VALIDAZIONE DEL MODELLO SINTETICO CONTRO OSSERVAZIONI INDIPENDENTI

Una validazione quantitativa del metodo è supportata dagli accelerogrammi osservati registrati. Ad esempio durante il terremoto dell’Irpinia (23 Novembre 1980). Il processo di rottura alla sorgente dell’evento dell’Irpinia è molto complesso ( e.g. Bernard e Zollo, 1989) e le dimensioni della sorgente sono state stimate sull’ordine di diverse decine di Km. Ciononostante, sembra che il segnale registrato alla stazione di Sturno si dovuto principalmente ad un singolo sub-evento che accorse nelle strette vicinanze della stazione stessa, mentre il contributo energetico di altre parti della sorgente sembra trascurabile (Vaccari et al. 1990). Con un cut-off alla frequenza di 1 Hz, è stato posto un filtraggio passa-basso alla componente orizzontale dell’accelerogramma registrato a

Sturno, per essere comparato con il segnale calcolato sinteticamente per la regione dell’Irpinia. L’esempio esposto in fig.15 si riferisce alla componente N-S ma le stesse considerazioni possono essere applicate alla componente E-W del moto.

Fig.15 Componente N-S dell’accelerogramma registrato a Sturno (traccia in alto), filtrato passa-basso per essere confrontato con il segnale sintetico calcolato per la regione dell’Irpinia (seconda traccia). La terza traccia è il risultato della sovrapposizione di 4 sub-eventi, appropriatamente pesato e shiftato nel tempo, in accordo con il modello di Vaccai et al. (1990). Da Panza et al. Deterministic Seismic Hazard Assesment in F.Wenzel et al. (eds),”Vrancea Earthquakes: Tectonics, Hazard and Risk Mitigation” 1999

La prima parte ed il massimo (AMAX) del segnale registrato (traccia in alto ) e quello sintetico calcolato (traccia al centro) sono in ottimo accordo. L’ultima parte della registrazione osservata è più complicata ed è relazionabile alla complessità della sorgente, che non è considerata

deliberatamente nel calcolo del segnale sintetico nell’ambito di una prima zonazione. La traccia bassa è mostrata come esempio di modellazione della complessità della sorgente.

Per una analisi più dettagliata della relazione tra i modelli di scuotimento del suolo e l’intensità osservata si rimanda a Panza et al. (1999).

4.4 ZONAZIONE DI DETTAGLIO COMBINANDO OSSERVAZIONI E MODELLI DI SCUOTIMENTO DEL SUOLO

Un più alto cut-off di frequenza (> 1HZ) non rappresenta da solo un affinare i risultati ottenuti in un calcolo di sismogrammi sintetici. Una zonazione più dettagliata deve considerare una conoscenza più approfondita dei processi sismogenetici dell’area, e deve tenere conto delle eterogeneità laterali per modellizzare in dettaglio la propagazione delle onde.

Una simulazione numerica di dettaglio è fondamentale in aree dalla geologia complessa. Possiamo creare segnali sintetici per zone prive di registrazioni, essenziali per l’ingegneria sismica ed i progetti di strutture anti-sismiche.

I calcoli deterministici si possono sviluppare ad alte frequenze usando gli spettri di progetto esistenti. Il matching della porzione a lungo periodo degli spettri normalizzati con quelli calcolati dagli accelerogrammi sintetici ci permettono di ottenere, per ogni porzione di territorio considerata, uno spettro assoluto, purché ci sia una classificazione dei suoli disponibile. L’ EC8 (vedi cap.7) considera diversi tipi di terreni fornendo gli spettri di risposta attesi per ognuno di essi.

Una struttura locale può essere approssimata ad una struttura stratificata orizzontalmente, e la tecnica della somma modale di Panza è la più performante per calcolare sismogrammi sintetici. Questo metodo è anche utilizzabile quando le variazioni laterali possono essere schematizzate con discontinuità verticali (Vaccari et al. 1989, Romanelli et al. 1996;1997).

I metodi deterministici tradizionali possono solo portare ad una sorta di zonazione “post-evento” la cui validità non è facilmente estrapolabile nel tempo e per differenti regioni, e, perciò, è da

considerarsi obsoleta.

Al contrario il calcolo di sismogrammi sintetici realistici, utilizzando metodi che rendano possibile considerare effetti dovuti alla sorgente ed alla propagazione, e che utilizzino i dati geologici, geofisici e geotecnici disponibili, vanno oltre gli approcci convenzionali ed offrono una valida base, supportata scientificamente, per la zonazione e la microzonazione sismica.

Grazie alla sua flessibilità, il metodo si presta ad essere utilizzato in procedure integrate, in una sorta di compromesso tra approcci deterministici e probabilistici, che possono essere sviluppati al fine di ridurre gli svantaggi che ognuno dei due metodi inevitabilmente presenta.

La possibilità di stimare accuratamente il rischio sismico con una bassa probabilità di superamento è fondamentale in un’ottica di protezione da eventi calamitosi.

Con la modellazione deterministica è possibile derivare attendibili correlazioni, specifiche per regione, tra intensità, I, e DMAX, VMAX e DGA, che facilita ”l’uso ingegneristico “ dei dati storici. La disponibilità di correlazioni, valide per una specifica regione, è molto importante dal momento che l’utilizzo di informazioni collezionate a scala globale può condurre a insoddisfacenti deviazioni (Trifunac,1992).

I risultati di test sviluppati nei confronti di accelerogrammi registrati strumentalmente dimostrano che, un’approssimata conoscenza delle geometrie e delle proprietà meccaniche degli strati più superficiali e l’utilizzo di dati comunemente disponibili sulla geometria delle sorgenti sismiche, sono sufficienti per produrre una realistica previsione dello scuotimento sismico.

La definizione di un realistico input sismico può essere ottenuta dal calcolo di informazioni spettrali e storiche di un ampio intervallo di tempo, corrispondenti ai possibili scenari sismotettonici per differenti sorgenti e modelli strutturali. Questo data set di risultati può essere largamente utilizzato dall’ingegneria civile per progetti di nuove costruzioni sismo-resistenti o per il rinforzo degli edifici esistenti, e allo stesso modo rappresenta una valida base per gli aspetti di prevenzione legati alla protezione civile.

Questa procedura si dimostra scientificamente ed economicamente valida per l’immediata zonazione sismica, senza la necessità di attendere il verificarsi di forti terremoti, anche per microzonazioni, sfruttando i dati geologici, geofisici e geotecnici dell’area di interesse.