8 ParteII-Introduzione AA-2012_13

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UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZE
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA CIVILE e AMBIENTALE
Sezione Geotecnica
Parte II:
Ingegneria Geotecnica Sismica
Introduzione
Prof. Ing. Claudia Madiai
prof. ing. Claudia Madiai
Corso di Ingegneria Geotecnica Sismica
ASSIOMI FONDAMENTALI DELL’INGEGNERIA SISMICA
1 Il terremoto non è un fenomeno casuale
1.
2. È possibile difendersi dai terremoti
3. La prevenzione è il migliore mezzo di difesa
2
1
1. Il terremoto non è un fenomeno casuale
¾ Osservando la distribuzione spaziale dei
principali terremoti si nota che sono
localizzati in aree preferenziali
¾ Analizzando la distribuzione
temporale dei terremoti in uno
stesso sito si riscontrano
g
nei tempi
p di ricorrenza
regolarità
Intensità
X
IX
VIII
VII
VI
Tempo
¾ Osservando in terreni
simili gli effetti di eventi
analoghi si riscontrano
notevoli analogie
3
2. E’ possibile difendersi dai terremoti
L’esperienza ha dimostrato che:
laddove esiste una ‘cultura sismica’ diffusa e vengono adottate opportune
misure
i
di difesa,
dif
il numero di vittime
itti
e i danni
d
i sono molto
lt contenuti
t
ti anche
h in
i
occasione di terremoti forti
La cultura sismica si basa su due differenti prospettive per guardare ai terremoti:
¾ una prospettiva tecnico-scientifica (che vede il terremoto come fenomeno
“fisico”)
¾ 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:

attivazione di studi e ricerche a varie scale
messa a punto di carte di pericolosità sismica e di normative per le costruzioni
in zona sismica
esecuzione di interventi di adeguamento sismico
pianificazione dell’emergenza e del post-terremoto
educazione
4
2
Es: campagna di educazione per la riduzione del rischio sismico
Cosa fare prima del terremoto
1
2
3
4
5
accertarsi che l’edificio sia stato progettato
e costruito in maniera antisismica
g ospedali
p
e dei
conoscere l'ubicazione degli
percorsi migliori per raggiungerli
fissare bene alle pareti scaffali e mobili
pesanti, nonché scaldabagni e forni a gas
avere accanto al telefono i numeri di
ambulanza, medico, vigili del fuoco
sapere dove sono ubicati gli interruttori
centrali di acqua, luce e gas, e saperli
manovrare
Cosa fare dopo il terremoto
1 spegnere i fuochi eventualmente accesi e non
accendere fiammiferi anche se si è al buio
gli interruttori centrali di gas
g e luce
2 chiudere g
se
si
notano
dall’odore
perdite
di
gas,
aprire
3
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
5
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
pp
tra la velocità di propagazione
p p g
delle onde di
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
6
3
Es: Comportamento degli animali nella previsione dei terremoti
Animali
Tempi di preavviso
Cani
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
7
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
Si basa sull’osservazione che gli effetti prodotti da un terremoto forte in una
data area dipendono dalle interazioni tra 3 principali fattori:
terremoto
sito
costruzione
Sito
t
Sito
t
Costruzione
t
Terremoto
8
4
Pertanto, ai fini di un’adeguata protezione di un dato territorio
occorre:
¾ identificare le caratteristiche del terremoto da cui ci si vuole
proteggere
¾ valutare la risposta del terreno e le azioni trasmesse alle costruzioni
¾ progettare adeguatamente le strutture per resistere a tali azioni
Va tuttavia osservato che un’adeguata progettazione antisismica è condizione
necessaria ma non sufficiente a garantire la sicurezza
9
La difesa dai terremoti richiede perciò indagini e ricerche nell’ambito
della Sismologia e dell’Ingegneria Geotecnica e Strutturale
Difesa dai terremoti
‘Misura’ dei
terremoti
Ricerche
storiche
Ricerche
sismologiche
Sismologia
Comportamento
delle strutture
Sito e terreni
di fondazione
Studio
di ‘casi’
Ingegneria
Strutturale
Ricerche
ce c e
teoriche
Sperimentazione
in sito e in
laboratorio
Ingegneria
Geotecnica Sismica
10
5
Effetti locali e scenari sismici
Crollo in roccia
durante il terremoto
delle Calabrie, 1783
Crollo in roccia
(Alaska, 1964)
11
Fenomeni di liquefazione
a Corinto
C i t (Grecia,
(G i 1861)
Liquefazione : sand boils e vulcanelli di
sabbia (Emilia-Romagna, 2012)
12
6
Movimenti franosi e liquefazione
(Alaska, 1964)
Movimento franoso del rilevato
(e sottostante strato sabbioso?)
(Seattle-Tacoma, 1965)
13
Crollo di edifici per fenomeni
di amplificazione locale
(S Fernando,
(S.
F
d 1971)
Una moschea ‘miracolata’
(Kocaeli, Turchia, 1999)
14
7
Effetti morfologici e di instabilità dei
versanti durante il terremoto
dell’Irpinia, 1980
15
Frana durante il terremoto di
Niigata, 2004
Colata durante il terremoto
di El Salvador, 2001
16
8
Crollo di banchine portuali
(lateral spreading per liquefazione)
(Kobe,1995)
17
Sprofondamento di edifici durante il terremoto di Kobe,1995
18
9
Movimenti di faglia ed effetti sulle costruzioni (Izmit, Turchia, 1999)
faglia
f li
faglia
19
(Niigata, 2004)
Deformazione di binari per
movimenti del terreno causati
dalle onde di superficie
(Messico, 1985)
20
10
Perdita di capacità portante
(Kocaeli Turchia, 1999)
21
Rottura di giunto per trazione
Corrugamento di tubatura
per compressione
22
11
Effetti locali e
scenari sismici
Kobe, 1995
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I fenomeni più appariscenti provocati dalle azioni sismiche sono:
¾ Grandi deformazioni e rotture del terreno
¾ Effetti di amplificazione e attenuazione delle onde sismiche
¾ Liquefazione
¾ Instabilità dei pendii
¾ Densificazione
¾ Subsidenza
¾ Dissesti e collassi degli edifici
¾ Dissesti e collassi di infrastrutture (strade
(strade, ferrovie
ferrovie, condutture
condutture, ecc
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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