DISTAR - Aree di Ricerca

La pericolosità sismica e la previsione probabilistica dei terremoti

I terremoti rappresentano una grave minaccia per la società e una previsione probabilistica (forecast) attendibile dell'atteso scuotimento del suolo causato dai terremoti ("pericolosità sismica") è l'ingrediente scientifico principale per qualsiasi azione di mitigazione del rischio. Il programma di ricerca in corso di sviluppo presso il Dipartimento di Scienze della Terra, dell'ambiente e delle risorse dell'Università di Napoli, Federico II, si concentra principalmente sul forecast dei terremoti e del relativo scuotimento del terreno per diverse finestre temporali di previsione, da giorni a settimane per prevedere probabilisticamente l'evoluzione delle sequenze sismiche, ad anni e decenni per fini di normativa antisismica.

Vengono esplorati diversi tipi di modelli, empirici, stocastici, basati sulla fisica dei sistemi complessi, e sull'intelligenza artificiale. L'impatto di questo tipo di modellistica è duplice: può fornire strumenti innovativi agli ingegneri e ai decision-makers che sono responsabili per le azioni di riduzione del rischio sismico, e consente agli scienziati di verificare sperimentalmente ciò che sanno veramente sul processo fisico che genera i terremoti.

A tale scopo stiamo lavorando attivamente con il Collaboratory for the Study of Earthquake Predictability che fornisce un'infrastruttura internazionale per una fase di test prospettica, trasparente e riproducibile per qualsiasi modello di previsione e forecast dei terremoti.

earthquake forecasting2 Alcuni esempi di forecast settimanali. (A) Forecast poche ore dopo il terremoto di Amatrice e i terremoti M3.5 + (cerchi blu-verdi) che si sono verificati nella finestra del tempo di previsione. (B) Forecast prima del terremoto M5.9 (stella blu-verde) verificatosi il 26 ottobre. (C) Forecast prima del terremoto M6.5 di Norcia (stella blu-verde) verificatosi il 30 ottobre. (D) Forecast prima del terremoto di Campotosto M5.5 (stella blu-verde) che si è verificato il 18 gennaio.

earthquake forecasting4 La rete internazionale denominata Collaboratory for the Study of Earthquake Predictability (CSEP).

Risultati preliminari per il nuovo modello di pericolosità sismica di lungo termine per l'Italia (MPS19). La mappa riporta la probabilità di osservare una accelerazione del terreno superiore a 0.1g nei prossimi 50 anni.

Staff

Prof. Warner Marzocchi

Dr. Marcus Herrmann

Dr. Ester Piegari

Dr. Fabio Varchetta (PhD student)

Dr. Ester Manganiello (PhD student)

Collaborazioni attive

Collaborazioni attive con colleghi di:
Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia, University of Southern California, U.S. Geological Survey, University of Bristol, Dipartimento di Ingegneria dell'Università di Napoli, Federico II.
GFZ Potsdam, GNS New Zealand, ETH Zurich, Stanford University.

Progetti

Il programma di ricerca è parzialmente finanziato dal progetto europeo H2020 RISE (inizio il 1 settembre 2019).

Aree di Ricerca

Geotecnica

Docente afferente: Giacomo Russo

Principali temi di ricerca:

Miglioramento delle proprietà meccaniche dei terreni

Analisi sperimentale degli effetti fisici e meccanici del trattamento con leganti di terreni di diversa natura in condizioni di parziale o completa saturazione

Analisi dell’evoluzione chimico fisica e delle modifiche micrsostrutturali indotti dal trattamento di terreni con leganti (calce, cemento)

Utilizzo di leganti innovativi (e.g. leganti ad attivazione alcalina) per il trattamento dei terreni

Analisi microstrutturale e caratterizzazione fisica e idro-meccanica di terreni cementati ed alleggeriti mediante l’utilizzo di tensioattivi

Durabilità del trattamento di terreni con leganti in presenza di differenti sollecitazioni ambientali (e.g. cicli di wetting e drying)

Monitoraggio e comportamento di opere geotecniche in vera grandezza

Comportamento di opere geotecniche (opere di sostegno, scavi, opere di fondazione, dighe, gallerie) dai dati del monitoraggio, con riferimento alla fase di costruzione, alle condizioni di esercizio, al comportamento in condizioni sismiche.

Casi di studio:

- comportamento di gallerie superficiali in terreni sciolti durante la costruzione
- comportamento di scavi in ambiente urbano durante le fasi costruttive
- comportamento di dighe di terreni sciolti durante la fase di costruzione e di esercizio
- comportamento di una diga in rockfill con manto di tenuta in conglomerato bituminoso durante la fase di invaso sperimentale (comportamento tenso-deformativo in condizioni statiche, analisi dei moti di filtrazione nell’ammasso di fondazione, analisi del comportamento in presenza di sisma)