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    Forza della diga determinata da rocce bilanciate

    Il professor Mark Stirling con una delle formazioni rocciose vicino alla diga di Clyde. Credito:David Barrel

    Rocce equilibrate, in bilico per 24, 000 anni, sono stati utilizzati per valutare l'attuale integrità sismica della diga di Clyde in uno studio condotto dall'Università di Otago.

    Professor Mark Stirling, del Dipartimento di Geologia di Otago, insieme alla Nuova Zelanda e ai colleghi internazionali, identificato e valutato l'età delle formazioni rocciose che sfidano la gravità situate a circa 2 km dal sito della diga. Hanno usato questi dati per determinare le accelerazioni di picco del suolo che le rocce potevano sopportare prima di cadere.

    Le informazioni sono state utilizzate per impostare lo spettro del terremoto di valutazione della sicurezza (SEE) per la diga, o i movimenti del suolo di picco previsti per il terremoto che si verificano con un periodo di ritorno di 10, 000 anni, che disciplina la valutazione della sicurezza e la progettazione sismica della struttura.

    È la prima volta che le rocce in equilibrio precario sono state utilizzate per impostare i movimenti sismici di progettazione formale per una grande struttura ingegnerizzata esistente.

    Come riportano i ricercatori nel Bollettino della Società Sismologica d'America , l'accelerazione di picco al suolo per il nuovo spettro SEE, sviluppato dai dati sulle rocce e da un modello di pericolosità sismica aggiornato per la regione, è significativamente ridotto rispetto alle stime preliminari sviluppate nel 2012.

    Però, i nuovi valori di movimento del suolo di progetto sono simili a quelli usati, casualmente, quando la diga fu costruita negli anni '80.

    "Non c'è niente da fare per rafforzare la diga, "dice il professor Stirling.

    "Però, lo studio mostra a tutte le autorità competenti che la diga è conforme alle moderne normative".

    Lo studio funge anche da importante prova di concetto per future applicazioni di elementi geologici fragili (FGF) nella progettazione ingegneristica.

    Gli FGF sono particolarmente utili nell'impostazione dei parametri di progettazione ingegneristica in luoghi in cui il periodo tra i terremoti rilevanti è molto lungo:10, 000 anni o più. In questi casi, le caratteristiche geologiche possono aiutare a testare le stime probabilistiche di pericolosità sismica.

    Mentre i sismologi hanno esplorato l'utilità di queste caratteristiche per altri progetti di progettazione ingegneristica, come il deposito di scorie nucleari di Yucca Mountain in Nevada e la centrale elettrica del Diablo Canyon in California, la diga di Clyde è la prima ad utilizzare elementi fragili per impostare il movimento del suolo del progetto.

    Su un ampio altopiano situato a sud-ovest della diga chiamato Cairnmuir flat, affioramenti di roccia scistosa che sporgono sopra il paesaggio sono scolpiti dall'erosione in configurazioni potenzialmente instabili.

    In uno sforzo scrupoloso, i ricercatori hanno identificato queste rocce in equilibrio precario e hanno effettuato misurazioni sul campo delle loro geometrie per stimarne la fragilità. Quindi i ricercatori hanno analizzato le formazioni utilizzando dati sui radionuclidi che stimano per quanto tempo una superficie rocciosa è stata esposta all'atmosfera. Questi dati possono offrire una stima di quanto tempo una roccia è rimasta in equilibrio in una posizione specifica.

    "In termini di raccolta dei dati, era la stima dell'età FGF che era più impegnativa, "dice il professor Stirling.

    "Richiedeva un contributo specialistico, duro lavoro fisico, e di solito c'erano grandi incertezze nell'interpretazione delle date per dire da quanto tempo le FGF erano fragili".

    Combinando questi dati con le informazioni sui terremoti passati lungo la vicina faglia di Dunstan, i ricercatori hanno concluso che le rocce a Cairnmuir flat erano rimaste in bilico nella loro posizione instabile per almeno 24, 000 anni. Ciò suggerisce che tutti loro sono sopravvissuti ad almeno due terremoti di faglia di Dunstan.

    Hanno quindi sviluppato una distribuzione della fragilità di tutte le rocce in equilibrio precario nel loro studio, in base all'accelerazione di picco al suolo, per determinare le accelerazioni di picco al suolo più probabili per far cadere qualsiasi struttura rocciosa fragile casuale con una probabilità superiore al 95 percento. Queste informazioni hanno poi aiutato a raccomandare un nuovo spettro SEE per il sito della diga.

    Sulla base dei nostri calcoli probabilistici preliminari di pericolosità sismica per il sito, "sapevamo che gli FGF nell'area sarebbero stati abbattuti da questi forti movimenti del suolo se si fossero verificati:è facile stimare approssimativamente la fragilità delle caratteristiche a occhio nel campo, "Spiega il professor Stirling.

    Allora era solo questione di tempo e di ricerca, Ha aggiunto, prima che le nuove stime di rischio della diga di Clyde fossero riviste.


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