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La conoscenza del Rischio
Sismico attraverso la redazione
degli studi di microzonazione
sismica della Regione Toscana
Aggiornamenti, Risultati, metodologie e proposte
per la pianificazione territoriale
a cura del Dr. Geol. Massimo Baglione
Settore Sismica Regionale
Settore Sismica
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Settore Sismica
MICROZONAZIONE SISMICA: RISULTATI CONSOLIDATI
1) Approfondimento del modello geologico-tecnico di superficie mediante
realizzazione di indagini geognostiche (HVSR e/o sismica di superficie) e
mediante recupero di dati esistenti;
OPCM 3907/2010 – Quadro riepilogativo delle indagini geognostiche
realizzate nell’ambito degli studi di MS1
745 nuove indaginiDefinizione di standard di qualità
Criteri per il controllo/collaudo delle indagini
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Settore Sismica
MICROZONAZIONE SISMICA: RISULTATI CONSOLIDATI
2) Ricostruzione tridimensionale 3D del modello geologico-tecnico di
sottosuolo mediante la redazione della carta di microzonazione sismica di
livello 1
suddivisione ragionata degli spessori associati a
ciascuna microzona, delle loro geometrie ma
anche delle proprietà meccaniche (Vs). E’ quindi
indispensabile poter disporre di un elevato
quantitativo di indagini geognostiche
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Settore Sismica
MICROZONAZIONE SISMICA: RISULTATI CONSOLIDATI
3) Ottima applicabilità di alcune tipologie di indagini.
Per la redazione di uno studio di
livello 1, le misure di rumore HVSR,
se ben eseguite e se integrate con
altre metodologie di “taratura”,
forniscono uno strumento di estrema
utilità per validare e approfondire il
modello geologico preliminare.
In contesti abbastanza semplici
(bacini alluvionali), la migrazione
delle frequenze fondamentali è
correlabile con l’approfondimento
del substrato mentre l’entità del
picco H/V fornisce indicazioni in
merito al contrasto di impedenza
meccanico.
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fo= 4.3 Hz
profondità 19.8 m
fo= 8.84 Hz
profondità 8 m
Settore Sismica
MICROZONAZIONE SISMICA: RISULTATI CONSOLIDATI
Tellus di Fiori & Bellini (2012) - Studio di MS1 Comune di Marradi
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Settore Sismica
MICROZONAZIONE SISMICA: QUALI SONO GLI ELEMENTI DI NOVITA’
1) Definizione della metodologia per il passaggio dagli studi di microzonazione
sismica di livello 1 a quelli di livello 2;
2) Predisposizione degli abachi litostratigrafici per la stesura di mappa di MS2;
3) Approfondimento dei criteri per l’applicabilità degli studi di MS2;
4) Sviluppo nuovo Portale WEB-GIS per la visualizzazione/consultazione indagini
geognostiche del Progetto VEL;
5) Applicazione degli studi di Microzonazione Sismica per la pianificazione
territoriale
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Settore Sismica
PASSAGGIO MS1 – MS2
Con Del. G.R.T. n. 144 del 23/02/2015 si definiscono i
principali criteri per il passaggio da uno studio MS1 ad
uno studio MS2, che sono connessi con la valutazione
dell’Idoneità dello studio di MS di livello 1 per il
passaggio al livello 2 mediante i seguenti passaggi:
1) Verifica congruenza tra le sezioni geologico-tecniche
che definiscono il modello geologico 2D della zona e la
cartografia MOPS che di fatto rappresenta una
ricostruzione 3D dello stesso modello geologico.
2) Verifica di congruenza tra le sezioni geologico-
tecniche e le risultanze delle indagini (Nel caso non
siano presenti indagini idonee sarà necessario eseguire
indagini di nuova realizzazione al fine di completare la
ricostruzione in termini sismostratigrafici del modello
geologico)
3) Controllo Estrapolazione Areale del modello
geologico tecnico 2D riportato nelle sezioni
Fabbroni et alii (2014) – Rapporto tecnico
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Settore Sismica
PREDISPOSIZIONE ABACHI LITOSTRATIGRAFICI PER MS2
Nell’ambito degli ICMS 2008 viene suggerito alle regioni di dotarsi di abachi per la
caratterizzazione quantitativa dei fenomeni di amplificazione attesa. Si tratta di realizzare delle
tabelle nelle quali ad un insieme di valori assunti da parametri considerati diagnostici e ad un
particolare livello di pericolosità sismica siano associati univocamente valori attesi
dell’amplificazione del moto sismico (FA ovvero “Fattore di Amplificazione”) rispetto ad un
terreno di riferimento.
La procedura adottata allo scopo si discosta in maniera significativa da quelle adottate per le
Regioni Lombardia e Lazio ed è affine (anche se non identica) a quella a suo tempo utilizzata
dalla Regione Emilia-Romagna. La procedura ha avuto come scopo quello di valorizzare il
grande patrimonio informativo messo a disposizione dalla Regione Toscana come esito di
passate attività di indagine e caratterizzazione della risposta sismica locale (progetti VEL e
DOCUP)
Gli abachi sono stati predisposti nell’ambito di uno studio commissionato al DST-Università di
Siena (Prof. Albarello) e successivamente approvati con Del. G.R.T. n. 144 del 23/02/2015http://www.regione.toscana.it/-/abachi-litostratigrafici-per-studi-di-microzonazione-sismica-di-livello-2
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Settore Sismica
PROCEDURA PER LA COSTRUZIONE DEGLI ABACHI PER MS2
1. Individuazione delle tipologie lito-stratigrafiche (TLS)
2. Parametrizzazione delle unità lito-stratigrafiche (Vs,
curve di degrado con relative incertezze)
3. Selezione moto di input
1. Generazione casuale di profili Vs e curve di degrado
2. Selezione profili Vs e curve di degrado compatibili
con le osservazioni
3. Costruzione delle Funzioni di Amplificazione e dei
Fattori di Amplificazione (FA) per le singole tipologie
lito-stratigrafiche e i gruppi di accelerogrammi
1. Caratterizzazione statistica della distribuzione dei
valori di FA per le singole tipologie lito-stratigrafiche
e i gruppi di accelerogrammi
2. individuazione dei parametri sperimentali
caratterizzanti le diverse situazioni lito-stratigrafiche
1. Costruzione degli abachi
2. Validazione degli abachi
PRIMA FASE
SECONDA FASE
TERZA FASE
QUARTA FASE
Albarello & Peruzzi (2014) – Rapporto tecnico Convenzione RT predisposizione abachi
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Settore Sismica
PROCEDURA PER LA COSTRUZIONE DEGLI ABACHI PER MS2
1. Costruzione degli abachi
2. Validazione degli abachiQUARTA FASE
Albarello & Peruzzi (2014) – Rapporto tecnico Convenzione RT
predisposizione abachi
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Settore Sismica
PROCEDURA PER LA COSTRUZIONE DEGLI ABACHI PER MS2
In linea di principio, gli abachi proposti non presentano limitazioni legate alle specifiche situazioni
locali (p.es. inversioni nel profilo di velocità del onde S o particolari configurazioni litologiche). La
possibile presenza di queste situazioni dovrebbe essere stata compresa nelle simulazioni condotte
e quindi incluse nei valori di FA proposti.
Questi ultimi vanno infatti considerati come un limite superiore “ragionevole” (ovvero caratterizzato
da una probabilità di eccedenza del 25%) ai valori di FA effettivamente possibili.
Gli abachi non coprono tutte le possibili combinazioni di parametri. Questo è il risultato dei limiti
imposti alle simulazioni sulla base delle osservazioni. Accanto a queste situazioni, ne esistono altre
per quali i valori di FA indicati sono ricavati da un numero di simulazioni inferiori a 10. Si tratta
quindi di configurazioni piuttosto rare, nel caso in cui si verificassero sarebbe opportuno ricorrere a
modellazioni della risposta sismica locale condotte con strumenti di calcolo appropriati e non
utilizzare l’abaco corrispondente.
Gli abachi sono validi per un insieme di situazioni comunque ristretto
E’ fatto assoluto divieto di utilizzo dei dati di output degli abachi di secondo livello in attività
connesse alla determinazione dell’azione sismica a corredo della progettazione edilizia.
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Settore Sismica
PROCEDURA PER LA COSTRUZIONE DEGLI ABACHI PER MS2http://www.regione.toscana.it/-/abachi-litostratigrafici-per-studi-di-microzonazione-sismica-di-livello-2
Per l’utilizzo degli abachi, di seguito sono illustrati gli step che il professionista incaricato della redazione dello
studio di microzonazione sismica di livello 2 deve seguire:
1) Verificare che il comune oggetto di studio sia compreso nell’elenco dei comuni (riportato in Appendice 6)
ammissibili al finanziamento per studi di microzonazione sismica di secondo livello e per i quali è
consentito l’uso degli abachi;
2) Determinazione della macroarea;
3) Stima (ad eccezione delle macroaree Amiata e Toscana costiera) del valore di accelerazione di base (ag
475anni) del centro abitato oggetto di analisi MS2. Tale operazione permetterà di ricondursi alla tipologia di
abachi più idonei al contesto macrosismico dell’area d’indagine;
4) Verifica dell’idoneità degli abachi per il sito in esame;
5) per ogni sito di misura di FHa, stimare se la profondità del substrato sismico è minore o superiore a 30m.
Tale informazione è essenziale per la scelta dell’abaco più idoneo al contesto sismostratigrafico;
6) Per ogni sito ricavare il valore della frequenza fondamentale ed il valore di Vs30 o Vsh; in modo da poter
desumere i valori di FHa (0.1-0.5s) ed di FHa (0.5-1.0s);
7) Definiti puntualmente i fattori di amplificazione, l’estensione areale dovrà tener conto del modello geologico
s.l. desunto dallo studio di MS di livello 1, opportunamente integrato nell’ambito di questa fase.
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Settore Sismica
CRITERI DI APPLICABILITA’ PER GLI STUDI MS2
In estrema sintesi, dalle analisi/valutazioni in corso da parte della comunità scientifica
emergono le seguenti indicazioni di massima (ancora provvisorie).
Gli abachi possono essere utilizzabili quando si verificano simultaneamente le seguenti
condizioni:
-se sì è in presenza di una valle classificata larga (ICMS, 2008) con coefficiente di
forma C<0,25;
-quando il rapporto VSsubstrato/VSmedia della copertura è < 4 e si è in presenza di
bacini con spessore delle coperture indicativamente inferiori a 50m oppure quando
è < 3 in tutti i casi;
- quando è verificata la relazione di Bard e Bouchon (1985).
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Settore Sismica
SVILUPPO NUOVO PORTALE WEB-GIS: I DATI
La banca dati VEL comprende
(al momento):
- 1236 linee di sismica a rifrazione con
onde P e SH
- Circa 500 sondaggi geotecnici (con più
di 1400 prove SPT) con prove down-hole
- Più di 500 campioni indisturbati su cui
sono state eseguite prove di laboratorio
(statiche e dinamiche)
N° stese per area geografica
0
50
100
150
200
250
300
Am
iata
Cas
entin
o
Gar
fagn
ana
Livo
rnes
e
Lunigi
ana
Mug
ello
Pisto
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Pra
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Sen
ese
Vad
ichian
a
Valtib
erin
a
n°
ste
se
N° sondaggi per area geografica
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Am
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Cas
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o
Gar
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Livo
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e
Lunigi
ana
Mug
ello
Pisto
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Pra
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Sen
ese
Valdi
chia
na
Valtib
erin
a
n°
so
nd
ag
gi
Distribuzione del n. di linee di sismica a rifrazione e sondaggi per area
N° sondaggi per profondità
23%
(133)
13%
(74)
64%
(360)0m < prof ≤ 30m
30 < prof ≤ 50m
prof > 50m
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Settore Sismica
SVILUPPO NUOVO PORTALE WEB-GIS: IL MODELLO LOGICO
SONDAGGIFORMAZIONE
STESA
CAMPIONE
RISULTATI PROVE
LOCALIZZAZIONE
ESECUZIONELAVORI
CARTOGRAFIA
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Settore Sismica
SVILUPPO NUOVO PORTALE WEB-GIS: RICERCA GEOGRAFICAI dati possono
essere ricercati,
selezionati e
visualizzati
mediante criteri
di ricerca
geografici per
Provincia,
Area
geografica,
Comune,
Località Oppure
possono essere
ricercati
interattivamente
dall’utente
Per ogni
sondaggio
selezionato si
possono
consultare ed
estrarre i dati
diretti e quelli
indiretti relativi.
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Settore Sismica
SVILUPPO NUOVO PORTALE WEB-GIS: RICERCA E CONSULTAZIONE
ANALISI DI LABORATORIO SUI CAMPIONI
Per ogni
campione
selezionato si
possono
consultare ed
estrarre i dati
relativi al
campione.
Inoltre è
possibile
estrarre le
curve di
degrado medie
in funzione
delle litologia,
formazione e/o
area di
provenienza
selezionata
campioni/formazione
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44
46
48
50
52
AMIATA CASENTINO GARFAGNANA LIVORNESE LUNIGIANA MUGELLO PISTOIESE SENESE VALDICHIANA VALTIBERINA
n°
cam
pio
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Plis b8
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SIL FAL3
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NUG AUA
MGO 1a1 MGO 1c1
SIV MGO 2a2
CLO LSO
hr AGM
AVP VILc
unità A2 unità A3
unità F1 unità F2
MLL Cq
m
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Settore Sismica
APPLICAZIONE DEGLI STUDI DI MS PER LA PIANIFICAZIONE
TERRITORIALE
Per tutti i comuni ad esclusione di quelli in zona sismica 4, si prevede la redazione di studi e
cartografie di Microzonazione Sismica (di seguito indicati MS) di livello 1 così come definite
negli “Indirizzi e Criteri Generali per la Microzonazione Sismica” (di seguito indicati ICMS)
nonchè sulla base delle specifiche tecniche di cui all’O.P.C.M. 3907/2010 - specifiche tecniche
regionali (Del. GRT. 261/2011 e s.m.e i.)
Regolamento Regionale 53R/2011 – Parte sismica
1) La redazione degli studi di MS di livello 1 è obbligatoria per tutti i Comuni, ad eccezione di
quelli classificati in zona sismica 4, che intendono predisporre i nuovi piani strutturali, i
nuovi regolamenti urbanistici e relative varianti;
2) Tale studio deve essere realizzato in corrispondenza dei centri urbani maggiormente
significativi che il Comune, di concerto con la struttura regionale competente, individua
secondo le specifiche di cui al Par. 1.B.1.2 delle Istruzioni Tecniche del Programma VEL e
perimetra secondo i criteri definiti al par. 3.4.2 degli ICMS;
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Settore SismicaPROPOSTA METODOLOGICA
Pericolosità sismica
(MS1 + approfondimenti MS2-3)Territorio
Urbanizzato
art.4
Aree esposte al
rischio sismico
(tessuto esistente)Cartografia del rischio sismico di livello 1
(già esistente) e di livello 2 (da realizzare)
Pia
no
str
utt
ura
le
Pianificazione
all’emergenza
(piani di
protezione civile + CLE)
Pia
no
op
era
tivo
Condizioni di fattibilità interventi
e attuazione
misure di mitigazione del rischio
Per le aree esistenti sono definite le condizioni di attuazione degli
interventi in funzione della classe di pericolosità sismica locale e
della destinazione urbanistica e le misure di mitigazione del rischio
R1R1R1R2S1
R1R1R2R3S2
R2R2R3R3S3
R3R3 R4R4S4
E1E2E3E4Classi di
Pericolosità (V)
Classi di esposizioneV=1Per le aree di nuova previsione sono definite solo le
Condizioni di attuazione degli interventi in funzione della
classe di pericolosità sismica locale e della destinazione
urbanistica. Non viene considerata la vulnerabilità
sismica.