Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10077/10924
Title: Seismological contribution to Passo della Morte landslide characterization (North Eastern Italy)
Other Titles: SEISMOLOGICAL CONTRIBUTION TO PASSO DELLA MORTE LANDSLIDE CHARACTERIZATION (NORTH EASTERN ITALY)
Authors: Zoppè, Giuliana
Keywords: LandslideMonitoring systemMicroseismicitySite effectsPasso della Morte
Issue Date: 27-Mar-2015
Publisher: Università degli studi di Trieste
Abstract: In the North-East of Italy, along the left side of the Tagliamento River, a large area, named Passo della Morte, is involved in several landslides. The western part is characterized by sub-vertical limestone layers and a dense system of discontinuities and fractures, which create ideal conditions for rapid rockfalls. The eastern part of this area is interested by several slides which differ in movement direction and velocity. Their origin is linked to the reactivation of an ancient landslide. The most active blocks move up to 5 cm/year. The main risks are represented by the possible consequence of landslides interaction with the National Road that crosses this area and the Tagliamento River. A microseismicity and acoustic emission monitoring system was installed in the western part of Passo della Morte, inside a tunnel, to monitor the signals generated by rock slope deformation and to recognize precursory phenomena. The system consists of five sensors, two for seismic signal identification and three for acoustic emissions detection. A surface seismometer and a borehole accelerometer arrange the seismic station. Three waveguide with the relative piezoelectric arrange the acoustic emission stations. The orientation of the borehole accelerometer was evaluated indirectly. A program that applied the maximum cross-correlation method and used the surface seismometer as a reference for relative orientation estimation was developed in Fortran90. The analysis of some earthquake allowed the reconstruction of the accelerometer orientation. The microseisms and the acoustic emissions detected by the monitoring system were analyzed and correlated to rainfalls in order evaluate their effects on the rock mass. A direct relation between different rainfall events and sharp increases in microseisms and acoustic emissions was found. Site effects were investigated analyzing seismic noise and earthquake recordings with the Horizontal to Vertical Spectral Ratio method. The seismic noise recorded at different site along the reactivated landslide was analyzed in order to detect the landslide slip surface and reconstruct its geometry. Data processing not give the expected results. The analysis of earthquakes recorded by the surface seismometer showed the absence of amplification able to bring in resonance the unstable rock mass. The cooperation of our research group with Civil Protection Department of Rome allowed to apply at San Giuliano di Puglia seismic stations the same methods used at Passo della Morte in order to estimate relative orientation of the accelerometers and evaluate site effects. The correct orientation of the borehole accelerometers was verified using the program developed. The surface accelerometer was used as reference. Nakamura method was applied at each station to determine the relative resonant frequencies. The resonant frequency found for one site was linked to the bedrock depth. H/V spectral ratio and reference station methods were applied at each station in order to investigate the frequencies strongly amplified. For one site, the amplifications found were very high.
Nell’Italia nord occidentale, lungo il versante sinistro del fiume Tagliamento, una vasta area, denominata Passo della Morte, è convolta in diversi fenomeni franosi. La parte più occidentale è caratterizzata dalla presenza di un ammasso roccioso particolarmente suscettibile a crolli a causa delle peculiari caratteristiche dell’ammasso quali stratificazione sub-verticale e denso sistema di discontinuità. La parte più orientale, in seguito alla riattivazione di un’antica frana post glaciale, è interessata dalla presenza di alcuni fenomeni franosi differenti per direzione di movimento e velocità. I movimenti in atto sono dell’ordine di circa 5 cm/anno per i blocchi più attivi. I rischi principali di quest’area sono rappresentati dalle possibili conseguenze dell’interazione delle frane con la strada statale che attraversa quest’area e con il fiume Tagliamento che scorre ai piedi di questo versante. Nella parte più occidentale del Passo della Morte, all’interno di una galleria, è stato installato un sistema di monitoraggio bastato sulla microsismicità e sulle emissioni acustiche al fine di monitorare i segnali prodotti dalla deformazione dell’ammasso roccioso e di riconoscere la presenza di eventuali segnali precursori. Il sistema di monitoraggio si compone di 5 sensori, due per la registrazione di segnali sismici e tre per le emissioni acustiche. Un sismometro in superficie e un accelerometro in pozzo compongono la stazione sismica. Le stazioni delle emissioni acustiche sono composte invece da guide d’onda e dai relativi trasduttori piezoelettrici. L’orientazione dell’accelerometro da pozzo è stata determinata indirettamente sviluppando in Fortran90 un programma che applica il metodo della massima cross-correlazione ed utilizza il sismometro di superficie per determinare l’orientazione relativa. L’analisi di alcuni terremoti attraverso questo programma ha permesso di ricostruire l’orientazione dell’accelerometro all’interno del pozzo. I microsismi e le emissioni acustiche registrate dal sistema di monitoraggio sono state analizzate e correlate con le precipitazioni dell’area al fine di valutare il loro effetto sull’ammasso roccioso potenzialmente instabile. È stata riconosciuta una relazione diretta tra i diversi eventi piovosi e i bruschi incrementi dei microsismi e delle emissioni acustiche. Gli effetti di sito sono stati investigati al Passo della Morte analizzando il rumore sismico e le registrazioni di terremoti con il metodo dei rapporti spetrali H/V. Il rumore sismico registrato in diversi siti posti sull’antica frana riattivata è stato analizzato per individuare la superficie di scivolamento della frana e ricostruire la sua geometria. L’elaborazione dei dati non ha prodotto i risultati sperati. L’analisi dei terremoti registrati dal sismometro in superficie ha mostrato l’assenza di amplificazioni tali da poter mandare in risonanza l’ammasso roccioso. La collaborazione del nostro gruppo di ricerca con il Dipartimento della Protezione Civile di Roma ha permesso di avere accesso ai dati delle tre stazioni accelerometriche di San Giuliano di Puglia e di applicare i metodi usati al Passo della Morte per determinare l’orientazione relativa degli accelerometri e per valutare gli effetti di sito. La corretta orientazione degli accelerometri da pozzo è stata verificata attraverso l’utilizzo del programma sviluppato. L’accelerometro in superficie è stato usato come riferimento. Il metodo di Nakamura è stato utilizzato in ciascuna stazione per determinare le relative frequenze di risonanza. La frequenza di risonanza ottenuta per un sito è stata associata alla profondità del bedrock. I metodi dei rapporti spettrali H/V e della stazione di riferimento sono stati applicati a ciascuna stazione per investigare le frequenze maggiormente amplificate. Per un sito le amplificazioni trovate sono risultate molto elevate.
Description: 2013/2014
URI: http://hdl.handle.net/10077/10924
NBN: urn:nbn:it:units-13709
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