COSTRUZIONI IN ZONA
SISMICA
Filippo DACARRO
European Centre for Training and Research in Earthquake Engineering
Università degli Studi di Pavia, Italy
[email protected]
COS’È UN TERREMOTO ?
Improvviso rilascio di energia
accumulata dalle rocce in
profondità che, sottoposte
alle azioni dei continui
movimenti della crosta
terrestre, si rompono lungo
superfici di scorrimento
chiamate faglie.
Parte di tale energia è
liberata sotto forma di onde
sismiche, che provocano lo
scuotimento del suolo in
superficie
.
Circa 2 miliardi di persone vivono in aree a rischio sismico
Le vittime dei terremoti dall’inizio del secolo sono state:
circa 1.400.000 nel mondo
circa 150.000 in Italia
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Il fenomeno
fisico
TETTONICA DELLE PLACCHE
Placche
convergenti
Placche
divergenti
Continente
Le placche di litosfera poggiano
su di uno strato viscoso
(astenosfera). Il loro moto
relativo è dovuto ad uno
squilibrio termico interno alla
Terra, che innesca moti
convettivi nello strato
corrispondente al mantello.
Due teorie:
1) comportamento PASSIVO
delle placche “galleggianti” sul
mantello
2) Comportamento ATTIVO
delle placche, che prendono
direttamente parte al processo
convettivo, subendo processi
di riscaldamento e
raffreddamento
Da: Press and Siever, 1994 and USGS
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MARGINI DELLE PLACCHE
a) MARGINI DIVERGENTI: le placche A e B si allontanano,
MARGINI CONVERGENTI: le placche B e C entrano in collisione (zone di
subduzione, i terremoti hanno origine particolarmente in queste zone).
b) MARGINI TRASFORMI: le placche A e B scorrono lateralmente fra di loro
Da: Press and Siever (1994)
TIPI DI FAGLIE
Faglia DIRETTA – espansione
Faglie TRASFORMI – taglio
Faglia INVERSA – subduzione
FAGLIA OBLIQUA
Gli scorrimenti delle faglie reali sono rappresentabili mediante una
combinazione (sovrapposizione) dei movimenti descritti
Da: Press and Siever (1994)
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ESEMPIO: LA FAGLIA DI SAN ANDREAS, CARRIZO PLANE,
CALIFORNIA
Il complesso di San Andreas è costituito da un
insieme di faglie, anche se generalmente si
parla di “faglia” trasforme.
Esso rappresenta il limite di separazione fra la
placca pacifica e quella nordamericana. In
sintesi, mentre Los Angeles si muove in
direzione delle isole Hawaii, la “vicina”
Berkeley si muove insieme a New York sulla
placca nordamericana.
Tale zona è estremamente significativa da un
punto di vista scientifico perché permette
l’osservazione diretta e lo studio sia dei
meccanismi di faglia, sia dei frequenti eventi
sismici associati
Una caratteristica particolare è che, mentre
tutto il complesso è contraddistinto da una
elevata sismicità, la porzione centrale è una
faglia “inattiva”
MECCANISMO DI GENESI DEI TERREMOTI
Le faglie sono da ritenersi l’origine, piuttosto che
l’effetto di un terremoto, da esse generato
secondo il seguente schema:
1) Due blocchi crostali, separati da una
superficie di faglia, si trovano nella
posizione originaria indeformata.
Lungo la superficie di faglia si ha un
progressivo accumulo di sforzi.
2) Tale accumulo di sforzi provoca una
deformazione elastica della zona
interessata
3) Raggiunto il limite di rottura in un punto,
si ha uno scorrimento dei due ammassi
rocciosi lungo la superficie di faglia, con
concomitante rilascio istantaneo di
energia
4) I due ammassi rocciosi raggiungono ad
una nuova condizione di equilibrio
(configurazione indeformata, non più
coincidente con la posizione originaria)
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PROPAGAZIONE DELLE ONDE SISMICHE
Ipocentro: punto in cui ha origine la scossa sismica
o rilascio di energia
Epicentro: intersezione della verticale all’ipocentro
con la crosta terrestre
epicentro
faglia
ipocentro o
fuoco
Distanza focale: distanza di un punto della
superficie dall’ipocentro
Distanza epicentrale: distanza di un punto della
superficie dall’epicentro
Le onde sismiche si diffondono dall’ipocentro
in direzione radiale. Attraversando gli strati
all’interno della Terra, subiscono fenomeni di
rifrazione e riflessione, esattamente come
quando un raggio luminoso passa da un
mezzo ad un altro con caratteristiche diverse
TIPI DI ONDE SISMICHE
Onde di volume (si propagano in un mezzo
continuo)
Onde P (“primarie” o “longitudinali”):
longitudinali alla direzione del moto, sono le
più veloci (v ~ 5 ÷ 7 km/s), producono i tipici
boati, responsabili dei maremoti
Onde S (“secondarie” o “trasversali”):
perpendicolari alla direzione di vibrazione,
non si propagano in acqua, v ~ 3 ÷ 4 km/s
Onde di superficie (si propagano in superficie,
sono la principale causa dello scuotimento
del suolo e dei danni ambientali, v = 3.5
km/s)
Onde di Love: vibrano in un piano parallelo
alla superficie terrestre, perpendicolarmente
alla direzione dell’onda
Onde di Rayleigh vibrano in un piano
perpendicolare alla superficie terrestre e
inducono un movimento ellittico nelle
particelle interessate
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