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UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZEDIPARTIMENTO DI INGEGNERIA CIVILE e AMBIENTALE Sezione Geotecnica

Parte II:Ingegneria Geotecnica Sismica

Introduzione

Prof. Ing. Claudia Madiai

ASSIOMI FONDAMENTALI DELL’INGEGNERIA SISMICA

1 Il terremoto non è un fenomeno casuale

prof. ing. Claudia MadiaiCorso di Ingegneria Geotecnica Sismica

1. Il terremoto non è un fenomeno casuale

2. È possibile difendersi dai terremoti

3. La prevenzione è il migliore mezzo di difesa

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2

1. Il terremoto non è un fenomeno casuale

Osservando la distribuzione spaziale deiprincipali terremoti si nota che sono


principali terremoti si nota che sonolocalizzati in aree preferenziali

Analizzando la distribuzione temporale dei terremoti in uno stesso sito si riscontrano regolarità nei tempi di ricorrenza

Intensità

XIX

VIIIVIIVI

Osservando in terreni simili gli effetti di eventi analoghi si riscontrano notevoli analogie

g pTempo

33

2. E’ possibile difendersi dai terremotiL’esperienza ha dimostrato che:laddove esiste una ‘cultura sismica’ diffusa e vengono adottate opportune

i di dif il di itti i d i lt t ti h i


misure di difesa, il numero di vittime e i danni sono molto contenuti anche in occasione di terremoti forti La cultura sismica si basa su due differenti prospettive per guardare ai terremoti:

una prospettiva tecnico-scientifica (che vede il terremoto come fenomeno “fisico”) una prospettiva politico-sociale (che vede il terremoto come fenomeno “sociale”)

Per ridurre il livello di rischio sismico su un dato territorio le due prospettive devono interagire e devono essere intraprese una serie di azioni comprendenti:devono interagire e devono essere intraprese una serie di azioni comprendenti:

attivazione di studi e ricerche a varie scalemessa a punto di carte di pericolosità sismica e di normative per le costruzioniin zona sismicaesecuzione di interventi di adeguamento sismicopianificazione dell’emergenza e del post-terremotoeducazione

44

3

1 accertarsi che l’edificio sia stato progettato e costruito in maniera antisismica

2 conoscere l'ubicazione degli ospedali e dei

Es: campagna di educazione per la riduzione del rischio sismico Cosa fare prima del terremoto

1 spegnere i fuochi eventualmente accesi e non accendere fiammiferi anche se si è al buio

2 chiudere gli interruttori centrali di gas e luce

Cosa fare dopo il terremoto


g ppercorsi migliori per raggiungerli

3 fissare bene alle pareti scaffali e mobili pesanti, nonché scaldabagni e forni a gas

4 avere accanto al telefono i numeri di ambulanza, medico, vigili del fuoco

5 sapere dove sono ubicati gli interruttori centrali di acqua, luce e gas, e saperli manovrare

g g

3 se si notano dall’odore perdite di gas, aprire porte e finestre e quindi segnalarlo

4 evitare di usare il telefono se non per segnalare casi gravi e urgenti

5 se ci si reca in un luogo aperto uscire con cautela prestando attenzione a quello che può ancora cadere e ad oggetti taglienti

6 non usare l’ascensore

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Per la difesa dai terremoti si possono in via teorica seguire due vie: previsione e prevenzione



a) Previsione: risposta deterministica ai quesiti: dove, quando, quanto severo sarà il terremoto

Si basa sull’ osservazione di segni precursori quali: • deformazioni della superficie del suolo• emissione di radon• variazioni del campo magnetico ed elettrico• variazioni del rapporto tra la velocità di propagazione delle onde di pp p p g

volume Vp e Vs• microsismicità• comportamento degli animali

Non aiuta a salvaguardare il patrimonio edilizio e pone molti problemi nel caso di grandi centri urbani

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4

Es: Comportamento degli animali nella previsione dei terremoti

Animali Tempi di preavvisoCani da due ore a due giorni


Gallinacei da uno a tre giorni

Serpenti da uno a tre giorni (fino a 10 se in letargo)

Topi da uno a quindici giorni

Pesci da poche ore a dieci giorni

Colombi da poche ore a un giorno

Fagiani da uno a due giorni

Maiali, cavalli da poche ore a un giorno

Tigri del Nord Est poche ore

Panda poche ore

Pappagalli, cigni da pochi minuti a poche ore

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b) Prevenzione: valutazione probabilistica delle caratteristiche e degli effetti dei terremoti attesi in un dato sito in un prefissato intervallo di tempo e adozione di misure adeguate di protezione



di tempo e adozione di misure adeguate di protezioneSi basa sull’osservazione che gli effetti prodotti da un terremoto forte in una data area dipendono dalle interazioni tra 3 principali fattori:

terremotositocostruzione

Sito

t

tt

tt

tttt

Terremoto

SitoCostruzione

Sito

88

5

3. La prevenzione è il migliore mezzo di difesa Pertanto, ai fini di un’adeguata protezione di un dato territorio occorre:


Va tuttavia osservato che un’adeguata progettazione antisismica è condizione necessaria ma non sufficiente a garantire la sicurezza

identificare le caratteristiche del terremoto da cui ci si vuole proteggerevalutare la risposta del terreno e le azioni trasmesse alle costruzioniprogettare adeguatamente le strutture per resistere a tali azioni

necessaria ma non sufficiente a garantire la sicurezza

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Difesa dai terremoti


La difesa dai terremoti richiede perciò indagini e ricerche nell’ambito della Sismologia e dell’Ingegneria Geotecnica e Strutturale

‘Misura’ dei terremoti Comportamento

delle strutture

Sito e terreni di fondazione

Studio Ricerche

Difesa dai terremoti

Ricerchestoriche

Ricerchesismologiche

di ‘casi’ce c e

teoriche

Sperimentazione in sito e in laboratorio

Ingegneria Geotecnica Sismica

Sismologia

IngegneriaStrutturale

1010

6

Crollo in roccia durante il terremoto

Effetti locali e scenari sismici


delle Calabrie, 1783

Crollo in roccia (Alaska, 1964)

1111



Fenomeni di liquefazione C i t (G i 1861)

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a Corinto (Grecia, 1861)

Liquefazione : sand boils e vulcanelli di sabbia (Emilia-Romagna, 2012)

7

Movimenti franosi e liquefazione (Alaska, 1964)



Movimento franoso del rilevato (e sottostante strato sabbioso?) (Seattle-Tacoma, 1965)

1313

Crollo di edifici per fenomeni di amplificazione locale(S F d 1971)



(S. Fernando, 1971)

Una moschea ‘miracolata’ (Kocaeli, Turchia, 1999)

1414

8



Effetti morfologici e di instabilità dei versanti durante il terremoto

dell’Irpinia, 1980

1515


Frana durante il terremoto di Niigata, 2004


Colata durante il terremotoColata durante il terremoto di El Salvador, 2001

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9

Crollo di banchine portuali (lateral spreading per liquefazione)



(Kobe,1995)

1717

Sprofondamento di edifici durante il terremoto di Kobe,1995Effetti locali e scenari sismici


1818

10

Movimenti di faglia ed effetti sulle costruzioni (Izmit, Turchia, 1999) Effetti locali e scenari sismici


f li

faglia

faglia

1919

Deformazione di binari per

Effetti locali e scenari sismici(Niigata, 2004)


movimenti del terreno causati dalle onde di superficie

(Messico, 1985)

2020

11

Perdita di capacità portante



Perdita di capacità portante (Kocaeli Turchia, 1999)

2121



Rottura di giunto per trazione

Corrugamento di tubatura per compressione

2222

12



Kobe, 1995

2323

I fenomeni più appariscenti provocati dalle azioni sismiche sono:Grandi deformazioni e rotture del terrenoEffetti di amplificazione e attenuazione delle onde sismiche


Effetti di amplificazione e attenuazione delle onde sismiche LiquefazioneInstabilità dei pendiiDensificazioneSubsidenzaDissesti e collassi degli edificiDissesti e collassi di infrastrutture (strade ferrovie condutture ecc )Dissesti e collassi di infrastrutture (strade, ferrovie, condutture, ecc.)

L’Ingegneria Geotecnica Sismica affronta lo studio degli effetti sismici legati al sito e delle interazioni terreno-struttura basandosi su principi e metodi della Geotecnica Classica e della Dinamica dei Terreni

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