la sorgente sismica. fattori che compongono il segnale sismico sorgente sismica propagazione...
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La sorgente sismica
Fattori che compongono il segnale sismico
• Sorgente sismica• Propagazione
•Condizioni locali non lineari GOTECNICA
Modelli di sorgente sismica
• Modelli dinamici: distribuzione delle forze sul piano di faglia
• Modelli cinematici: distribuzione della dislocazione sul piano di faglia
La dislocazione (slip) è lo spostamento relativo tra punti formalmente adiacenti sui lati opposti della faglia, misurato sulla superficie di faglia.
Processo di frattura
Dislocazione sul piano di faglia
1989 M7.1 Loma Prieta, California earthquake slip model. (Image from Emolo and Zollo, BSSA, 2004)
Propagazione della frattura
(by Stefan Nielsen, 2000)
Momento sismico
Il momento sismico è la misura della dimensione di un terremoto basata sulla area della rottura sul piano di faglia, la dislocazione media, e la forza richiesta per superare l’attrito tra le rocce.
DWLMo Si esprime in N.m
Momento sismico
Le ode sismiche irradiate dalla dislocazione sono le stesse irradiate da una distribuzione di forze sul piano di faglia con momento nullo.
S
Modello a doppia coppia
Meccanismi focali
Contrariamente a quello che avviene per le sorgenti esplosive, le sorgenti sismiche non sono caratterizzate da simmetria sferica
Confronto con una sorgente esplosiva
Diagramma di radiazione onde PMoto compressivo
(si allontana dalla sorgente) Moto dilatazionale(si avvicina alla sorgente)
Diagramma di radiazione Onda P
Esistono delle relazioni tra il radiation pattern delle onde registrate e l’orientazione del piano di faglia
2sin 2 cosru
Proiezione Stereografica
Meccanismi focali
Assi P e T
Diagrammi di radiazione onde P e onde S
Il radiation pattern è la descrizione geometrica dell’ampiezza e del senso del moto iniziale distribuito sui fronti d’onda P e S in prossimità della sorgente
Geometria delle faglie
Meccanismi focali
Magnitudo Momento
Kanamori, 1977
mNin espresso Mcon 9.1M2
3LogM 0ω0
Un modo semplice per eliminare gli effetti di propagazione e del ricevitore è confrontare sismogrammi registrati alla stessa stazione, generati da eventi con lo stesso epicentro.
Berckhemer 1962, comparò sei coppie di registrazioni e trovò una forte dipendenza tra la frequenza del segnale e il rapporto delle ampiezze tra ciascuna coppia
Aki, 1967 Spiegò queste relazioni sfruttando l’andamento spettrale in w2
Come confrontare gli effetti di sorgente?
Osservazione sperimentale
Il momento sismico è proporzionale a Wo
La lunghezza della faglia è proporzionale a fc-1
fc
W0
Leggi di scalaEsistono relazioni di scala che legano tra loro le dimensioni di una faglia, la grandezzadel terremoto, la dislocazione e la durata del processo di frattura
02
c
0
c
ΩΩ f (Aki 1967)
f1
f
M μSD (Vvendeskaja 1956)
D ΔσC (Eshelby 1957)
L μ
cc
3c0c L
1f LM LD
L’effetto di direttività
L’ampiezza e la frequenza del segnale registrato dipendono dalladirezione di propagazione della rottura rispetto a quella del ricevitore.
L’effetto di direttività
Illustrazione schematica dell’effetto di direttività sul moto del suolo
Away(Antidirettiva)
Toward(Direttiva)
Storia della sorgente sismica1857 Mallet I terremoti hanno origine in regioni
localizzate della crosta
1905 Reid I terremoti come risultato di una rottura lungo un piano di faglia
1924 Griffith Teoria della rottura fragile (usata 40 anni pù tardi per modellare la rottura sismica)
1964 Burridge&Knpoff Equivalenza meccanica tra il modello a doppia coppia e la dislocazione sul piano di faglia
Fine 60’ Kostrov Modello di rottura
1967/70 Aki & Brune Leggi di scala dell’irraggiamento sismico
Proprietà spettrali dell’irraggiamento sismico
1977 Viene adottato il momento sismico come misura dell’evento sismico
Bibliografia
• Aki Richards Quantitative Seismology• Scholtz Earthquakes and faulting• Kramer Geotechnical earthquake engineering• Lay Wallace Modern global seismology (capitolo 8)
Risorse WebUSGS www.usgs.gov
Eduseis http://eduseis.na.infn.it
INGV www.ingv.it
Meccanismi focali
Beach ball