GNGTS 2013 - Atti del 32° Convegno Nazionale

Modellazioni numeriche e modelli strutturali. L’approccio numerico adottato per le mo- dellazioni si basa sul metodo d’integrazione dei numeri d’onda [ Wavenumber Integration Me- thod , Herrmann (1996a, 1996b)]. Esso risolve l’equazione completa delle onde sismiche con attenuazione in un mezzo 3D stratificato orizzontalmente. In tutte le modellazioni dello studio è stato considerato un modello di sorgente puntuale, cioè la sorgente si concentra in un punto dello spazio. Sono stati costruiti i modelli numerici presso due siti, rispettivamente Casaglia (FE) e Mirandola (MO), presso i quali erano disponibili delle registrazioni di terremoti. Al fine di validazione dei modelli sono state eseguite, in una fase preliminare, diverse modellazioni per alcuni eventi di riferimento sia a scenario (quindi su ricevitori posti a griglia su un’area estesa) che per singoli ricevitori. Tutti i modelli descritti sono a strati piani paralleli e, mentre adottano la medesima struttura profonda (z>1 km), derivata dal modello di Malagnini et al. (2012), risolvono in dettaglio la parte più superficiale, caratterizzata da suoli a bassa velocità, definita tenendo conto di tutte le informazioni di tipo geologico-geofisico provenienti da diversi studi eseguiti nelle due aree (down hole, analisi ESAC, perforazioni, ...). Infine è stato definito un modello che simula un sito su roccia (Classe A) tipico dell’area Appenninica e caratterizzato basse velocità delle litologie rocciose e elevato degrado superficiale. Esso combina le caratteristiche di un suolo di classe A (valore di VS30 pari a 800 m/s) con una struttura superficiale rappresentativa di un gradiente di velocità crescente con la profondità. I sismogrammi sintetici sono stati calcolati sia in superficie sia alla profondità di 135 metri, cioè sotto il tetto dei depositi marini consolidati, per tutti i modelli, sia quelli di sito di Casaglia e di Mirandola che del sito virtuale su roccia. In questo modo è stato possibile valutare, attraverso la tecnica dei rapporti spettrali, sia le amplificazioni dei siti (di Mirandola e Casaglia) sia le funzioni di trasferimento medie tra ricevitori in profondità e superficie (funzioni interferometriche) e tra modelli rappresentativi di suolo e roccia. Alcune di queste funzioni di trasferimento teoriche sono state utilizzate, successivamente, per integrare nelle parti mancanti le risposte calcolate su base sperimentale. Risultati delle modellazioni. Una prima fase delle modellazioni ha riguardato il confronto tra sismogrammi sintetici e registrazioni. In particolare sono stati messi a confronto i sismo- grammi relativi ad un insieme di eventi della sequenza dell’Emilia del 2012 registrati alla stazione di Mirandola e alcuni eventi del 2013 (tra i quali quelli della Garfagnana) registrati invece a Casaglia con quelli calcolati dalle simulazioni numeriche. Presso Casaglia il confron- to è stato eseguito sia in superficie sia in profondità, in quanto tale sito ha un sensore posto in superficie e uno in pozzo. Tenendo conto del fatto che i modelli strutturali sono a strati piani paralleli (per cui non tengono conto di eventuali effetti 3D) e che la sorgente è stata definita in modo semplificato, il confronto tra dati sperimentali e dati sintetici è molto buono sia in termini di ampiezze sia di polarità. In seguito, dai sismogrammi sintetici sono stati calcolati i rapporti spettrali tra ricevitore in superficie e ricevitore in profondità per i due modelli rappresentativi dei siti di Casaglia e Mirandola e per il modello rappresentativo del sito di riferimento virtuale in classe A. La Fig. 1, nel pannello in alto mostra, per il sito di Casaglia, i rapporti spettrali medi della componente orizzontale calcolati tra il ricevitore in superficie e quello posto in profondità. Tale rapporto su- perficie/bedrock rappresenta il campo d’interferenza registrato in profondità e valutato rispetto a quanto osservato in superficie. Alla posizione del ricevitore in profondità, l’interferenza ge- nera dei buchi spettrali molto evidenti (rappresentativi dei cosiddetti ghost ) che nel rapporto tra i due ricevitori danno luogo ai picchi. Il pannello in basso mostra invece il rapporto spettrale calcolato per lo stesso modello tra il ricevitore posto alla superficie del sito e quello posto alla superficie del sito di riferimento virtuale in Classe A, cioè l’effettiva curva di amplificazione spettrale del sito, e costituisce pertanto uno dei principali risultati di questo studio. Si può notare come il sito abbia un livello di amplificazione tra 2 e 3 che si estende su tutta la banda 0.6-5Hz, con un picco a 0.8 Hz e un lobo più esteso centrato a circa 2.2 Hz. 249 GNGTS 2013 S essione 2.2