismica del territorio nazionale
Italia meridionale
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• Ordinanza 3274 del 2003

Adotta come parametro indicatore della
pericolosità sismica, il valore di picco
dellaccelerazione orizzontale al suolo (Pga) con
periodo di ritorno di 475 anni (collasso) e 95
anni (danno strutturale) che corrisponde ad una
probabilità di superamento del 10 in 50 anni e
in 10 anni rispettivamente. Territorio nazionale
diviso in quattro zone, ognuna caratterizzata da
uno specifico valore di accelerazione
orizzontale di ancoraggio dello spettro di
risposta elastico.
Zona sismica Accelerazione orizzontale con probabilità di superamento pari al 10 in 50 anni (ag/g) Accelerazione orizzontale di ancoraggio dello spettro di risposta elastico (Norme Tecniche) (ag/g)
1 gt 0,25 0,35
2 0,15 0,25 0,25
3 0,05 0,15 0,15
4 lt 0,05 0,05
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(No Transcript)
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CATEGORIE LITOTIPI E CARATTERI GEOMECCANICI
A Formazioni litoidi o terreni omogenei molto rigidi comprendenti eventuali strati di alterazione di spessore massimo pari a 5 metri. Vs30 gt 800 m/s
B Ghiaie e sabbie molto addensate o Argille sovraconsolidate molto consistenti, con spessori superiori ai 30 metri, con progressivo miglioramento delle proprietà geomeccaniche con la profondità. Vs30 800 360 m/s oppure Nspt gt 50 oppure Cu gt 250 KPa
C Sabbie e ghiaie mediamente addensate o Argille di media consistenza, con spessori variabili da oltre 30 fino a più di 100 metri. Vs30 360 180 m/s oppure Nspt 50 15 oppure Cu 250 70 KPa
D Terreni granulari da poco addensati a sciolti, Terreni coesivi da mediamente a poco consistenti. Vs30 lt 180 m/s Nspt lt 15 oppure Cu lt 70 KPa
E Successioni stratigrafiche costituite da terreni alluvionali poco addensati o sciolti, o poco consistenti. Vs30 a quelli delle categorie C o D e spessore compreso tra 5 e 20 metri, giacenti su un substrato rigido (Vs30 gt 800 m/s)
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CATEGORIE SOGGETTE A STUDI SPECIALI
CATEGORIE LITOTIPI E CARATTERI GEOMECCANICI
S1 Depositi argillo-limosi a bassa consistenza, anche quando costituiscono intercalazioni di almeno 10 metri di spessore in litotipi più consistenti. IP gt 40 Vs30lt 100 m/s Cu 20 10 KPa
S2 Terreni soggetti a liquefazione, argille sensitive o qualsiasi categoria di terreno non classificabile tra quelle precedenti
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• Vs30 velocità media di propagazione delle onde
  di taglio nei primi 30 metri di profondità

dove hi spessore dello strato i-esimo in
metri Vi velocità delle onde di taglio dello
strato i-esimo, per un totale di N strati,
presenti nei primi 30 metri di profondità. Se
non si hanno valori di Vs, il sito sarà
classificato con Nspt
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(No Transcript)
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Fenomeni indotti i maremoti o Tsunami

• Sono onde lunghe che si propagano in acqua con
  periodo generalmente compreso fra 5 e 60 minuti.
  
• Possono essere generate da
• Eruzioni vulcaniche
• Frane sottomarine
• Crolli di roccia in mare
• Forti terremoti sottomarini (? 7 magnitudo Scala
  Richter).

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Fenomeni indotti i maremoti o Tsunami
1) Spostamento di una grande massa d'acqua a
seguito di un terremoto sottomarino, crollo di
roccia in mare, ecc.. 2) Propagazione progressiva
e creazione di onde lunghe (qualche centinaia di
chilometri) e di grande durata (qualche decina di
minuti). 3) Sollevamento ulteriore dellenorme
massa d'acqua che spostandosi in prossimità della
costa incontra un fondale marino sempre più basso
e tende a sollevarsi ulteriormente.
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Fenomeni indotti i maremoti o Tsunami
La forza distruttiva dipende dall'altezza di
colonna d'acqua sollevata. Un terremoto in pieno
oceano può essere estremamente pericoloso, perché
può sollevare e spostare tutta l'acqua presente
al di sopra del fondale marino