Misure di rumore sismico per lo studio delle amplificazioni di sito

L’obiettivo primario di questa tesi è la valutazione preliminare della risposta sismica locale in termini di effetti di sito, ai fini di uno studio di microzonazione sismica (studio di dettaglio per valutare la pericolosità sismica di una certa zona).Gli effetti di sito sono determinati soprattutto dal contrasto di impedenza (prodotto densità-velocità) causato dal passaggio dell’onda sismica all’interfaccia roccia – terreno, ma la risposta sismica locale varia anche in base a caratteri geometrici e meccanici del sottosuolo, quali:
• irregolarità morfologiche superficiali e profonde;
• eterogeneità verticali, orizzontali e laterali;
• comportamento non-lineare e dissipativo dei terreni.
Il metodo utilizzato, nel presente lavoro, per calcolare la funzione di trasferimento del sito da misure di rumore sismico è quello proposto da Nakamura (1989), ed applicato con molto successo sia ai microtremori che a registrazioni di terremoti.
In questo caso, sono state impiegate registrazioni di microtremori, cioè oscillazioni continue di suolo di piccola ampiezza (1 – 10 μm) originate dalla sovrapposizione di effetti generati da sorgenti naturali e disturbi artificiali, e costituite da onde superficiali di tipo Rayleigh e da una certa percentuale di tipo Love (Bard, 1999).Questa tecnica è estremamente vantaggiosa, poiché consente la valutazione della risposta di sito senza uno spettro di riferimento,Nakamura (1989) ha, trovato sperimentalmente che alla base dello strato superficiale, per tutte le frequenze, l’ampiezza della componente orizzontale è all’incirca la stessa di quella verticale, cioè pari ad 1, perciò si determina che la stima del fattore di amplificazione di sito R (f) è data dal rapporto spettrale:Hs/Vs.Per questo tipo di lavoro è stata prescelta la città di Bojano (CB), poichè in quest’area sussistono una serie di condizioni che la rendono di particolare interesse.L’acquisizione dei dati è consistita in 19 misure di rumore sismico della durata di circa 20 minuti, effettuate dal 01/04/2005 al 02/04/2005. Questi siti sono stati scelti su litologie diverse con l’obiettivo di definire preliminarmente una corrispondenza con le frequenze di picco f0.
La strumentazione utilizzata per l’acquisizione dei dati consiste in una stazione sismografica portatile del tipo Lennartz MARSlite/MO, in un geofono elettromagnetico a tre componenti del tipo Lennartz LE-3Dlite, ed in un’antenna ricevente il segnale radio DCF-77, trasmesso sulla frequenza di 77.5 KHz da Meinflingen in Germania.
Quindi, finalizzati all’obiettivo di eseguire una stima preliminare della frequenza di risonanza del sito di misura, sono stati calcolati i rapporti spettrali H/V dei microtremori, secondo il metodo di Nakamura, mediante il programma JSesame, prodotto nell’ambito di un progetto di ricerca finanziato dall’Unione Europea. Questo programma è un’applicazione Java strutturata in quattro moduli principali, i quali provvedono ad organizzare i dati dei segnali in entrata, operare la selezione, manuale o automatica, delle finestre temporali ed i successivi procedimenti di calcolo, e visualizzare nell’interfaccia grafica del programma i risultati delle elaborazioni.Un’analisi preliminare di distribuzione spaziale delle principali caratteristiche del microtremore nell’area di studio; quindi sono state create delle mappe cromografiche sintetiche riferite rispettivamente all’altitudine, alle frequenze di risonanza, ed alle ampiezze dei rapporti spettrali H/V.
Al giorno d’oggi non esiste la possibilità né di prevedere e né di controllare i terremoti: si possono, invece, individuare provvedimenti nella progettazione e nella costruzione delle strutture, i quali consentano di ridurre l'entità del danno in caso di sisma e, di conseguenza il rischio sismico.
I criteri da adottare per la mitigazione del rischio sismico riguardano certamente azioni preventive, quali interventi sul patrimonio edilizio con adeguamento e miglioramento delle strutture abitative, ed attività di tipo informativo – educative, di sensibilizzazione sui problemi riguardanti questo tema; ma soprattutto metodologie progettuali per le nuove costruzioni in zona sismica, anche con l’aiuto di elaborati di dettaglio di microzonazione sismica.