Comprehensive investigation of intact, vulnerable stalagmites to estimate an upper limit on prehistoric ground acceleration

Non-intrusive in situ measurements were carried out in caves in Hungary, Bulgaria and Slovakia in order to determine the fundamental frequencies (FF) and horizontal ground accelerations (HGA) resulting in failure of intact, slim, vulnerable stalagmites. Similar investigations are planned in Austria at the Eastern Alps. The main steps of investigation are: 1) FF of intact stalagmites were determined by in situ observation. 2) Density, Young’s modulus and tensile fa ilure stress of broken stalagmites ha ve been measured in mechanical laboratory. 3) The value of HGA resulting in failure and FF of stalagmite were assessed by theoretical calculations. 4) Age determination of co re-samples. The upper limit for HGA, a g , for slim stalagmites determined by theoretical calculations, can arise even for moderate-sized eart hquakes. The FF of the investigated stalagmites are low. The geological stru ctures close to the investigated caves did not excite paleoearthquakes in the determined time period, corresponding to HGA larger than the determined a g values

Research for seismogenic zones in the Pannonian Basin - A deterministic seismic hazard estimation for Budapest

In this paper, a theory describing the possible origin of shallow depth earthquakes occurring within the sedimentary depressions of the Pannonian Basin is presented. In addition, the seismicity of Budapest is re-evaluated by synthetic seismogram based deterministic seismic hazard estimation

Estimation of an upper limit on prehistoric peak ground acceleration using the parameters of intact speleothems in caves situated at the western part of Balkan Mountain Range, North-West Bulgaria

Karst regions are very vulnerable with respect to natural and human-activity related hazards. Some of them with beautiful caves were proposed to be of national value. The examination of broken and slim intact speleothems in Bulgarian caves (Varteshkata and Elata caves, western part of Balkan Mountain Range, North-West Bulgaria) allows estimating an upper limit for horizontal peak ground acceleration (PGA) generated by paleo-earthquakes.The density, the Young’s modulus and the tensile failure stress of the samples originating from broken speleothems have been measured in a laboratory.The fundamental frequency and damping of speleothems have been measured in cavity by in situ observations.The value of the upper limit horizontal ground acceleration resulting in failure and the natural frequency of speleothems were assessed by theoretical calculations using mechanical parameters — the density, the Young’s modulus and the tensile failure stress — of the samples originating from a broken speleothem from Elata cave.The ages of the samples taken from the investigated stalagmites have been determined by alpha spectrometry.The pure elastic behaviour in analytical modeling and calculations have been used.According to our modeling results the investigated speleothem has not been excited by a horizontal acceleration higher than 0.144 g in case of Varteshkata cave, and 0.326 g in case of Elata cave during the last few thousand years. These results can serve to improve the present seismic risk policy for karst regions, too

Modellazione realistica della sollecitazione sismica per Megalopoli e grandi centri urbani

Il progetto \ue8 orientato al problema della prevenzione dei disastri: valutazione, prevenzione e ubicazione del rischio, in connessione con l\u2019attivit\ue0 sismica e le vibrazioni artificiali. La definizione realistica della sollecitazione sismica \ue8 stata ottenuta col calcolo di un ampio insieme di serie temporali (sismogrammi sintetici) e relative informazioni spettrali, corrispondenti ai possibili scenari sismotettonici. La tecnica innovativa di modellazione, che costituisce il filo conduttore dell\u2019intero progetto, prende in considerazione l\u2019origine delle onde sismiche, la loro propagazione e gli effetti locali nel luogo di interesse. Ci\uf2 \ue8 stato realizzato utilizzando i principi fisici della generazione e propagazione delle onde nei mezzi anelastici, evitando di rifarsi ad un approccio convolutivo che si \ue8 dimostrato del tutto irrealistico, soprattutto in caso di strutture geologiche complesse, che sono poi le pi\uf9 interessanti dal punto di vista pratico. Molte tecniche, che sono state proposte per stimare empiricamente gli effetti locali tramite la convoluzione di osservazioni con segnali, calcolati in corrispodenza di modelli semplificati, forniscono informazioni attendibili sulla risposta sismica del sito a fasi sismiche non interferenti. Essi sono inadeguati nella maggior parte dei casi reali, dove la sequenza sismica \ue8 formata invece da diverse onde interferenti. La disponibilit\ue0 di simulazioni numeriche realistiche ha reso possibile una stima attendibile dell\u2019effetto di amplificazione locale, persino nel caso di strutture geologiche complesse, quando sono disponibili i parametri geotecnici, litologici e geofisici, i dati topografici, tettonici, storici e paleosismologici, nonche\u2019 i modelli sismotettonici. La modellazione realistica dei movimenti tellurici \ue8 un punto fondamentale nella preparazione di scenari di scuotimento del suolo (groundshaking) che rappresentano un valido ed economico strumento per la microzonazione sismica. Tale conoscenza \ue8 facilmente utilizzabile negli ambiti dell\u2019ingegneria civile per i progetti di nuove costruzioni antisismiche e per migliorare le strutture gi\ue0 esistenti, ed inoltre rappresenta un ottimo strumento nell\u2019ambito dei servizi di prevenzione della protezione civile. Vene Qui presentata una selezione dei principali risultati ottenuti nelle citt\ue0 di: Algeri, Pechino, Bucarest, Cairo, Debrecen, Delhi, Napoli, Roma, Russe, Santiago de Cuba, Sofia, Salonicco e Zagabria