Maximum shear stress in a tridimensional earth model

Luigi Carlomusto; Augusto Pianese; Michele Caputo

Atti della Accademia Nazionale dei Lincei. Classe di Scienze Fisiche, Matematiche e Naturali. Rendiconti (1987)

  • Volume: 81, Issue: 1, page 61-71
  • ISSN: 0392-7881

Abstract

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We analyse the maximum shear stress (MSS) in an earth model formed with two layers and a core subject to body forces and surface tractions with threedimensional nature. We find that when the surface traction and their isostatic body forces act on a narrow band in latitude and are described by peaks at regular distances, the MSS has a maximum in the superficial layer. By reducing the spacing between the peaks the maximum of the MSS moves toward the surface of the sphere. The geophysical implication is that, the seismicity, under narrow mountain ranges, if caused by the topographic load, should be close to the surface of the brittle part of crust as is observed in many instances. We simulate a model of the Apennines and find that the maximum of the MSS is at a depth of about 9 Km which coincides with the depth of the maximum concentration of earthquakes in that region.

How to cite

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Carlomusto, Luigi, Pianese, Augusto, and Caputo, Michele. "Analisi tridimensionale dello sforzo di taglio massimo per carichi sulla superficie di una sfera." Atti della Accademia Nazionale dei Lincei. Classe di Scienze Fisiche, Matematiche e Naturali. Rendiconti 81.1 (1987): 61-71. <http://eudml.org/doc/289330>.

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abstract = {Il presente lavoro si inquadra nella problematica teorica relativa alla determinazione del rischio sismico. In esso si affronta per la prima volta lo studio in tre dimensioni del tensore degli sforzi e del massimo sforzo di taglio (MST), assumendo un modello stratificato della Terra che prevede la presenza e di carichi superficiali e di forze di massa. I carichi considerati in questa nota simulano quelli causati da una catena montuosa formata da picchi di uguale altezza distribuiti ad uguale distanza ad una prefissata latitudine ed isostaticamente compensati. Risolvendo in maniera esatta le equazioni dell'elastostatica, per tale modello, si ottiene che la sismicità tende ad essere più intensa e più superficiale quando la catena montagnosa è stretta ed i picchi sono ravvicinati, che è il caso di catene montuose di formazione recente. Per picchi a distanza di 100 Km ad esempio il massimo del MST è a 1O Km di profondità. Si verifica quindi che nell'Appennino la profondità dei terremoti è concentrata a circa 9 Km di profondità.},
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TY - JOUR
AU - Carlomusto, Luigi
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TI - Analisi tridimensionale dello sforzo di taglio massimo per carichi sulla superficie di una sfera
JO - Atti della Accademia Nazionale dei Lincei. Classe di Scienze Fisiche, Matematiche e Naturali. Rendiconti
DA - 1987/3//
PB - Accademia Nazionale dei Lincei
VL - 81
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AB - Il presente lavoro si inquadra nella problematica teorica relativa alla determinazione del rischio sismico. In esso si affronta per la prima volta lo studio in tre dimensioni del tensore degli sforzi e del massimo sforzo di taglio (MST), assumendo un modello stratificato della Terra che prevede la presenza e di carichi superficiali e di forze di massa. I carichi considerati in questa nota simulano quelli causati da una catena montuosa formata da picchi di uguale altezza distribuiti ad uguale distanza ad una prefissata latitudine ed isostaticamente compensati. Risolvendo in maniera esatta le equazioni dell'elastostatica, per tale modello, si ottiene che la sismicità tende ad essere più intensa e più superficiale quando la catena montagnosa è stretta ed i picchi sono ravvicinati, che è il caso di catene montuose di formazione recente. Per picchi a distanza di 100 Km ad esempio il massimo del MST è a 1O Km di profondità. Si verifica quindi che nell'Appennino la profondità dei terremoti è concentrata a circa 9 Km di profondità.
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References

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  1. AQUARO, G. (1949) - Sul calcolo delle deformazioni di uno strato sferico elastico. «Acc. Naz. dei Lincei - Classe Scienze Fis. Mat. e Nat.», Serie VIII, 7 (6), 289-297. Zbl0037.10801MR36143
  2. ARTYUSHKOV, E.V. (1974) - a) The stresses in the lithosphere caused by crustal thickness inhomogeneities. «J. Geophys. Research», 78, 7675-7708; b) Can the Earth's crust be in a state of isostasy? «J. Geophys Research», 79, 741-752. 
  3. CAPUTO, M. (1984) - a) Spectral rheology in a sphere. «International Symposium on Space Techniques for Geodynamic, Sopron, Hungary», J. Somogi, C. Reiberg Eds. (1980) - b) Topography and its isostatic compensation as a cause of seismicity ; a revision. «Tectonophysics», 111. Elsevier Science Publishers B.V., Amsterdam. (1981) - c) Studio critico del catalogo ENEL dei terremoti italiani dall'anno 1000 al 1975. «Rassegna Lavori Pubblici», 2 (Febbraio 1981). 
  4. FICHERA, G. (1949) - Sul calcolo delle deformazioni, dotate di simmetria assiale, di uno strato sferico elastico. «Acc. Naz. dei Lincei, Classe Scienze Fis. Mat. e Nat.», Serie VIII, 6 (5), 582-589. Zbl0034.40902MR35169
  5. JEFFREYS, H. (1976) - The Earth. Cambridge University Press, Cambridge. 
  6. LAMBECK, K. e NAKIBOGLU, S.M. (1980) - Seamount loading and stress in the oceanic lithosphère. «J. Geophys Research», 85 (6 11), 6603-6618. 
  7. McGARR, A. e GAY, N.C. (1978) - State of stress in the Earth's crust. «Annu. Rev. Earth Planet. Sci.», 6, 405-436. 
  8. McKENZIE, D.P. (1967) - Some remarks on heat flow and gravity anomalies. «J. Geophys Research», 72, 6261-6273. 
  9. O'CONNELL, R.J. e HAGER, H. (1983) - Estimates of driving forces and stresses for lithospheric plates, «EOS, Trans. Am. Geophys. Union», 64, 843. 
  10. PICONE, M. (1948) - Appunti di Analisi Superiore. «Rondinella Napoli», II Ed. Zbl0024.02302MR5359JFM66.0198.01

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