Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10077/8620
Title: Multi-scale seismic hazard scenarios
Authors: Magrin, Andrea
Keywords: ground motion scenarioneo-deterministic seismic hazardfinite faultnumerical simulationearthquake recurrence
Issue Date: 19-Apr-2013
Publisher: Università degli studi di Trieste
Abstract: Seismic hazard assessment can be performed following a neo-deterministic approach (NDSHA), which allows to give a realistic description of the seismic ground motion due to an earthquake of given distance and magnitude. The approach is based on modelling techniques that have been developed from a detailed knowledge of both the seismic source process and the propagation of seismic waves. This permits to define a set of earthquake scenarios and to simulate the associated synthetic signals without having to wait for a strong event to occur. NDSHA can be applied at different geographic scale with different detail levels of modelling. At local scale the source and site characteristics can be take account, whereas at the regional scale seismograms at the nodes of a regular grid are computed. Finite fault simulation is needed to compute realistic ground motions close to a ruptured fault. No reasonable deterministic prediction for many details of a future fault motion can be expected and their variability can be treated in practice only from a statistical viewpoint. Therefore, their effect is simulated through Monte-Carlo approach. To test the accuracy of the method, the L’Aquila earthquake occurred on April 6, 2009 has been modelled. The use of a realistic model for the representation of the extended fault introduces a stochastic element in NDSHA. So the variability due to the stochastic component of seismic source has been evaluated. In standard NDSHA at regional scale, seismograms are computed for an upper frequency content of 1 Hz. The use of a more realistic source model than the scaled point source that takes account of effective duration of rupture process allowed to extend the maximum frequency of computation of seismograms of national scale maps to 10 Hz. A first estimation of uncertainty due to the random representation of the source in national scale maps has been obtained by parametric tests on EU-India Grid infrastructure. NDSHA defines the hazard as the maximum ground motion at the site and it does not supply information about the frequency of occurrence of the expected ground motion. The standard procedure of NDSHA has been modified here, to take into account the additional information of recurrence. The introduction of recurrence estimates in NDSHA allows the generation of ground motion maps for specified return periods that permits a straightforward comparison between the NDSHA and the PSHA maps. Furthermore the map of the recurrence has been associated with standard map of ground motion.
La valutazione della pericolosità sismica può essere effettuata seguendo un approccio neo-deterministico (NDSHA) che permette di dare una descrizione realistica del moto del suolo dovuto a un terremoto di data distanza e magnitudo. L’approccio è basato su tecniche di modellazione che sono state sviluppate da una conoscenza dettagliata sia della sorgente che della propagazione delle onde sismiche. Questo permette di definire un set di terremoti di scenario e di simulare i segnali sintetici associati senza dover aspettare l’accadimento di un forte evento. La metodologia neo-deterministica può essere applicata a diverse scale geografiche cui corrispondono differenti livelli di dettaglio nella modellazione. A scala locale è possibile tenere conto delle caratteristiche specifiche della sorgente e del sito considerati, mentre a scala regionale vengono calcolati i sismogrammi ai nodi di una griglia regolare. Per simulare in modo realistico il moto del suolo in prossimità di una faglia è necessario usare un modello di sorgente estesa. Molti dettagli del processo di rottura sulla sorgente non possono essere predetti in modo deterministico e la loro variabilità può essere trattata solo da un punto di vista statistico. Di conseguenza i loro effetti vengono simulati attraverso una approccio Monte-Carlo. Per testare l’accuratezza del metodo è stato modellato il terremoto dell’Aquila del 6 aprile 2009. L’uso di un modello realistico di sorgente per la rappresentazione della sorgente estesa introduce un elemento stocastico nel metodo neo-deterministico. Si è quindi valutata la variabilità dei valori di picco dovuta alla modellazione della sorgente. Nella metodologia neo-deterministica scala regionale i sismogrammi vengono calcolati con una frequenza massima di 1 Hz. L’uso di un modello di sorgente piu` realistico rispetto a quello della sorgente puntiforme in grado di tener in conto dell’effettiva durata del processo di rottura ha consentito di estendere la frequenza massima di calcolo dei sismogrammi delle mappe di pericolosità nazionali a 10 Hz. Una prima stima dell’incertezza legata alla simulazione stocastica della sorgente sulle mappe a scala nazionale è stata ottenuta con l’uso di test parametrici condotti utilizzando l’infrastruttura informatica EU-India Grid. Il metodo neo-deterministico definisce la pericolosità come il massimo scuotimento al sito e non fornisce alcuna informazione sulla ricorrenza del moto del suolo atteso. La procedura è stata modificata per tener conto dell’informazione aggiuntiva della ricorrenza. In questo modo è stato possibile generare delle mappe di scuotimento per specifici periodi di ritorno che consentono un diretto confronto con le mappe probabilistiche. Inoltre alle mappe di massimo scuotimento sono state associate le rispettive mappe di ricorrenza del moto del suolo.
Description: 2011/2012
URI: http://hdl.handle.net/10077/8620
NBN: urn:nbn:it:units-10053
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