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Comportamento delle dighe in terra soggette ad azioni sismiche

Estratto della Tesi di Dario Sciandra

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1.2 Cenni su eventi sismici I terremoti sono vibrazioni del suolo causate dallo sprigionamento di energia meccanica all’interno della litosfera. Le cause che li possono innescare sono di varia natura: crolli; esplosioni; azioni vulcaniche; movimenti tettonici. In estrema sintesi, i terremoti causati dal crollo di una grotta o di una caver- na sono generalmente di modesta entit a, quelli determinati da un’esplosione sono legati alla detonazione di dispositivi chimici ovvero nucleari nel sotto- suolo. Mentre i sisma vulcanici si accompagnano alle eruzioni, prima e durante le stesse. Essi sono causati dal movimento del magna nel sottosuolo, non particolarmente intensi, lo possono diventare nel caso di eruzione di tipo esplosivo. Inne i terremoti tettonici si spiegano facendo riferimento alla teoria del- la tettonica a placche, in base a tale teoria la crosta terrestre e suddivisa in grossi blocchi detti zolle (o placche) 2 che sono in continuo movimento e scorrono generando delle tensioni lungo le superci di contatto. 146 I FENOMENI ENDOGENI Esistono tre diversi tipi di onde sismiche: P , S e L. Le onde P (primarie) e le onde S (secondarie) sono onde di volu- me: si generano nell’ipocentro del terremoto e si propagano in tutte le direzioni dello spazio (in modo del tutto indipendente le une dalle altre). Le onde L, invece, sono onde superfi ciali: si pro- pagano solo lungo particolari superfi ci chiamate superfi ci di di- scontinuità; sulla superfi cie terrestre si generano nell’epicentro. Le onde P Le onde P sono le più veloci, per cui vengono registrate per pri- me dai sismografi . Sono chiamate anche onde di compressione, o onde longitudinali, perché deformano i materiali nello stesso senso della loro propagazione, causando una variazione di volu- me del mezzo attraversato. Per capire i loro eff etti sulle rocce, bisogna immaginare che la litosfera sia costituita di blocchetti rocciosi. Al passaggio delle onde P , ogni cubetto ideale subisce una compressione seguita da una dilatazione (come un corpo elastico che subisce l’ eff etto di una spinta improvvisa nello stes- so senso di propagazione dell’ onda), che trasmette il movimen- to al cubetto contiguo. Le particelle di materia investite oscilla- no avanti e indietro rispetto alla loro posizione media, nella stessa direzione di propagazione dell’ onda, avvicinandosi e al- lontanandosi tra loro 19 a . Le onde P si propagano nei solidi, nei liquidi e nei gas, ma la loro velocità varia in relazione allo stato fi sico e alla natura litologica dei materiali attraversati. Esse, inol- tre, modifi cano bruscamente la loro direzione quando, all’inter- no della Terra, incontrano una superficie di discontinui tà, cioè passano da uno strato di rocce a un altro, con caratteristiche meccaniche totalmente diff erenti. Nella crosta terrestre si muo- vono a una velocità che può variare da 4 a 8 km/s. Le onde S Le onde S scuotono i materiali che attraversano in senso tra- sversale rispetto alla direzione di propagazione e producono in essi una variazione di forma, ma non di volume. Per queste caratteristiche, sono anche dette onde di distorsione, o onde trasversali. Al loro passaggio, infatti, ogni singolo blocchetto di roccia viene distorto, poi torna alla forma originaria, men- tre le particelle di materia oscillano in direzione perpendico- lare a quella di propagazione dell’ onda sismica 19 b . Le onde S si propagano solo nei solidi e non nei fl uidi, perché questi modifi cano la loro forma senza rispondere elasticamente. Nei fl uidi le forze di coesione tra le particelle sono deboli e instabili, perciò le eventuali deformazioni o vibrazioni di una particella non si trasmettono alle altre. Anche la velocità delle onde S cambia a seconda delle carat- teristiche fi siche e della composizione dei blocchi rocciosi, pur restando sempre inferiore (a parità di condizioni chimi- co-fi siche) alla velocità delle onde P: nella crosta si muovono a una velocità che varia da 2,3 a 4,6 km/s; esse inoltre, come le onde P , subiscono brusche deviazioni quando incontrano una discontinuità. Le onde L Le onde L, o onde superficiali, vengono generate quando le P e le S incontrano una superfi cie di discontinuità e si muovono dal punto di origine, come le onde prodotte da un sasso get- tato nell’acqua. Le onde L si generano sempre quando le P e le S raggiungono la superfi cie terrestre, dove provocano oscilla- zioni di varia forma: alcune fanno vibrare il terreno con oscillazioni di forma ellitti- ca (onde di Rayleigh), altre con un movi- mento trasversale, ma sul piano orizzon- tale rispetto alla direzione di propagazio- ne (onde di Love). Viaggiano con una velocità costante pari a circa 3,5 km/s, e percorrono distanze lunghissime. In po- che ore possono fare il giro della Terra e ripeterlo diverse volte prima di smorzar- si. Rispetto alle onde P e S, l’ energia tra- sportata dalle onde L si disperde più len- tamente con la distanza; esse, pertanto, sono quelle che nei terremoti provocano i danni maggiori, anche a notevoli distanze 19 c . Eff etti secondari del passaggio di queste onde sono scuotimenti, frane, li- quefazioni, fratture, crolli ecc. Analoghe alle onde L, inoltre, sono quelle che si formano nelle acque degli oceani quando avviene un maremoto. onde S (trasversali) onde P (longitudinali) onde di Love lunghezza di onda onde di Rayleigh onde L (superficiali) b a c 19 Modelli di propagazione delle onde sismiche. © SEI – 2012 Figura 1.13: Rappresentazione onde longitudinali e trasversali. (Scienza Della Terra, Cristina Pignocchino Feyles, SEI editrice). Quando le tensioni di contatto superano il limite di resistenza degli strati rocciosi si verica un improvviso scorrimento delle superci di contatto o la rottura degli strati di roccia con repentino rilascio dell’energia elastica accumulata 3 . L’energia rilasciata si propaga nella crosta terrestre mediante due tipi di onde, le longitudinali dette principali (P) e le trasversali dette secondarie (S), ossia oscillazioni nel verso di propagazione dell’onda e oscil- lazioni perpendicolari al verso di propagazione [Fig.1.13]. 2 La teoria della tettonica a placche e stata formulata nel 1920 da Wegener 3 La teoria che spiega la dinamica del rilascio energetico e noto con il nome di \teoria del rimbalzo elastico". 12
Estratto dalla tesi: Comportamento delle dighe in terra soggette ad azioni sismiche

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Comportamento delle dighe in terra soggette ad azioni sismiche

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Informazioni tesi

  Autore: Dario Sciandra
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2015-16
  Università: Università degli Studi di Roma La Sapienza
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria civile e ambientale
  Relatore: Angelo Amorosi
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 66

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