Indirizzi e criteri per la microzonazione sismica

Supplemento alla rivista trimestrale IntroduzioneM. Dolce pag 3

“Indirizzi e Criteri per la MicrozonazioneSismica”: un riferimento per lacaratterizzazione sismica del territorioS. Castenetto pag 6

La carta geologico tecnicaper gli studi di MSG. Martini, S. Castenetto,G. Naso pag 14

Rilievi gravimetrici per la microzonazionesismica (livello 1)M. Di Filippo, M. Di Nezza, G. Scarascia Mugnozza pag 18

Valutazione degli standard di esecuzione e dell’efficacia delle indagini di sismica attiva e passivaS. Foti, F. Santucci de Magistris, F. Silvestri, C. Eva pag 23

Tecniche sismiche passive: indagini a stazione singolaD. Albarello, S. Castellaro pag 32

Procedura semiquantitativa per stabilire la qualità di una carta di MS di livello 1D. Albarello, S. Castenetto, G. Naso pag 63

Risposta sismica locale: la MS come strumento discriminante per l’utilizzo di approcci semplificati o dispecifiche analisiA. Colombi, M. Compagnoni, F. Pergalani pag 65

Anno XXVIII - n. 2 - 2011

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A cura di:Mauro Dolce Dario Albarello Silvia Castellaro Sergio Castenetto Antonio Colombi Massimo Compagnoni Michele Di Filippo Maria Di Nezza Claudio Eva Sebastiano Foti Guido Martini Giuseppe Naso Floriana Pergalani Filippo Santucci de Magistris Gabriele Scarascia Mugnozza Francesco Silvestri

Progetto grafico e Impaginazione:Omega Graphics SncBologna

Stampa:LI.PE. Tipografia Persicetana, San Giovanni in Persiceto, Bologna, Giugno 2011

Pàtron EditoreVia Badini 12, 40057 Quarto Inferiore, Granarolo dell’Emilia, Bologna Tel. 051.767003 - Fax [email protected]

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2 Supplemento alla rivista Anno XXVIII - n. 2 - 2011

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Supplemento alla rivista Anno XXVIII - n. 2 - 2011 3

Le problematiche trattate dagli studi diMicrozonazione Sismica (MS) hanno avutoun forte sviluppo scientifico negli ultimi 40anni, anche se la loro importanza eraemersa già in epoca passata. È noto datempo che le condizioni locali dei terrenidi fondazione condizionano in modo im-portante gli effetti del terremoto. Già un se-colo fa, i criteri informatori delle NormeTecniche approvate con regio decreto 18aprile 1909, n. 193, a seguito del disastrosoterremoto di Messina e Reggio Calabriadel 1908, riportavano il divieto di nuovecostruzioni e ricostruzioni “su terreni postisopra e presso fratture, franosi o atti comunque ascoscendere, od a comunicare ai fabbricati vibra-zioni e sollecitazioni tumultuarie per differente co-stituzione geologica o diversa resistenza delle singoleparti di essi”.

In uno studio condotto nel 1969 da al-cuni studiosi americani in occasione del ter-remoto di S. Francisco del 1957, emerserorisultati che indicavano con evidenza comenell’ambito della stessa città, a poche centi-naia di metri di distanza, lo stesso terre-moto provocasse scuotimenti decisamentedifferenti in dipendenza degli spes sori edelle caratteristiche dei terreni più sofficipresenti negli strati più superficiali. Da al-lora gli studi su molti terremoti (es. Città delMessico, Messico 1986; Kobe, Giappone1992; Izmit, Turchia 1999, San Giuliano diPuglia, Italia 2002) hanno mostrato consempre maggiore evidenza come le caratte-ristiche locali del territorio possano alterarein maniera evidente l’azione sismica.

Gli studi di MS hanno l’obiettivo di ra-zionalizzare la conoscenza di questi feno-meni restituendo informazioni utili per il

governo del territorio, per la progettazione,per la pianificazione per l’emergenza e perla ricostruzione post sisma.

Nella pianificazione territoriale, in fun-zione delle varie scale e dei vari livelli di in-tervento, gli studi di MS sono condotti suquelle aree per le quali le previsioni urba-nistiche consentono o prevedono l’uso ascopo edificatorio o per infrastrutture, o laloro potenziale trasformazione a tali fini, oprevedono l’uso per finalità di protezionecivile.

Gli studi di MS sono di fondamentaleimportanza nella pianificazione al fine di:

– orientare la scelta di aree per nuovi in-sediamenti;

– definire gli interventi ammissibili inuna data area;

– programmare le indagini e i livelli diapprofondimento;

– stabilire orientamenti e modalità di in-tervento nelle aree urbanizzate;

– definire priorità di intervento.Nella pianificazione d’emergenza sia di

livello comunale che provinciale, gli studi diMS consentono una migliore e consapevoleindividuazione degli elementi strategici diun piano di emergenza.

La conoscenza dei possibili effetti localiindotti da un evento sismico su un territoriocontribuisce a:

– scegliere aree e strutture di emergenzaed edifici strategici in zone stabili;

– individuare i tratti “critici” delle infra-strutture viarie e di servizio e le opererilevanti, per le quali potrebbero esserenecessarie specifiche valutazioni di si-curezza.

Nella fase della ricostruzione la MS:– contribuisce a scegliere le aree per gli

Introduzione

Mauro DolceDirettore Ufficio Rischio sismico e vulcanico – Dipartimento della Protezione Civile

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insediamenti abitativi ad uso tempo-raneo e le nuove aree edificabili;

– fornisce elementi a tecnici e ammini-stratori, sull’opportunità di ricostruiregli edifici distrutti o molto danneggiatinello stesso sito o di delocalizzarli;

– contribuisce a scegliere nuove areeedificabili.

Nella progettazione di nuove opere o diinterventi su opere esistenti, gli studi di MSevidenziano l’importanza di fenomeni qualile possibili amplificazioni dello scuotimentolegate alle caratteristiche litostratigrafiche emorfologiche dell’area e dei fenomeni di in-stabilità e deformazione permanente atti-vati dal sisma. Gli studi di MS, quindi,possono offrire elementi conoscitivi utili perla progettazione di opere, con differente in-cisività in dipendenza del livello di appro-fondimento e delle caratteristiche delleopere stesse.

Un mese dopo l’evento sismico del 6aprile 2009, sulla base degli Indirizzi e Cri-teri per la Microzonazione Sismica (nel vo-lume: ICMS; Gruppo di lavoro MS, 2008),è stata realizzata una MS di livello 1 e 3 pertutti i centri abitati dei Comuni della Pro-vincia dell’Aquila che hanno subito un’in-tensità macrosismica pari o superiore alVII grado MCS.

L’operazione ha visto il coinvolgimentodi circa 150 ricercatori e tecnici di 10 Uni-versità italiane, di 8 Istituti di ricerca, di 4Regioni e 1 Provincia autonoma.

Per ogni area indagata sono stati realiz-zati elaborati cartografici e numerici. I ri-sultati degli studi di MS sono riassunti perciascuna area in tre carte:

• una carta di MS di livello 1;• una carta di MS di livello 3, nella quale

ogni zona è caratterizzata da uno spet-tro elastico di risposta;

• una carta dei periodi fondamentali divibrazione.

La carta di livello 1 è stata utilizzata, in

una prima fase, per l’identificazione dellearee in cui sono sorti gli insediamenti delProgetto C.A.S.E., i villaggi provvisori deiM.A.P., ed i moduli provvisori per uso sco-lastico (M.U.S.P.); in una seconda fase, an-cora in corso, queste stesse carte sono adisposizione per la pianificazione urbani-stica post evento. Dal punto di vista stretta-mente tecnico, le carte permettono diidentificare le aree che, per problematichegeologiche e geotecniche, devono essere as-solutamente escluse dalla progettazione diqualsiasi opera antropica.

Le carte di livello 3 e i risultati numericisono a supporto dei pianificatori e dei pro-gettisti che dovranno occuparsi della rico-struzione degli edifici danneggiati.

L’applicazione così estesa e sistematicadegli studi di MS, che ha coinvolto buonaparte di coloro che hanno contribuito alladefinizione degli “Indirizzi e Criteri per laMicrozonazione Sismica” e che ha potutofruire di una inconsueta ricchezza di dati,proprio perché a valle di un forte terremotocome quello aquilano, ha costituito un’oc-casione di verifica dei metodi e dei criterioperativi degli ICMS 2008. L’esperienzasul campo a 360° ha reso evidente allostesso gruppo di lavoro degli ICMS (2008),e non poteva essere altrimenti, l’opportu-nità di rivisitare metodi e risultati ottenuti,valutarne i margini di miglioramento e av-viare un aggiornamento degli Indirizzi eCriteri.

In sintesi il lavoro di revisione e aggior-namento ha riguardato:

• le procedure per la definizione di unacarta geologico-tecnica finalizzata allamicrozonazione sismica;

• la ridefinizione del livello 1 di MS e lavalutazione del livello di qualità;

• la valutazione degli standard di esecu-zione e dell’efficacia in vari contestigeologico-tecnici delle indagini di si-smica attiva e passiva (Down Hole,MASW, SASW, ESAC, sismica a rifra-zione, ReMi, rumore ambientale);



• l’integrazione delle indagini standardcon altri tipi di indagini (es. gravime-tria);

• l’utilizzo della MS di livello 3 comestrumento discriminante, ai fini dellaprogettazione di singole opere, perl’uso dell’approccio semplificato pre-visto nella norma o delle analisi spe-cifiche di risposta sismica locale(NTC, 2008).

Nel volume sono sintetizzati i risultatipiù rilevanti di questo lavoro di revisione eaggiornamento. I contributi sono:

Gli “Indirizzi e Criteri per la Mi-crozonazione Sismica”: un riferi-mento per gli studi finalizzati allacaratterizzazione sismica del terri-torio (Castenetto S.)

Una breve sintesi del documento appro-vato dalla Conferenza delle Regioni e Pro-vince autonome.

La Carta geologico tecnica per glistudi di MS (Martini G., CastenettoS. e Naso G.)

Costituisce un’integrazione di quello chegli ICMS (2008) già riportavano nei capi-toli 2.1 e 3.4.

Rilievi gravimetrici per la micro-zonazione sismica (livello 1) (Di Fi-lippo M., Di Nezza M. e ScarasciaMu gnozza G.)

Negli ICMS (2008) i rilievi gravimetricinon erano riportati tra le indagini utili perla definizione delle carte di MS. Si descrivesinteticamente la metodologia utilizzatanell’area aquilana.

Valutazione degli standard di esecuzione e dell’efficacia delle indaginidi sismica attiva e passiva (Foti S.,Santucci de Magistris F., Silvestri F. eEva C.)

Si puntualizzano alcuni aspetti tecnicidelle prove di sismica attiva e passiva. Com-pleta il capitolo 3.4.3 degli ICMS (2008).

Tecniche sismiche passive: inda-gini a stazione singola (Albarello D. eCastellaro S.)

Le vibrazioni ambientali sono costituite daonde che hanno attraversato porzioni signifi-cative del sottosuolo, la struttura del segnaleregistrato in superficie è potenzialmente ingrado di fornire informazioni sul mezzo at-traversato dalle onde. Completa e integra ilcap. 3.1.5 degli ICMS (2008).

Procedura semiquantitativa perstabilire la qualità di una carta diMS di livello 1 (Albarello D., Caste-netto S. e Naso G.)

Si propone una procedura molto sem-plice che possa fornire alcune indicazionisemiquantitative sulla base del numero edella qualità dei dati raccolti per la reda-zione della carta di MS di livello 1.

Risposta sismica locale: la MScome strumento discriminante perl’utilizzo di approcci semplificati odi specifiche analisi per la progetta-zione (Colombi A., Compagnoni M. ePergalani F.)

I quesiti cui gli autori cercano di fornireuna risposta sono: quale livello di appro-fondimento di MS (livello 2 o 3) permettedi discriminare tra l’utilizzo dell’approcciosemplificato e delle specifiche analisi? Se siritiene che il livello 3 della MS possa effica-cemente indicare le aree dove è possibileapplicare l’approccio semplificato o le spe -cifiche analisi, quali informazioni si pos-sono trasferire a chi deve progettare?

Bibliografia

Gruppo di lavoro MS (2008) - Indirizzie Criteri per la Microzonazione Sismica; 3vol. e 1 DVD.

NTC-08 (2008). Decreto del Ministerodelle Infrastrutture del 14 gennaio 2008,Approvazione delle nuove norme tecnicheper le costruzioni.



L’11 novembre 2008, la Conferenzadelle Regioni e Province autonome, al ter-mine di un percorso promosso e avviatonel 2006 dal Dipartimento della Prote-zione Civile, approva gli “Indirizzi e Cri-teri per la Microzonazione Sismica” (abbr.ICMS) che, sviluppando le istanze espres -se in vario modo dalle Regioni e dagli entilocali, recependo quanto elaborato e spe-rimentato dalla comunità scientifica, de fi -nisce metodi di indagine e criteri diutilizzo dei risultati degli studi di micro-zonazione sismica (Fig. 1). Dalle prime ap-plicazioni realizzate in Friuli, dopo ilterremoto del 6 maggio 1976 e proseguite

in Irpinia, a seguito dell’evento del 23 no-vembre 1980, la microzonazione sismicaè divenuta ormai uno strumento fonda-mentale di conoscenza del territorio, peruna pianificazione corretta e in grado diprevenire le conseguenze dello scuoti-mento sismico.

Gli ICMS (Gruppo di lavoro MS,2008), frutto di un impegnativo lavoro cheha visto coinvolti oltre 100 tecnici edesperti coordinati dal Dipartimento dellaProtezione Civile, descrivono i principi egli elementi della microzonazione sismica(abbr. MS) e le modalità di utilizzo nellapianificazione territoriale, nella pianifica-zione di emergenza e nella progettazionedelle opere. Vengono inoltre descritte, nel -le linee guida allegate, alcune procedureper gli studi di MS, che rappresentano verie propri strumenti operativi per l’applica-zione degli indirizzi e criteri: modalità dipredisposizione delle indagini, stesuradelle carte, composizione degli abachi perle amplificazioni e le procedure semplifi-cate. Gli ICMS sono dunque un riferi-mento a livello nazionale per gli studifinalizzati alla caratterizzazione sismicadel territorio.

1. Gli studi di microzonazione sismica

Gli studi di MS si propongono di:– identificare e perimetrare le aree a

differente pericolosità sismica locale (mi-

“Indirizzi e Criteri per la Microzonazione Sismica”: un riferimento per la caratterizzazione sismica del territorio

Sergio Castenetto Ufficio Rischio sismico e vulcanico – Dipartimento della Protezione Civile

Fig. 1 - Indirizzi e Criteri per la Microzonazione Sismica; 3vol. e 1 DVD.

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crozone, solitamente grandi alcuni ettari oalcuni isolati);

– stimare le risposte dei terreni dellediverse microzone, in modo da stabiliregerarchie di pericolosità e fornire elementico no scitivi per una pianificazione del ter-ritorio e progettazione delle opere, ade-guate alla pericolosità sismica del sito.

I contenuti e la complessità di una in-dagine di microzonazione sismica dipendedai livelli di approfondimento che si vo-gliono raggiungere, a cui naturalmentecorrispondono risorse diverse, economi-che e professionali, da mettere in campo.Da non sottovalutare anche il contesto incui si opera: in prevenzione o in emer-genza, che si riflette sui tempi di realizza-zione e sulla scelta delle metodologie. Intermini generali, per approfondimenti suc-cessivi, gli studi di microzonazione com-prendono:

– reperimento e archiviazione dei datigeologici, geofisici, geotecnici pregressi;

– esecuzione di indagini geologiche (ri-levamento, sondaggi, prove in situ);

– esecuzione di indagini geofisiche (ge-oelettrica, sismica, gravimetrica);

– analisi strumentali (dati sismome-trici/ac cele rometrici);

– analisi di laboratorio (prove geotec-niche);

– simulazioni numeriche del moto si-smico.

2. I livelli di approfondimento

I livelli di possibile approfondimentoso no tre.

Livello 1Il livello 1 di MS è propedeutico ai veri

e propri studi di microzonazione e obbli-gatorio per affrontare i successivi livelli diapprofondimento.

Il quadro conoscitivo necessario a rea-lizzare tale livello si basa sulla raccolta deidati pregressi: rilievi geologici, geomorfo-

logici e geologico-tecnici, sondaggi, inda-gini geofisiche. La sintesi dei dati e dellecartografie disponibili consente di realiz-zare i seguenti pro dotti:

– carta delle indagini, nella quale sonoubicate e distinte per tipologia tutte le in-dagini puntuali e lineari disponibili;

– carta geologico tecnica e sezioni, nel -la quale sono descritte le diverse unità li-tologiche riconosciute e definiti i rapportistratigrafici;

– carta delle microzone omogenee inprospettiva sismica (Mops), scala 1:5000-1:10.000;

– relazione illustrativa.Nella “carta delle microzone omogenee

in prospettiva sismica” o “carta di MS dilivello 1” (Fig. 2), troviamo rappresentate:

– Zone stabili, senza effetti di modifi-cazione del moto sismico rispetto ad unterreno rigido (Vs ≥800 m/s) e pianeg-giante (pendenza < 15°);

– Zone stabili suscettibili di amplifica-zioni locali: amplificazioni litostratigrafi-che per Vs <800 m/s e spessori >5 m,amplificazioni topografiche su rilievi inroccia;

– Zone suscettibili di instabilità (insta-bilità di versante, liquefazioni, faglie attivee capaci, cedimenti differenziali).

I limiti di una MS di livello 1 sono rap-presentati dalla possibile presenza di lito-logie delle quali non è noto lo spessore,elementi tettonici da ricostruire nel loroassetto e geometria, dalla presenza di areeinstabili la cui geometria e dinamica risul-tano incerti. Pertanto, tale livello consentesolo di definire qualitativamente le zoneomogenee per finalità di pianificazione ter-ritoriale e risulta utile ad orientare le in-dagini di approfondimento previste dai li-velli di MS successivi.

Livello 2Per risolvere le incertezze del livello 1,

gli ICMS prevedono un livello 2 di appro-fondimento che, attraverso l’esecuzione di



i risultati del livello 1, si giunge ad una re-visione del modello geologico, e alla rea-lizzazione di una carta di MS nella qualele zone a comportamento omogeneo sonocaratterizzate an che da un parametro nu-merico descrittivo de gli effetti attesi (fat-tore di amplificazione), ottenuto conme todi semplificati. Si distinguono, dun-que:

– zone stabili; – zone stabili suscettibili di amplifica-

zioni locali, caratterizzate da fattori di am-plificazione relativi a due periodi delloscuotimento (FA ed FV);

– zone di deformazione permanente,caratterizzate da parametri quantitativi

Fig. 2 – Fossa (AQ), Carta di livello 1 (Gruppo di lavoro MS-AQ , 2010).

indagini economiche e poco invasive, con-sente di meglio definire il modello geolo-gico del sottosuolo e di fornire per cia scunamicrozona identificata una quantificazionenumerica degli effetti, ottenuta con metodisemplificati.

Le indagini sono fondamentalmente in-dagini di tipo geofisico, quali la sismica arifrazione, le analisi strumentali con tecni-che attive e passive per la stima delle Vs,misurando microtremori ed eventi sismici.Quando possibile, in funzione delle risorsea disposizione, possono essere eseguitepro ve geofisiche in foro (Down Hole, CrossHole).

Attraverso correlazioni e confronti con



(spostamenti e aree accumulo per frana,calcolo dell’indice del potenziale di lique-fazione).

I parametri FA ed FV rappresentano ilrapporto tra gli spettri di input e di output,rispettivamente in accelerazione e inpseudo velocità, calcolati in un intervallointorno ai periodi TA e TV dove l’am-piezza è massima. L’intervallo di periodiconsiderato per FA varia tra 0,1 e 0,3 s(alte frequenze), mentre per gli FV l’inter-vallo varia tra 0,6 e 1,4 s (basse frequenze).

Gli abachi che consentono di definire il

parametro di amplificazione del moto si-smico da attribuire a ciascuna Mops sonocostruiti per un modello ideale di sotto-suolo (Fig. 3), costituito da terreni omoge-nei a strati orizzontali, piani e paralleli, diestensione infinita e Vs costante, su un be-drock sismico (Vs =800 m/s).

Le tabelle degli abachi contenute negliICMS (Fig. 4), costruiti adottando dellesemplificazioni che li rendano applicabiliall’intero territorio nazionale, sono ordi-nate per:

– litotipo (ghiaia, sabbia, argilla);– tipo di profilo di Vs (costante, gra-

diente max, gradiente intermedio).Per trovare il valore di FA o FV devo

conoscere:– ag, accelerazione dell’evento di rife-

rimen to. Gli abachi considerano tre livellidi pericolosità, basso, medio ed elevato(0,06-0,18-0,26 g);

– litotipo prevalente della copertura;– spessore stimato della copertura;– Vs media della copertura.

Fig. 4 – Esempio di tabella degli abachi in FA.

Fig. 3 – Modello ideale di sottosuolo per metodi semplificati.



In assenza di dati di Vs sperimentali, laVs può essere determinata a partire dallefrequen ze proprie F0 ottenute con analisistrumentali (microtremori), sulla base dellarelazione T0=4H/Vs.

Il valore di amplificazione che si ottienecon gli abachi non è affidabile nel caso di:

– amplificazioni topografiche;– forme sepolte (amplificazioni 2D);– inversioni di velocità (rigido su sof-

fice);– presenza di instabilità.Affinché tale strumento risulti più effi-

cace e aderente ai diversi contesti fisici delterritorio, è utile che gli abachi per il livello2 di MS siano predisposti dalle Regioni apartire da:

– input sismici definiti attraverso studiregionali di pericolosità di base;

– modelli litologici coerenti con l’as-setto geologico regionale;

– curve di decadimento della rigidezza(G) e di incremento dello smorzamento (D)con la deformazione, per ciascun litotipo,definite da analisi di laboratorio;

– profili di Vs misurati attraverso inda-gini mirate.

In alternativa e in attesa della loro de-finizione possono essere utilizzati gli aba-chi di ICMS validi, come già detto, perl’intero territorio nazionale.

Di recente, la Regione Lazio (DGR545/2010) ha approvato le linee guida re-gionali per gli studi di MS.

Livello 3Il livello 3 è il livello di maggiore ap-

profondimento per la definizione e carat-terizzazione delle zone suscettibili di am-plificazioni o di instabilità, perché consentedi risolvere le situazioni geologiche e geo-tecniche complesse, ad esempio inversionidi velocità, non risolvibili con abachi o me-todi semplificati, modificando sostanzial-mente le carte di micro zo nazione di livello1 e 2.

Il livello 3, naturalmente richiede un

impegno di risorse economiche e profes-sionali importante, giustificato, ad esem-pio, nel caso di una fase di ricostruzionepost-terremoto ma anche, in fase preven-tiva, nelle aree a più elevato rischio si-smico.

Per raggiungere gli obiettivi del livello 3occorre:

– un modello del sottosuolo affidabile;– un evento di riferimento per le simu-

lazioni numeriche;– simulazioni numeriche per ottenere

i parametri di amplificazione.Il modello del sottosuolo, ossia la rappre-

sentazione 3D con elementi quantitativi equalitativi del sottosuolo, definisce le geo-metrie delle unità omogenee, l’assettostrutturale, le proprietà fisico meccaniche,la presenza della falda acquifera, il limitetra copertura e bedrock sismico.

Il modello si costruisce attraverso inda-gini geologiche, geofisiche e geotecniche,che consentono di identificare le unitàomogenee, attribuendo loro parametrigeotecnici e geofisici.

Le indagini consistono in campagne diacquisizione di dati sismometrici, son-daggi, pro ve in foro e in superficie per ladeterminazione di profili di Vs, sismica arifrazione, prove geotecniche in situ e in la-boratorio, analisi di microtremori.

L’evento di riferimento, il cui moto dipendedal meccanismo di sorgente, dalla magni-tudo e dalle caratteristiche fisico meccani-che del mezzo attraversato (sorgente-sito),può essere quello di normativa (derivantedalla pericolosità di base) o scelto su basedeterministica qualora siano disponibili idati. In questo caso, il moto (accelero-gramma o spettro di risposta) andrà rife-rito, come previsto dalla normativa, acondizioni di suolo rigido affiorante, in as-senza di effetti topografici e riportato allabase della copertura.

Il modello del sottosuolo e l’input si-smico sono gli ingredienti necessari allo svi-luppo della analisi numeriche che consentono



di simulare il processo di propagazionedelle onde attraverso il substrato e la co-pertura fino in superficie. Per fare questo siutilizzano codici di calcolo 1D, 2D e 3D (es.ProShake, BeSoil, Quad), lineari o non li-neari, che tengono cioè conto delle defor-

mazioni permanenti delle rocce, scelti infunzione del sito da analizzare e delle co-noscenze disponibili. Risultato delle analisisono i valori del parametro scelto per defi-nire la modificazione del moto sismico, intermini di amplificazione e spettro di rispo-

Fig. 5 – Fossa (AQ), carta di MS di livello 3 (Gruppo di Lavoro MS-AQ , 2010).



sta, associati a ciascuna microzona in cui èstato suddiviso il territorio.

Le elaborazioni descritte consentono digiungere alla realizzazione di una carta dimicrozonazione sismica di livello 3, checomprende (Fig. 5):

– Zone di deformazione permanente; – Zone stabili suscettibili di amplifica-

zione caratterizzate in funzione di un para-metro di amplificazione da analisi nu me -riche (intervalli o valore medio di FA e FV);

– Zone stabili.

3. L’esperienza aquilana

Il Dipartimento della Protezione Civilee la Conferenza delle Regioni e Provinceautonome avevano previsto una fase di

sperimentazione e applicazione dei metodie criteri approvati con gli ICMS. A menodi 6 mesi dall’approvazione, mentre sistava definendo la procedura per un con-creto avvio della sperimentazione, il terre-moto di L’Aquila del 6 aprile 2009 harappresentato il banco di prova dove, congrande impegno, il GdL si è confrontatogiungendo a risultati importanti per la ri-costruzione dell’area aquilana.

Un mese dopo l’evento sismico del 6aprile 2009, basandosi sugli Indirizzi e Cri-teri per la Microzonazione Sismica, si è rea-lizzata una MS di livello 1 e 3, per tutti icentri abitati dei Comuni della Provinciadell’Aquila che hanno subito un’intensitàmacrosismica di almeno VII MCS (Fig. 6).I risultati dello studio sono stati resi dispo-nibili nel mese di febbraio 2010, pubbli-

Fig. 6 – Le località oggetto della microzonazione sismica aquilana (Gruppo di Lavoro MS-AQ , 2010).



cando sul sito web del Dipartimento dellaProtezione Civile le carte delle indagini, lecarte geologico tecniche, le carte di MS dilivello 1 e di livello 3 per tutte le località in-vestigate. I 3 volumi “Microzonazione si-smica per la ricostruzione dell’area aquilana” (Gruppo di Lavoro MS-AQ 2010),curati dal DPC e stampati dalla RegioneAbruzzo, contengono i contributi delle di-verse unità operative che hanno operatonelle 12 macroaree in cui è stato suddivisoil territorio aquilano. Nel DVD allegato aivolumi sono consultabili i dati di base, le re-

lazioni di indagine, le stratigrafie dei son-daggi, le analisi numeriche e le diverse car-tografie predisposte dal gruppo di lavoro.

Bibliografia

Gruppo di lavoro MS; 2008. Indirizzi eCriteri per la Microzonazione Sismica,3 vol. e DVD.

Gruppo di lavoro MS-AQ , 2010. Micro-zonazione sismica per la ricostruzionedell’area aquilana, 3 vol. e DVD.



1. IntroduzioneLa criticità emersa nell’applicazione de-

gli ICMS (2008), relativa all’assenza tra glielaborati per la realizzazione delle carte dilivello 1 delle carte geologico tecniche,viene superata prevedendo la realizzazionedi una Carta geologico tecnica per gli studi di MS,nella quale sono riportate tutte le infor-mazioni di base (geologia, geomorfologia,caratteristiche litotecniche, geo tecni che edidrogeologiche) necessarie alla definizionedel modello di sottosuolo e funzionale allarealizzazione della Carta delle microzoneomogenee in prospettiva sismica (carta diMS di livello 1).

La carta dovrà riunire tutte le informa-zioni a disposizione del soggetto realizza-tore degli studi di MS, riferibili a indaginipregresse e rilievi di campagna e, nel-l’eventualità fossero necessarie, indagini dinuova esecuzione.

La scala finale di rappresentazione nondovrà essere inferiore a 1:10.000-1:5.000.

Nell’ottica di una gestione e analisidelle informazioni mediante sistemi infor-mativi geografici, gli elementi da riportaresulla carta sono distinti in:

• AREALI • LINEARI • PUNTUALI

In funzione delle informazioni rappre-sentate, sono previste due legende:

• legenda geologico-litotecnica e idro-geologica;

• legenda geomorfologica.

Le indicazioni di seguito riportate van -no a integrare quanto riportato in ICMS

(2008) che resta il documento fondamen-tale di riferimento.

2. Legenda geologico-litotecnica e idrogeologica

Il campo descrittore dovrà contenere glielementi litologici, stratigrafici, tessiturali efisico-meccanici, utili alla corretta defini-zione delle unità litologico tecniche affio-ranti; inoltre è essenziale evidenziare le ca-ratteristiche fisico-meccaniche delle unità,per questo, accanto a ogni unità litologico-tecnica, sarebbe importante riportare lospessore medio più rap presentativo del-l’unità (tenendo naturalmente conto anchedegli spessori minimi e massimi dedotti dalleindagini) e laddove possibile, i valori indi-cativi delle Vs, ricavate dall’interpretazionedei dati raccolti con diversi tipi di indaginio tratte da bibliografia. (Tab. 1)

3. Descrizione delle unità geologico-litotecniche

Le unità andranno distinte tra coper-tura e substrato e diversamente descritte,giungendo ad una standardizzazione delleinformazioni relative agli aspetti geologicie litotecnici.

Per le coperture, lo spessore minimo daconsiderare resta >3 m. Nel caso della pre-senza di aree con copertura inferiore a 3m in contatto con substrato rigido, questedovranno essere segnalate nella relazioneche accompagna la carta.

La carta geologico tecnica per gli studi di MS

Guido Martini*, Sergio Castenetto**, Giuseppe Naso**

* UTAPRAD-MNF, ENEA C.R. Frascati ** Ufficio Rischio sismico e vulcanico - Dipartimento della Protezione Civile

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In ogni caso, per una corretta letturadelle informazioni geologiche, sarà neces-sario allegare alla Carta geologico tecnica pergli studi di MS gli schemi dei rapporti stra-tigrafici più significativi per l’area studiataed almeno due sezioni geologiche che sa-ranno di base alla realizzazione dellaCarta delle microzone omogenee in pro-spettiva sismica e che potranno eventual-mente essere sottoposte a modellazionenumerica.

Infine, sia le unità del substrato, sia lecoperture saranno caratterizzate da valori

indicativi dei parametri geofisici e geotec-nici, qualora disponibili.

a) Terreni di coperturaSuddivisione dei litotipi in classi prede-

finite (compatibilmente con la possibilitàdi definire e caratterizzare un numero nontroppo esteso di classi, sufficiente per es-sere rappresentativo dei depositi presentiin ambito nazionale), tali da poter identifi-care situazioni litostratigrafiche potenzial-mente suscettibili di amplificazione localeo di instabilità.

Elementi AREALI Elementi LINEARI Elementi PUNTUALI

GEOLOGICO-LITOTECNICI Perimetrazione delle aree di affioramento delle unità litotecniche riconosciute con poligoni a differente colorazione.

Ad ogni unità andrà assegnata una sigla da riportare in carta. Per sottolineare la necessità di una sintesi da parte del soggetto realizzatore, sarebbe opportuno richiedere il ranking delle unità in ordine di profondità e la successiva numerazione sarà crescente con la profondità.

Per gli elementi litoidi, retino sovrapposto, riferito al grado di fatturazione, differenziato in: • Jv < 10 • 11 < Jv < 20 • 21 < Jv < 30 • Jv > 30 o cataclasite

IDROGEOLOGICI Perimetrazione con poligono a retino da sovrapporre alla litologia per indicare le aree con falda freatica/artesiana a profondità < 15m

TETTONICO-STRUTTURALI Elementi grafici (a tratteggio se presunte) per: • faglie non attive a) dirette b) inverse c) trascorrenti/oblique • faglie attive (definite secondo i

criteri di IMCS, 2008) a) dirette b) inverse c) trascorrenti/oblique

• assi di pieghe (a tratteggio se

presunte) a) sinclinali b) anticlinali

GEOMETRIA SUBSTRATO

RIGIDO • isobate substrato rigido sepolto

Tracce della/e sezione/i geologiche rappresentative del modello del sottosuolo.

GEOLOGICI Elementi grafici per: • giaciture strati • immersione ed inclinazione piani

di faglia

GEOMECCANICI Elementi grafici per: • punti di misura e valore Jv

GEOFISICI: FREQUENZE FONDAMENTALI Elementi grafici per: • punti di misura e valore Fo,

distinti se da rumore ambientale o weak-motion

SONDAGGI E POZZI • sondaggi che raggiungono il

substrato e profondità raggiunta • pozzi che raggiungono il

substrato e profondità raggiunta • pozzi che intercettano la falda e

profondità raggiunta • sondaggi che NON raggiungono

il substrato e profondità raggiunta

• pozzi che NON raggiungono il

substrato e profondità raggiunta

Tab. 1 – Elementi areali, lineari e puntuali per la redazione della Carta geologico tecnica per gli studi di MS.



stenza e degli spessori minimi e mas-simi supposti;

9. deposito alluvionale a granulometriamista o indistinta con l’indicazionedello stato di cementazione/addensa-mento/consistenza e degli spessori mi-nimi e massimi supposti;

10. detrito di versante a granulometria mistao indistinta con l’indicazione dellostato di cementazione/addensa-mento/consistenza e degli spessoriminimi e massimi supposti;

11. coltre di substrato alterato o intensa-mente fratturato con l’indicazione delgrado di fratturazione e degli spessoriminimi e massimi supposti;

13. altri tipi di terreni non compresi in questoelenco, con l’indicazione del tipo e deglispessori minimi e massimi supposti.

Per una valutazione speditiva (di cam-pagna) del grado di addensamento / con-sistenza delle classi di coperture, si può farriferimento alle “prove manuali” descrittedi seguito (Tab. 2-3):

Le classi sono:1. riporto antropico, con l’indicazione della

matrice e dello spessore indicativo;2. ghiaia, con l’indicazione dello stato di

cementazione/addensamento e deglispessori minimi e massimi supposti;

3. ghiaia/sabbiosa-sabbia/ghiaiosa, con l’in-dicazione dello stato di cementa-zione/addensamento e degli spessoriminimi e massimi supposti;

4. sabbia, con l’indicazione dello stato dicementazione/addensamento e deglispessori minimi e massimi supposti;

5. sabbia/limosa-limo/sabbioso, con l’indica-zione dello stato di cementazione/ad-densamento/consistenza e degli spessoriminimi e massimi supposti;

6. limo, con l’indicazione della consi-stenza e degli spessori minimi e mas-simi supposti;

7. limo/argilloso-argilla/limosa, con l’indi-cazione della consistenza e degli spes-sori minimi e massimi supposti;

8. argilla, con l’indicazione della consi-

Descrizione Prove manuali Addensato Non è sufficiente la pala per scavarlo Moderatamente addensato Può essere scavato con la pala con molta difficoltà Poco addensato Può essere scavato con la pala con difficoltà Sciolto Può essere scavato con la pala

Tab. 2 – Stato di addensamento.

Descrizione Prove manuali Coesivo estremamente consistente Può essere scalfito con difficoltà con l'unghia del pollice Coesivo molto consistente Può essere scalfito con l'unghia del pollice. Non può essere

modellato con le dita Coesivo consistente Non può essere modellato con le dita Coesivo moderatamente consistente Può essere modellato solo con forte pressione delle dita Coesivo poco consistente Può essere facilmente modellato con le dita Coesivo privo di consistenza Cede acqua se compresso con le dita

Tab. 3 – Stato di consistenza.



b) Substrato rigido• tipologia del substrato: lapideo, granulare

cementato, coesivo sovraconsolidato, al-ternanza di litotipi (es. depositi flyschoidi)(differenza evidenziata con retini);

• indicazione della stratificazione, se esi-stente (es. stratificato, non stratificato);

• grado di fratturazione; differenza in ba -se a parametro Jv.

4. Legenda geomorfologica

Contiene gli elementi utili per l’iden-tificazione di: zone suscettibili di instabi-lità del versante; forme di superficiesu scettibili di amplificazione morfologica;forme/ elementi sepolti suscettibili di ef-fetti 2D o di cedimenti differenziali. (Tab. 4).

Elementi AREALI Elementi LINEARI Elementi PUNTUALI

FORME DI SUPERFICIE

INSTABILITA’ VERSANTE Perimetrazione dell’area di frana con poligono a differente colorazione (che si sovrappone al poligono della litologia) secondo l’attività:

a) attiva b) quiescente c) inattiva d) non definita

Retino sovrapposto per: • crollo o ribaltamento • scorrimento • colata • frana complessa • non definita ALTRI ELEMENTI Retini sovrapposti al poligono della litologia per: • conoide alluvionale • falda detritica

FORME SEPOLTE Retino sovrapposto al poligono della litologia per: • area con cavità (o area con

notizie di sprofondamenti avvenuti nel passato)

ALTRE FORME • elementi antropici • forme carsiche • forme glaciali • superfici di erosione • …

FORME DI SUPERFICIE Elementi grafici lineari per: • orlo scarpata morfologica

a) 10-20 m b) > 20 m

• orlo terrazzo fluviale a) 10-20 m b) > 20 m

• cresta

FORME SEPOLTE • scarpata sepolta • valle sepolta stretta (C 0.25) • valle sepolta larga (C<0.25) C= H/L/2 con H profondità della valle e L, semilarghezza della stessa ALTRE FORME • elementi antropici • forme carsiche • forme glaciali • …

FORME DI SUPERFICIE Elementi grafici puntuali per: • picco isolato

FORME SEPOLTE • cavità isolata ALTRE FORME • elementi antropici • forme carsiche • forme glaciali • …

Tab. 4 – Elementi areali, lineari e puntuali per la redazione della Carta geologico tecnica per gli studi di MS.



1. Introduzione

Nell’ambito del progetto di microzona-zione sismica dell’area aquilana è emersa lanecessità di utilizzare la gravimetria in si-tuazioni geologiche complesse e laddove ilmodello geologico del sottosuolo dell’areanon è ben determinato e, soprattutto, per de-finire la profondità e la geometria del sub-strato geologico sepolto. Si ricorda chequesto tipo di indagini non è previsto dagliICMS (2008).

L’obiettivo dello studio gravimetrico è direstituire una carta delle isobate del sub-strato geologico. Infatti, la prospezione gra-vimetrica consente, attraverso misureeffettuate sulla superficie terrestre, di osser-vare e interpretare anomalie di gravità pro-dotte da contrasti laterali di densità, nonnoti, tra masse sepolte e di definire le pro-fondità e gli spessori delle rocce presenti nelsottosuolo.

Attualmente esiste una buona distribu-zione delle stazioni gravimetriche sul terri-torio italiano, con una densità media di 1stazione per km2 (il database delle stazionigravimetriche esistente in Italia è gestito dal-l’ISPRA, Dipartimento Difesa del Suolo,Servizio Geofisica). Tuttavia la densitàmedia delle stazioni gravimetriche distribuitesul territorio è rivolta all’individuazione distrutture geologiche a carattere regionale e,per questo, risulta inadeguata al fine di det-tagliare distribuzioni di masse e strutturegeologiche sepolte poste a modesta profon-dità e di dimensioni più limitate.

Per offrire un panorama più dettagliatodell’assetto geologico-strutturale alla scala

delle aree (microzone) a medesimo compor-tamento sismico, sono stati eseguiti rilievigravimetrici con una densità maggiore distazioni per km2, come per la Conca di Sul-mona (Di Filippo & Miccadei, 1997), laMedia Valle del Fiume Aterno (Cesi et al.,2010) e le aree aquilane (Di Filippo & DiNezza, 2010a,b,c). La densità media deipunti di stazione è stata, per queste prospe-zioni, da 5 a 10 misure di gravità per km2

con una distanza delle stazioni tra 150 e 500metri, quanto più omogeneamente distri-buite nel territorio, in funzione dell’area darilevare e soprattutto delle dimensioni dellestrutture geologiche.

2. Il rilievo gravimetrico

Il metodo gravimetrico risulta attual-mente, tra i metodi geofisici, il più speditivoed idoneo per ottenere informazioni arealiindirette sulla geologia del sottosuolo e indi-viduare l’assetto strutturale caratteristico dizone ad elevato interesse sismico.

Il dettaglio e la profondità d’indaginesono funzione della distribuzione delle sta-zioni gravimetriche misurate nonché delledimensioni delle strutture geologiche da in-dagare.

Un ottimo rilievo consente di fornireadeguate informazioni di base, nell’ambitodi uno studio di MS di livello 1, sulla di-stribuzione in profondità dei diversi corpigeologici, le cui densità possono inciderenotevolmente sulle diverse risposte sismi-che locali e consente di realizzare unacarta batimetrica del substrato geologico

Rilievi gravimetrici per la microzonazione sismica (livello 1)

Michele Di Filippo, Maria Di Nezza, Gabriele Scarascia Mugnozza Dipartimento di Scienze della Terra, Università “Sapienza” di Roma



più denso e rigido. Ma soprattutto rendepossibile determinare - e quindi mettere inevidenza - le morfologie sepolte masche-rate dagli spessori dei terreni recenti so-vrastanti. L’individuazione di discontinuitàgravimetriche sepolte e non direttamenteosservabili in superficie permette, inoltre,di pianificare e ottimizzare eventuali cam-pagne di misura geofisiche mirate alla de-finizione dei livelli 2 e 3 di microzonazionesismica.

La gravimetria può anche integrare e for-nire un ottimo supporto per risolvere i mo-delli geologici di sottosuolo lungo sezionitipo prese a riferimento per le simulazioninumeriche, sia monodimensionali (1D) chebidimensionali (2D), ai fini della valutazionedei fattori di amplificazione sismica.

Nel livello 3 di MS, in base ai valori otte-nuti dalle misure gravimetriche eseguite perla realizzazione della MS di livello 1 e daquelle sismometriche (livello 2 di MS), pos-sono essere derivati i valori di velocità delleonde S (Vs_eq) riferibili all’intera colonna didepositi recenti sovrapposti al substrato geo-logico rigido (bedrock).

I valori delle Vs_eq si ottengono me-diante una correlazione empirica tra i va-lori di profondità del tetto del substratogeologico, risultanti dalla indagini gravi-metriche e le frequenze di risonanza corri-spondenti al primo picco HVSR, ottenuticon le misure di rumore sismico (cfr § 8.5.3& 8.5.4 MS5-Roio).

Questa correlazione ha il vantaggio diottenere una carta delle isocinetiche co-struita sulla base di due tipologie di inda-gine geofisica del tutto indipendenti (livello3 di MS).

Qualora dovessero emergere delle areedi particolare complessità e con carenza diinformazioni geologiche dirette nonché laimpossibilità di utilizzare altri metodi geo-fisici previsti dagli ICMS, non sarebbe daescludere per la MS di livello 3 la possibi-lità di eseguire una prospezione microgra-vimetrica.

3. Elaborazioni numeriche

Sebbene il metodo gravimetrico sia un me-todo geofisico impiegato nella ricerca di base,grande importanza dovrebbe essere data allaelaborazione dei dati acquisiti, che non devemai esulare dall’integrazione e sostegno deidati geologici di superficie e dei dati geologicidiretti del sottosuolo, quando disponibili.

La carta delle Anomalie di Bouguer è ilprimo prodotto oggettivo che si ottiene. Talianomalie però rappresentano una sommadegli effetti gravimetrici dovuti a carenze oeccessi di massa poste a profondità compresetra il piano campagna ed il baricentro dellaTerra; esse sono fortemente influenzate, siacome andamento che come entità, da mo-tivi geologici strutturali profondi, che fannoda motivo caratterizzante nel quadro delleAnomalie di Bouguer. Pertanto, la carta gra-vimetrica delle Anomalie di Bouguer risul-tante è il prodotto della sovrapposizione dianomalie di diversa origine ed entità: unaqualsiasi sorgente (potenziale) contribuirà alcampo potenziale, per cui, una distribuzionecomplessa di sorgenti all’interno della Terra,darà luogo ad un campo (potenziale) che,per scopi interpretativi, deve essere scompo-sto nelle sue componenti: regionale e locale.

Il campo regionale è costituito da isoa-nomale che evidenziano un trend regolaresu un’area molto estesa: questa anomalia, abassa frequenza spaziale o grande lunghezzad’onda, è causata da eterogeneità profonde,in rapporto alla scala del problema. Sovrap-poste o mascherate da questo campo pos-sono sussistere anomalie, ad alta frequenza opiccola lunghezza d’onda, paragonabili a di-storsioni del campo regionale, che sono ca-ratterizzate da una irregolarità spaziale e dauna maggiore curvatura delle isoanomale:esse sono determinate da masse “locali”,sempre in rapporto alla scala del problema,d’interesse per scopi di prospezione. Questeanomalie definiscono il campo locale o resi-duo, che sono di particolare interesse ai finidella microzonazione sismica.



sità a dei poligoni, riconducibili alle di-verse tipologie delle rocce nel sottosuolo econsiderando, soprattutto, il miglior fit tradati osservati (anomalie residue) e datisperimentali (anomalie calcolate) lungo lasezione in esame (Talwani et al., 1959). Ilprocedimento è molto valido per illu-strare un campo di anomalie definito daentità geologico-strutturali, poiché i pri-smi si prestano molto bene alla rappre-sen tazione di strutture geologicheas si milabili a corpi allungati (Horst, Gra-ben, sovrascorrimenti, anticlinali, sincli-nali, strutture “flat-ramp-flat”, ecc.), conuna dimensione quindi maggiore (asse y)rispetto alle altre due.

2) Estrazione dei modelli geo-gravimetricidal modello geologico-strutturale tridi-mensionale, lungo le sezioni in esame.

Ottenuto il modello bidimensionale, suc-cessivamente deve essere elaborato un mo-dello gravimetrico tridimensionale corri -spondente a un modello geologico-strutturaleche permetta di definire, oltre ad una stimadelle profondità, i rapporti reciproci tra leunità geo-gravimetriche identificate. Le ipo-tesi avanzate, dove possibile, devono essereverificate con dati geologici di superficie didettaglio (livello 1 di MS), con i dati dei son-daggi (livello 1 di MS), qualora presenti, ocon altre informazioni, dirette o indirette,disponibili.

Per l’elaborazione del modello gravime-trico tridimensionale può essere utilizzato unprogramma di calcolo (ad esempio il 3dGRVTsviluppato dal Dipartimento di Scienze dellaTerra, Università “Sapienza” di Roma, Di Fi-lippo & Di Nezza), che permette di ottenerel’anomalia gravimetrica prodotta da una seriedi corpi tridimensionali limitati da una datageometria e densità media.

Trovandoci nella situazione di dover ana-lizzare corpi e strutture geologiche di formeirregolari e variabili nello spazio, sarebbe op-portuno utilizzare l’algoritmo di Coggon(1976) relativo al calcolo dell’anomalia di

La separazione delle cause che le Ano-malie di Bouguer concorrono a dare esige,quindi, l’uso di adeguate tecniche di filtrag-gio, e non esistendo un criterio univoco perseparare le anomalie, è indicativo l’utilizzodi metodi quali: la residuazione polinomialedi vario ordine (Carte delle Anomalie Resi-due di ordine n-1), il metodo di Griffin(1949) (Carte delle Anomalie Residue di or-dine n-2) per diverse profondità, il gradienteorizzontale (quest’ultimo permette di evi-denziare le discontinuità gravimetriche), chepermettono di delineare un quadro geolo-gico-strutturale caratterizzato da estremaeterogeneità, in termini geometrici, spazialie di densità, delle formazioni presenti nellaporzione poco profonda dell’area.

Il processo di separazione delle anomaliefornisce gli elementi più idonei per unaprima accurata interpretazione qualitativa,rappresentata dalle mappe delle AnomalieResidue di vario ordine, a partire dalle qualisarà poi possibile giungere all’esatta quanti-ficazione dei parametri fisici e geometricidelle sorgenti gravimetriche sepolte.

Successivamente, sulla base delle ano-malie residue, ottenute con il filtraggio piùappropriato, si possono realizzare modelligeo-gravimetrici bidimensionali che, invece,permettono di determinare la geometria e lastruttura dei corpi geologici con diversa den-sità presenti nel sottosuolo e ottenere cosìun’interpretazione quantitativa delle ano-malie gravimetriche. I modelli consideratipotranno anche essere utilizzati successiva-mente per la modellazione numerica dellarisposta sismica locale.

Per ottenere dei modelli geo-gravimetricibidimensionali del sottosuolo, si può optareper una delle due soluzioni seguenti o perentrambe:1) Applicazione di un metodo fisico-mate-

matico basato sul modello dei prismi in-definiti, con forma qualunque della basedel poligono e secondo una direzionenormale (asse y) alla sezione del profilo(x-z), attribuendo diversi contrasti di den-



gravità dato da poliedri regolari. L’algoritmodi Coggon permette di calcolare, sulla basedei dati delle batimetrie ipotizzate, della su-perficie topografica e dei contrasti di densitàrelativi ai vari corpi, l’anomalia sintetica inognuna delle stazioni di osservazione gravi-metrica nell’area in esame. Il volume di ognicorpo geologico di cui è composto il modelloviene suddiviso in una serie di prismi uguali,a pianta quadrata, limitato da due superficial tetto (superficie topografica) ed alla base(substrato geologico, in questo caso), ed ilprogramma calcola, in ogni punto di misuragravimetrica, la componente verticale del-l’anomalia prodotta da tutti i prismi.

L’anomalia sintetica prodotta dal pro-gramma, viene confrontata con l’anomaliaresidua osservata e successivamente vengonocalcolati i residui, differenza in mGal, tra va-lori reali e calcolati, che potranno essere ac-cettabili o meno: in quest’ultimo caso sarànecessario apportare delle correzioni; in par-ticolare sarà necessario modificare i dati ba-timetrici e/o i contrasti di densità, fino adottenere un’anomalia sintetica a cui compe-tono residui di entità accettabili.

È chiaro che più il numero delle stazionigravimetriche acquisite risulta alto e la di-stribuzione delle stazioni è omogeneo, mag-giore sarà il dettaglio del modello ottenuto.

Dall’utilizzo di questo metodo indiretto, sipuò così ottenere sia una carta geo-gravimetricasia l’andamento del substrato geologico. I risultatiottenuti potranno indirizzare i successivi studigeofisici di approfondimento (livelli 2 e 3 diMS), in quanto si potranno distinguere zonea densità media costante, definite appuntodalle diverse unità geo-gravimetriche con ri-spettiva estensione e profondità, che avrannocaratteristiche dif ferenti di risposta sismica.

4. Conclusioni

A seguito dell’esperienza maturata in oc-casione del terremoto di L’Aquila, si ritiene op-portuno che il metodo gravimetrico vengaintrodotto negli studi di MS di livello 1, per

una corretta valutazione di alcuni parametrifisici e meccanici delle rocce, ma soprattuttoper una migliore e più dettagliata conoscenzadell’assetto geologico-strutturale del sottosuolo.Da tale studio dettagliato si possono ottenerediverse informazioni sul sottosuolo, sia quali-tative che quantitative, che serviranno a pro-grammare nel modo più corretto possibile leindagini geofisiche di approfondimento previ-ste dagli ICMS. Alcune risultati ottenuti con imetodi gravimetrici dovranno essere obbliga-toriamente forniti negli studi di MS di livello 1,altri potranno essere facoltativi, in funzione delgrado di approfondimento richiesto:

1) Carta delle Anomalie di Bouguer conl’ubicazioni delle stazioni gravimetriche;

MS di livello 1 (su richiesta)

2) Carte del campo locale e regionale otte-nute con la residuazione polinomiale (po-linomi di I°(lineare e bilineare), II° e III°))(Carte delle Anomalie Residue di ordinen-1 e Regionali);


3) Carte del campo locale più superficiale(Metodo di Griffin, 1949) (Carte delleAnomalie Residue di ordine n-2);


4) Carta del gradiente orizzontale; MS di livello 1 (obbligatorio, questa puòanche essere correlata alla successiva cartabatimetrica)

5) Carta Geo-Gravimetrica;MS di livello 1 (su richiesta)

6) Modelli geo-gravimetrici bidimensionalidel sottosuolo;

MS di livello 1 e 3 (obbligatoria per il terzolivello)

7) Carta batimetrica dell’andamento delsubstrato geologico denso ed eventuale/ibatimetria/e del/i corpo/i di particolareinteresse sismologico ai fini di una cor-retta valutazione dei fattori di amplifica-zione sismica;

MS di livello 1 e 3 (obbligatoria)



8) Carta delle isocinetiche costruita sullabase di due tipologie di indagine geofisicadel tutto indipendenti: gravimetrica/si-smometrica;

MS di livello 3 (obbligatoria qualora pos-sibile)

9) Indagine microgravimetrica in alcunezone di particolare interesse;

MS di livello 3 (su richiesta qualora possi-bile)

Bibliografia

Cesi C., Di Filippo M., Di Nezza M., Ferri F.(2010) - Caratteri gravimetrici della media Valle delFiume Aterno. In corso di stampa, presentatoalla riunione DPC del 17 dicembre 2009.

Coggon J. (1976) - Magnetic and gravityanomalies of polyhedra. Geoexploration,14, 93–105.

Di Filippo M., Miccadei E. (1997) - Studiogravimetrico e assetto geologico-strutturale della

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Di Filippo M., Di Nezza M. (2010a) - Prospe-zione Gravimetrica de L’Aquila Centro – S.Elia. In corso di stampa, presentato allariunione DPC del 17 dicembre 2009.

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Griffin W. R. (1949) Residual gravity intheory and practice, Geophysics, 14, 39–56.

Talwani M., Worzel J. L. and Landisman M.(1959) - Rapid gravity computations fortwo-dimensional bodies with applicationto the Mendocino submarine fracturezone, J. Geophys. Res., 64, 49–59.



1. Introduzione

L’uso delle indagini sismiche nella ca-ratterizzazione del sottosuolo dei siti di co-struzione è finalizzato il più delle volte alladeterminazione dei profili di velocità delleonde S e/o P ed alla ricostruzione dellageometria di stratificazione dei depositi.Rispetto a quest’ultima, uno degli aspettipiù critici negli studi di risposta sismica lo-cale è costituito dalla definizione della po-sizione del tetto del substrato sismico. Que-sto può essere convenientemente lo ca lizzatoanche con metodi geofisici non basati sullapropagazione di onde, quali le tomografieelettriche resistive (ERT) e le indagini gravimetriche.

In letteratura tecnica esistono standarddi riferimento di varia origine ed indica-zioni provenienti da linee guida o manuali.Si vedano ad esempio:

• ASTM: Down-Hole (D7400-08),Cross-Hole (D4428/D4428M-07), si-smica a riflessione (D7128-05), sismica a rifrazione (D5777-00).

• TC10 ISSMGE: SCPT e SDMT(Butcher et al., 2005).

• SESAME (2004): H/V spectral ratio.

Si noti che gli standard internazionalisopracitati sono relativi a buona parte delleindagini sismiche, tranne che alle provebasate su onde superficiali.

2. Prove in foro

Le prove Cross-Hole (CH) costituisconoin linea di principio la metodologia più at-tendibile per la valutazione delle velocità dipropagazione delle onde sismiche perché sibasano su una misura diretta alla profonditàdi interesse. Per contro, presentano oneri diesecuzione elevati, tenendo anche conto del-l’opportunità di utilizzare 3 fori al fine diavere una misura precisa e poco influenzatadal sistema di trigger. Le fonti di incertezza piùricorrenti sono: l’uso di sorgenti non polariz-zate o comunque poco efficaci nel produrreonde polarizzate1, la non-verticalità dei fori(incertezza mitigabile con misure inclinome-triche) e la loro non corretta cementazione ela presenza di intercalazioni più deformabili,che possono essere aggirate dalle ‘onde ditesta’ rifratte criticamente all’interfaccia congli strati più rigidi sottostanti o soprastanti.

Le prove Down-Hole (DH), che sonomeno onerose e meno sensibili ai problemi diverticalità del foro, presentano limitazionisulla massima profondità investigabile. Po-tenziali elementi di criticità negli aspetti ese-cutivi della tecnica sperimentale sono indi-viduabili nella sorgente di onde SH (ne è

Valutazione degli standard di esecuzione e dell’efficacia delle indagini di sismica attiva e passivaSebastiano Foti*, Filippo Santucci de Magistris**, Francesco Silvestri***, Claudio Eva****

* Politecnico di Torino** Università del Molise*** Università di Napoli Federico II**** Università di Genova

1 Si ricorda a tale proposito l’esperienza delleprove CH per la MS di San Giuliano di Puglia, incui l’uso di sorgenti tipo ‘sparker’ ha condotto allagenerazione di onde P spurie che pregiudicaronol’interpretazione in termini di VS.



meno importante la giusta energizzazione eil corretto orientamento), nella corretta ese-cuzione dei fori di sondaggio (con riferimentoalla già citata necessità di controllare esecu-zione e maturazione della cementazione) enell’orientamento dei geofoni orizzontali. Al-tre criticità coinvolgono aspetti legati all’in-terpretazione delle tracce: come per le proveCH, è opportuno che l’esecutore della provarenda disponibili tutte le tracce dei segnaliacquisiti. Ciò non solo per controllare la qua-lità dell’interpretazione, ma anche per con-sentire l’eventuale correzione di errori deri-vanti da procedure di interpretazioneautomatizzate, par ti colarmente sensibili afattori sperimentali, come ad esempio la de-terminazione del tempo origine dai sensori

collegati alla sorgente, o la presenza di in-versioni di velocità.

Per quanto riguarda l’attendibilità e l’af-fidabilità dei risultati, diversi esempi di proveDH eseguite nello stesso foro a L’Aquilahanno mostrato risultati molto differenti(Fig. 1), evidenziando la necessità di attri-buire un margine di incertezza anche alleprove in foro, generalmente consideratecome ‘ground truth’. È quindi necessaria unavalutazione esplicita delle incertezze chepossono derivare sia da errori di misura, siada aspetti interpretativi.

In entrambi i tipi di prova in foro, è fon-damentale l’importanza del controllo di qua-lità delle tracce temporali acquisite (chedevono essere allegate al rapporto di prova);

Fig. 1 - Esempio di prove DHT eseguite nello stesso foro: L’Aquila, stazione della Rete Accelerometrica Nazionale AQK – parcheggio(Lanzo, 2010).



pio ricevitore, configurazione sperimentaletipicamente impiegata nelle prove a penetra-zione. Recentemente è stata do cu mentataesperienza sull’esecuzione di misure di VScon SDMT (a doppio ricevitore) all’internodi fori riempiti di sabbia in terreni non pene-trabili (Totani et al. 2009).

4. Prove basate sulla propagazionedelle onde superficiali (attive e/o passive)

Le prove basate su onde di superficie(SWM) vengono indicate con una varietà diacronimi (SASW, MASW, SSRM, CSW,ReMi, ESAC, SPAC, etc.) associati alle spe-cifiche modalità di prova e di elaborazionedei segnali con cui viene ricavata la curva didispersione della velocità delle onde R, apartire da dati sperimentali di sismica attivao passiva. Il principio di base è comunquecomune a tutte le tecniche, e soprattutto ri-sulta molto significativo il peso dell’approc-cio utilizzato per la soluzione del problemainverso, che consente una stima del profilomedio di VS a partire dalla curva di disper-sione sperimentale. Proprio in virtù delle va-riegate modalità di acquisizione edelaborazione, risulta difficile stabilire deglistandard di esecuzione; tuttavia è possibilefissare alcuni punti chiave per un controllodi qualità (Foti, 2008):

• il dato sperimentale deve essere acqui-sito con strumentazione adeguata in rela-zione agli obiettivi della campagna diindagine. In particolare, ove necessario, do-vrebbero essere utilizzati sensori a frequenzanaturale inferiore a 5 Hz;

• le dimensioni degli stendimenti di mi-sura devono essere adeguate in relazione alleprofondità di indagine, obiettivo della cam-pagna di caratterizzazione. In prima ap-prossimazione, nelle prove attive la distanzamassima tra i ricevitori deve essere pari circaal doppio della profondità d‘indagine desi-derata; per le prove passive, la profondità

per la prova DH, è critica la valutazionedell’influenza del modello stratigraficousato nell’interpretazione. Ad esempio, lascelta delle interfacce, nell’interpretazionedei tempi di primo arrivo mediante dromo-crone o inversione, può giustificare in partele differenze esemplificate in Fig. 1: mentrei profili tratteggiati risultano dalle dromo-crone P e S interpretate secondo la strati-grafia del sondaggio, le linee continuerisultano da inversioni delle misure non vin-colate ad alcun profilo stratigrafico prefis-sato. Nei casi di particolare incertezza èpertanto opportuno ricorrere a diverse tec-niche di interpretazione dello stesso datosperimentale (ad es. oltre i tempi di primoarrivo quelli d’intervallo o la cross-correla-zione, nel caso si usi più di un ricevitore,Mancuso, 1996; AGI, 2005).

3. Prove a penetrazione

La possibilità di abbinare a tradizionaliprove penetrometriche o dilatometriche (nonrichiedenti la realizzazione di fori di son-daggio) sistemi per la misura della velocitàdi propagazione delle onde di taglio ha datoluogo ad alcuni sistemi di indagine ibridi(prove a cono sismico SCPT, prove dilato-metriche sismiche SDMT), che combinanodiverse metodologie di prova in una unicaapparecchiatura.

Superato il problema della trasmissione dionde sismiche spurie attraverso le aste, SCPTe SDMT soffrono degli stessi limiti delleprove in foro (tipicamente la configurazionestrumentale richiama uno schema di tipoDH) e delle prove a penetrazione (principal-mente, la difficoltà di attraversamento distrati resistenti non costituenti il substrato si-smico). Rispetto alle sole prove in foro, forni-scono, in maniera rapida, altri dati utili siaper la caratterizzazione geotecnica, sia perl’interpretazione delle misure di VS. Peraltro,alcune limitazioni tipiche delle prove DHpossono essere superate nella versione a dop-



d‘indagine è al massimo circa il doppio dellamassima apertura della rete di ricevitori;

• nelle prove attive, l’esecuzione in più di-rezioni o in versi opposti lungo lo stesso alli-neamento (ossia con sorgente posizionata aidue estremi opposti) può consentire una veri-fica sommaria dell’ipotesi di conformazionedel sottosuolo a strati piani e paralleli sulla basedel confronto tra le diverse curve di dispersioneottenute; quando tale verifica non è soddi-sfatta, i dati hanno una significatività limitatae potrebbero richiedere delle correzioni;

• la valutazione delle curve di dispersionedeve essere fatta con una qualche cautela,per evitare errori provocati dall’eventualepresenza di modi di vibrazione superiori alprimo;

• la corrispondenza tra curva di disper-sione sperimentale e curva di dispersione nu-merica relativa all’ultima iterazione delprocesso di inversione, minimizzando gliscarti, deve essere adeguata per tutto ilcampo di frequenza per il quale sono dispo-nibili informazioni sperimentali;

• le profondità di indagine devono esserecongruenti con l’informazione sperimentaleeffettivamente disponibile. In particolare, lamassima profondità di indagine è circa parialla metà della massima lunghezza d’ondadisponibile (λmax=VR/fmin), mentre non èpossibile differenziare strati superficiali perprofondità minore di circa la metà della mi-nima lunghezza d’onda disponibile(λmin=VR/fmax);

• trattandosi di un problema inverso, laparametrizzazione del modello di riferi-mento deve essere adeguata rispetto all’in-formazione effettivamente disponibile. Inparticolare è necessario tenere presente chela risoluzione è necessariamente maggiore inprossimità della superficie, mentre diminui-sce in profondità.

Per tutte le prove geofisiche di superficie,è necessario tenere conto dei problemi dinon unicità della soluzione. È quindi oppor-tuna una valutazione esplicita delle conse-guenze dei problemi di equivalenza.

Nelle prove basate sulla propagazionedelle onde superficiali, i problemi di equiva-lenza (non-unicità della soluzione) compor-tano incertezze sui singoli parametri dimodello (es. spessore e velocità del singolostrato, posizione di interfacce) mentre l’in-certezza è minore su parametri integrali (ades. VS,30, Fig. 2). L’incertezza legata ai pro-blemi di non-unicità della soluzione può es-sere mitigata con l’integrazione delleinformazioni relative alle diverse prove (es.inversioni congiunte con sismica a rifrazione,rapporti spettrali H/V, tomografie elettricheERT) ed un utilizzo delle informazioni a-priori quali ad esempio stratigrafie dai foridi sondaggio.

In relazione agli specifici metodi, ven-gono riportate alcune considerazioni:

– SASW (metodo a 2 stazioni): poco uti-lizzato in Italia, necessita di particolare at-tenzione per problemi di unwrapping dellafase nell’elaborazione;

– ReMi: problemi di potenziale sovra-stima (per problemi di orientamento sor-gente) e scarsa oggettività del picking cheviene effettuato manualmente e può esserecondizionato dalla sensibilità dell’operatore,anche a causa delle precedentemente citateincertezze di presenza di modi superiori alprimo. È altamente consigliabile l’uso con-giunto con prove attive (MASW) anche inconsiderazione dell’onere molto limitato del-l’acquisizione congiunta. Poiché il setup diprova è lo stesso, è sufficiente l’energizza-zione anche con sorgenti di potenza mode-sta per ottenere informazioni aggiuntive chepossono estendere l’intervallo di frequenzeutili e fornire una validazione sul tratto co-mune.

5. Sismica a rifrazione e riflessione

Con le sorgenti convenzionali, le prove si-smiche a rifrazione ed a riflessione sonoprincipalmente utilizzate per la mappatura



del tetto del substrato roccioso; il contrastodi impedenza tra quest’ultimo ed i materialisovrastanti in termini di onde di compres-sione risulta infatti marcato, anche in pre-senza di terreni saturi. L’utilizzo di onde ditaglio SH, generabili mediante opportunesorgenti polarizzate, consente anche la valu-tazione del profilo di VS.

Dal punto di vista del controllo di qua-lità, riveste particolare importanza il rap-porto segnale/rumore, ed è necessariova lutare la chiarezza con cui i primi arrivipossono essere individuati nelle tracce per leprove a rifrazione.

Nell’utilizzo della sismica a rifrazione, ènecessario tenere in debito conto le limita-zioni legate alle condizioni stratigrafiche (in-versioni di velocità, strati nascosti). Pertantoil loro utilizzo è da valutare con particolareattenzione, in relazione alla geologia ed agliobiettivi dell’indagine.

6. Microtremori a stazione singola(H/V spectral ratio)

Gli spettri H/V permettono una valuta-zione attendibile ed economica della fre-quenza fondamentale del deposito. Questagrandezza può essere un utile indicatore nelladefinizione del modello geologico e fornire unausilio per l’estensione del modello di riferi-mento in zone immediatamente adiacenti aquelle investigate nel dettaglio. In presenza diun picco di risonanza ben individuato e nota laprofondità del riflettore che dà la risonanza, èinoltre possibile ottenere una stima di massimadella velocità media delle onde di taglio dellecoperture. Infine possono costituire un validoausilio nell’interpretazione e validazione dei ri-sultati ottenuti con altre prove.

Particolare cura va posta nella configu-razione sperimentale verificando: adegua-tezza dei sensori e dei sistemi di acquisizione,procedure d‘installazione dei sensori, cam-pionamento dei segnali in termini di tempi efrequenze di acquisizione. La tecnica speri-

Fig. 2 - Incertezze associate alla non-unicità della soluzione nel-l’inversione della cur va di dispersione delle onde superficiali: a)curve di di spersione sperimentale e numeriche; b) profili di VS; c) in-certezze normalizzate sul sin golo parametro e sulla VS,30 (Cominaet al., 2011).

a)

b)

c)



mentale deve mirare ad ottenere un alto rap-porto segnale/rumore curando con atten-zione l’accoppiamento terreno-sensore. Ildato sperimentale deve essere opportuna-mente interpretato da un operatore esperto.

Per la valutazione della qualità delle mi-sure degli H/V e della chiarezza dei picchispettrali, si può fare riferimento ai criteriproposti da SESAME (2004), così come in-tegrati e rielaborati da Albarello et al. (2011).In particolare, in quest’ultimo documento

vengono proposte diverse classi di qualitàdella misura da A (affidabile e interpretabile)a C (scadente - non utilizzabile).

7. Confronti ed integrazione reciproca tra le tecniche

Pur non essendo possibile stabilire unagerarchia assoluta di priorità e di prestazioni,si richiamano sinteticamente le potenzialità

Fig. 3 - Confronti tra profili di VS da prove Down-Hole, SDMT e MASW, sito di Roio Piano (D’Onofrio et al., 2010).



relative a ciascuna famiglia di tecniche spe-rimentali.

Le sole tecniche in foro, se eseguite a re-gola d’arte e spinte fino a profondità ade-guate, sono in grado di fornire le in forma-zioni più dirette e complete (stratigrafia eprofili di VS e VP) per la definizione delmodello di sottosuolo per le analisi di ri-sposta sismica locale. L’esecuzione di foriconsente peraltro il prelievo di campioniindisturbati per la determinazione delle ne-cessarie caratteristiche di non-linearità dirigidezza e smorzamento. Queste si otten-gono mediante esecuzione di prove ciclichein laboratorio (strategia ottimale), o facendoriferimento a banche dati (‘librerie’) di ter-reni diffusi a livello locale, o, in ultima ana-lisi, riconducendosi a dati di letteratura(sulla base dei risultati di prove di classifi-cazione dei terreni).

Rispetto alle tecniche in foro, risultanopiù economiche quelle a penetrazione (p.es.SDMT, SCPT), che però hanno limitazionidi profondità, e le prove a onde di superficie,che possono raggiungere profondità anchesuperiori. In Fig. 3 è mostrato a tale propo-sito il confronto tra DH, SDMT e MASWrelativo al sito C.A.S.E. di Roio Piano.

Il vantaggio delle prove geofisiche dallasuperficie, ed in particolare di quelle basate

sull’analisi delle onde superficiali, risiede in-vece nella possibilità di investigare, con costicontenuti, volumi significativi.

Le sismiche a riflessione e rifrazione, uni-tamente alla ERT e, sulle aree più estese, allagravimetria, sono invece le tecniche più effi-caci per la determinazione di profondità edandamento del bedrock.

I rapporti spettrali H/V, in assoluto lepiù economiche e speditive, e pertanto concrescente diffusione (Fig. 4), forniscono dinor ma un’informazione sintetica, la fre-quenza naturale del sottosuolo, rappresen-tativa ma non esaustiva del modello dianalisi di risposta sismica locale, peraltro incampo lineare.

Tale informazione è molto utile per vali-dare il modello di sottosuolo nel complesso(Fig. 5), oppure quando è noto il profilo divelocità solo per profondità limitate ed è in-cognita la profondità del bedrock, oppureancora quando questa profondità è nota e cisi vuol limitare alla valutazione di un valormedio di velocità. Ciò accade sia per terrenideformabili dove la velocità cresce gradual-mente con la profondità, sia per casi di sot-tosuolo (apparentemente di classe A)caratterizzato da inversione di velocità al disotto di una formazione superiore rigida e dispessore elevato.

Fig. 4 - Microzonazione si-smica dell’aquilano: distribu-zione numero di indagini pertipologia (Scarascia Mu-gnozza, 2010).



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1. Il campo d’onda delle vibrazioniambientali

Le vibrazioni ambientali (o rumore sismicoambientale o microtremori) sono movimentidel terreno caratterizzati da ampiezze non per-cepibili dall’uomo (10-4 - 10-2 mm), osservabiliin ogni parte della superficie delle Terra. Que-ste vibrazioni sono l’effetto di una molteplicitàdi sorgenti agenti a diverse frequenze: ondemarine e perturbazioni atmosferiche, ad esem-pio, contribuiscono al campo d’onda preva-lentemente a frequenze inferiori a 0.5 Hz;vento, traffico veicolare e attività industrialicontribuiscono prevalentemente a frequenzesuperiori a 0.5 Hz. L’indipendenza dinamicadelle sorgenti e la molteplicità dei percorsi delleonde da esse generate spiega la mancanza diregolarità nell’andamento temporale delcampo del microtremore.

Se da un lato il carattere stocastico del fe-nomeno presenta difficoltà di tipo teorico,dall’altro consente, mediante operazioni ditipo statistico, di ridurre la complessità del-l’analisi. Per esempio, in presenza di uncampo d’onde diffuso, cioè caratterizzatodalla presenza di sorgenti distribuite in modostatisticamente omogeneo attorno al sito dimisura (o di eterogeneità nel sottosuolo re-sponsabili di fenomeni di diffusione) e che siattivano in modo non coordinato, la strut-tura media del segnale risulterà statistica-mente indipendente dalla natura e dallaposizione delle sorgenti e sarà condizionatasoprattutto dalla struttura del sottosuolo.

Le tecniche di sismica passiva si basanosull’analisi del campo delle vibrazioni am-

bientali e sono finalizzate alla determina-zione delle caratteristiche del sottosuolo al disotto del punto di osservazione. Infatti, datoche le vibrazioni ambientali sono costituiteda onde che hanno attraversato porzioni si-gnificative del sottosuolo, la struttura del se-gnale registrato in superficie è po ten -zialmente in grado di fornire informazionisul mezzo attraversato dalle onde. Inoltre,data la sostanziale ubiquità di questo tipo disegnale e l’ampio dominio di frequenze in-teressate, le misure sismiche passive sono ca-ratterizzate da un’applicabilità virtualmenteillimitata e risultano più efficaci laddove letecniche attive (di superficie o in foro) sonofortemente penalizzate (es. in aree urbane ca-ratterizzate da un intenso traffico veicolare).Le tecniche passive sono inoltre caratteriz-zate da ingombri relativamente ridotti e dabassi costi di esplorazione.

Infine, dato che il rumore è caratterizzatoda lunghezze d’onda anche molto grandi(decine o centinaia di metri), confrontabilicon quelle tipiche dei fenomeni sismici, letecniche di sismica passiva trovano unaideale applicazione negli studi della rispostasismica locale. In particolare, esse permet-tono di individuare situazioni sismostrati-grafiche potenzialmente responsabili difenomeni di risonanza sismica, valutandonequalitativamente l’entità, la determinazionedei periodi di risonanza delle coperture se-dimentarie e la determinazione del profilodi velocità delle onde S fino a profondità del-l’ordine di diverse decine di metri.

Esistono sostanzialmente due configura-zioni sperimentali per lo studio del rumore

Tecniche sismiche passive: indagini a stazione singola

Dario Albarello*, Silvia Castellaro**

* Università di Siena** Università di Bologna



sismico a fini geognostici: la configurazionea stazione singola e quella ad antenna si-smica (array). La prima è basata sull’analisidell’ampiezza delle componenti spettrali delcampo di vibrazioni ambientali misuratonelle tre direzioni dello spazio, mentre nellaseconda vengono analizzati i rapporti di fasetra i treni d’onda che attraversano un’an-tenna sismica (array) ovvero una distribu-zione di sensori disposti con geometrievariabili alla superficie del terreno.

In entrambi i casi, data la natura stoca-stica del segnale analizzato, negli studi di ru-more gioca un ruolo essenziale la duratadella misura che deve essere tale da garantireun campionamento statisticamente ade-guato del processo indagato.

Nei prossimi paragrafi tratteremo la solaconfigurazione a stazione singola.

2. Il metodo H/V

La prova, comunemente nota con il ter-mine H/V, fu applicata per la prima volta daNogoshi e Igarashi (1970) e resa popolare da

Nakamura (1989). Si tratta di una valuta-zione sperimentale dei rapporti di ampiezzaspettrale fra le componenti orizzontali (H) ela componente verticale (V) delle vibrazioniambientali sulla superficie del terreno misu-rati in un punto con un apposito sismometroa tre componenti. Per questo motivo la provaassume anche la denominazione di provaHVSR (Horizontal to Vertical SpectralRatio) o prova HVNSR (Horizontal to Ver-tical Spectral Noise Ratio) o prova “di Na-kamura”.

L’esito di questa prova è una curva speri-mentale che rappresenta il valore del rap-porto fra le ampiezze spettrali medie dellevibrazioni ambientali in funzione della fre-quenza di vibrazione (Fig. 1A). Le frequenzealla quali la curva H/V mostra dei massimisono legate alle frequenze di risonanza delterreno al di sotto del punto di misura.Quando la misura è effettuata su un basa-mento sismico affiorante (e quindi dove nonsono attesi fenomeni di risonanza sismica) lacurva non mostra massimi significativi e siassesta intorno ad ampiezza 1 (Fig. 2).

Pertanto, questa prova ha lo scopo prin-

Fig. 1 - A) Esempio di bedrock sismico a diverse profondità che genera risonanze a diverse frequenze. Caso 1: bedrock a 300 m diprofondità. Caso 2: bedrock a 20 m di profondità. Caso 3: bedrock a 4 m di profondità; B) relazione V-f0-H alle medio-alte fre-quenze; C) relazione V-f0-H alle medio-basse frequenze.



frequenza di risonanza fondamentale f dellostrato, nella forma

[1]

Dall’equazione 1 emerge come la tecnicaH/V possa fornire anche indicazioni di ca-rattere stratigrafico: a partire da una misuradi vibrazioni ambientali che vincola il valoredi f, nota la Vs delle coperture, si può infattistimare la profondità dei riflettori sismiciprincipali o viceversa. La prima applicazionein questo senso risale al 1999 ad opera diIbs-von Seht e Wohlenberg, che ricostrui-rono la profondità del basamento sismicolungo il bacino del Reno in Germania a par-tire da misure di risonanza del sottosuolo.

La relazione tra frequenza di risonanzae spessore della copertura che risuona, perdiversi tipi di sottosuolo, ossia per diverseVs delle coperture, è data in Fig. 1 (pannelliB e C). Nel pannello A sono presentati in-vece tre esempi di curve H/V misurate ri-spettivamente su coperture con spessoridell’ordine di diverse centinaia di metri(caso 1, f0 = 0.6 Hz), di qualche decina dimetri (caso 2, f0 = 3.5 Hz) e di pochi metri(caso 3, f0 = 14 Hz).

cipale di mettere in luce la presenza di feno-meni di risonanza sismica e consentire unastima delle frequenze alle quali il moto delterreno può risultare amplificato a causa diquesti fenomeni. Contestualmente fornisceindicazioni di tipo qualitativo sull’entità dellerisonanze attese. In generale, la stima dellafrequenza di risonanza1 f sarà tanto più pre-cisa quanto maggiore è il contrasto di impe-denza sismica responsabile del fenomeno,ovvero dove sono maggiori gli effetti poten-zialmente pericolosi. Inoltre, se i risultatidella prova sono invertiti mediante oppor-tune procedure numeriche, soprattutto se inassociazione ad altre indicazioni sperimen-tali (per esempio le curva di dispersione delleonde superficiali) possono fornire vincoli im-portanti al profilo di velocità delle onde ditaglio nel sottosuolo.

In casi semplici (coperture soffici al disopra di un basamento sismico rigido), è pos-sibile stabilire una relazione fra lo spessore hdello strato soffice, la velocità media delleonde S all’interno di quest’ultimo (Vs) e la

Fig. 2 - Curva H/V di un sito su roccia non fratturata e morfologicamente piatta. Si noti l’assenza di amplificazione per risonanzain tutto il dominio di frequenza.

1 T = 1/f è il periodo di risonanza, o periodoproprio, della struttura indagata.



L’esito di misure H/V effettuate su unbasamento sismico affiorante (roccia intatta)per il quale non sono attesi fenomeni di ri-sonanza ha un andamento simile a quello diFig. 2.

Poiché la tecnica H/V indica la riso-nanza verticale locale nell’assunzione di unaconfigurazione puramente 1D (sono am-messe solo variazioni verticali del profilo divelocità), essa è sensibile alle variazioni stra-tigrafiche laterali, permettendo di discrimi-nare geometrie 1D da geometrie 2D, entro ilimiti di visibilità imposti dalla legge fisica λf= V (lunghezza d’onda x frequenza = velo-cità). In Fig. 3 è illustrato il caso di due mi-sure effettuate a 40 m di distanza reciproca,una delle quali situata su terreno limoso so-vrastante un paleoalveo di ghiaie posto a

circa 12 m di profondità; l’altra situata sullostesso terreno, ma dove non si incontra il li-vello di ghiaie. È evidente come nel primocaso si generi a 6 Hz una risonanza dei limisopra le ghiaie, del tutto assente nel secondocaso. Nonostante la vicinanza dei luoghi, ilsito 1 è più sfavorevole dal punto di vistadegli effetti sismici di sito rispetto al sito 2per strutture antropiche con modi propri at-torno a 6-8 Hz.

3. Le basi fisiche del metodo H/V

Nel campo delle vibrazioni ambientalisono presenti sia onde di volume (P e S) cheonde di superficie (Love e Rayleigh). La fra-zione di energia associata alla componente

Fig. 3 - A) Esempi di curve H/V registrate a 40 m di distanza. Nella curva 1 emerge una risonanza a 6 Hz legata alla presenzadi un livello di ghiaie a 12 m di profondità che è assente nella curva relativa al sito 2. Nel dominio delle medio-basse frequenze lecurve sono statisticamente uguali. B) Spettri delle singole componenti del moto (NS, EW e Z) registrati nel sito 1. Le frecce eviden-ziano le forme “a ogiva” caratterizzate da un minimo locale della componente verticale che caratterizzano le risonanze di natura stra-tigrafica.



di onde di volume rispetto a quelle di ondesuperficiali varia da caso a caso e dipendedall’intervallo di frequenze considerato. Sesi considera un intervallo di tempo dell’or-dine di qualche decina di minuti, le pro-prietà medie del campo d’onde sismichegenerato da una molteplicità di sorgenti dif-ferenti, distribuite casualmente attorno a unpunto di misura, hanno un andamento chenon dipende dalle singole sorgenti ma solodalle proprietà del mezzo in cui le onde sipropagano.

Si può immaginare che, in media, lecomponenti orizzontali e verticali del motodel suolo tendano a essere sollecitate alla sor-gente in modo equivalente, con un’ampiezzamedia pari al livello medio del rumore inquell’intervallo temporale. In questa ipotesi,i rapporti fra le ampiezze verticali e oriz-zontali del moto (H/V) saranno statistica-mente indipendenti dalle caratteristichedelle sorgenti e saranno condizionati dallesole caratteristiche del mezzo attraversato.

Un elemento chiave per l’interpretazionedelle curve H/V è definire quali sono le fasisismiche responsabili dei massimi osservati.Sono state avanzate diverse ipotesi in pro-posito: 1. risonanza onde di volume, 2. ellit-ticità delle onde di Rayleigh, 3. fasi di Airydelle onde di Love. Ciascuno di questi ele-menti è potenzialmente presente nel campodelle vibrazioni ambientali. Tuttavia si vedeche le varie ipotesi concordano nell’associareil valore sperimentale di detto massimo allafrequenza di risonanza fondamentale dellecoperture:

1. Se le vibrazioni ambientali misuratefossero costituite da onde di volume stazio-narie emergenti secondo una direzione per-pendicolare alla superficie, il rapporto H/Vavrebbe dei massimi in corrispondenza dellefrequenze di risonanza delle onde S nella co-pertura, ovvero quando l’ampiezza delleonde S è relativamente maggiore.

2. Se invece il campo d’onda è dominatodalle onde superficiali, sarà l’ellitticità delleonde di Rayleigh (ovvero il rapporto fra le

componenti orizzontali e verticali del motoellittico associato a questo tipo di onda) el’ampiezza delle onde di Love (che agisconosolo sul piano orizzontale) a condizionarel’andamento della curva H/V. In questocaso argomentazioni teoriche permettono distabilire che, in presenza di coperture sofficisu un basamento rigido, la componente ver-ticale delle onde di Rayleigh si annulla perfrequenze corrispondenti alla frequenza dirisonanza delle onde S per la struttura.

3. Anche la fase di Airy delle onde diLove presenta un massimo in corrispon-denza delle frequenze di risonanza delleonde S. Questa generale concordanza haorigine nel fatto che le onde di Love e Ray-leigh (nella componente orizzontale) sono fi-glie dell’interferenza di onde di volume(segnatamente le componenti SH) con la su-perficie del terreno: risulta quindi ragione-vole che tutte risentano in qualche modo deifenomeni di risonanza relativi alle onde S.

Questo implica che, indipendentementedalla natura del campo d’onde, la funzioneH/V sarà sempre caratterizzata da valorimassimi in corrispondenza della frequenzadi risonanza delle onde S. In assenza di con-trasti di impedenza alla base della copertura,il rapporto H/V sarà all’incirca unitario, sianel caso di rumore ambientale dominato daonde di volume, che da onde di superficie.Studi teorici e osservazioni sperimentali mo-strano che esiste una relazione non linearetra l’ampiezza dei massimi della curva H/Ve l’entità del contrasto di impedenza sismicaalla base della copertura. Altri fattori che in-fluenzano l’ampiezza dei massimi H/V sonoil contributo delle diverse fasi sismiche, losmorzamento, il rapporto di Poisson nellecoperture e la distribuzione delle sorgenti at-torno al ricevitore (Lunedei e Albarello,2010).

Non è possibile prevedere a priori per undato sito l’entità del contributo relativo delleonde di volume e delle onde di superficie (neidiversi modi di propagazione) al campod’onda delle vibrazioni ambientali. I rap-



porti relativi delle diverse fasi cambiano infunzione delle frequenze, della situazionestratigrafica e della distribuzione delle sor-genti all’intorno della stazione di misura.Tuttavia questa eterogeneità non influenzala stima della frequenza di risonanza fonda-mentale ma solo l’ampiezza della curvaH/V in corrispondenza di f, ampiezza cheva quindi interpretata con cautela.

4. Schema esecutivo della prova

StrumentazioneLe misure di microtremore a stazione sin-

gola si effettuano per mezzo di sismometritricomponenti sufficientemente sensibili nel-l’intervallo di frequenze di interesse inge-gneristico (0.1-20 Hz, corrispondenti allefrequenze dei modi di vibrare della maggiorparte delle strutture). Per definirsi sufficien-temente sensibile, lo strumento deve esserein grado di rilevare segnale anche nei puntipiù silenziosi della superficie terreste. Difatto non esistono modelli statisticamente af-fidabili che descrivono il minimo del rumoredi fondo su roccia in tutta questa banda difrequenze poiché si tratta un intervallo dimodesto interesse sismologico, che tradizio-nalmente si concentra su frequenze inferiori.In generale si può affermare che tale mi-nimo nei termini di intensità di potenza spet-trale varia in modo non lineare da 4 10-21

(m/s)2/Hz (a 10 Hz) a 10-16(m/s)2/Hz (a 0.1Hz). Il problema tuttavia è complesso e si ri-manda a Peterson (1993), McNamara e Bu-land (2004), Berger et al. (2004) e aCa stellaro e Mulargia (2011) per una revi-sione.

Acquisizione in campagnaDal punto di vista pratico, nelle prove di

sismica passiva si tratta di misurare vibra-zioni del terreno caratterizzate da ampiezzemolto piccole. Questo implica che la provavada effettuata con cura, soprattutto perquanto riguarda l’accoppiamento dello stru-

mento di misura con il terreno e la riduzionedelle possibili fonti di disturbo nelle imme-diate vicinanze dei sensori. Lo strumento dimisura va dunque posto a diretto contattocol terreno e reso solidale con questo, possi-bilmente senza interfacce intermedie.Quando questo non fosse possibile è neces-sario tener conto dei possibili effetti indottidai terreni artificiali rigidi in questo tipo dimisure. Bisogna inoltre evitare possibili mo-vimenti dello strumento nel corso della mi-sura (basculamenti, assestamenti del suolo,ecc.) e curare la messa in bolla dei sensori,controllando al termine della misura chequesta sia stata conservata. Infine, le even-tuali parti mobili della strumentazione de-vono essere poste al riparo da spostamentid’aria, va evitato il contatto con elementimobili (fili d’erba, ecc.). Una lista di cauteleper l’esecuzione di questo genere di misuraè stata messa a punto nell’ambito del pro-getto SESAME (Site EffectS Assessmentusing AMbient Excitations, 2004).

Il secondo aspetto importante è che lemisure di tipo passivo mirano a determinarecaratteristiche medie del moto del suolo as-sociato alle vibrazioni ambientali. Si trattaquindi di misure che devono risultare stati-sticamente rappresentative del fenomenoanalizzato. Pertanto, la misura di microtre-more a stazione singola deve avere una du-rata commisurata alla frequenza di indaginedi interesse. Nella già citata ipotesi che unamisura di interesse ingegneristico ricada nel-l’intervallo 0.1-20 Hz, segue che un cam-pionamento adeguato deve durare 15-40min, in modo da poter analizzare il segnalesu finestre di almeno 30 s di lunghezza e daavere almeno 20-30 finestre su cui effettuareuna media, considerando anche che qual-cuna potrà dover essere rimossa per la pre-senza di disturbi che alterano lo spettromedio. Tempi di misura più lunghi garanti-scono una maggiore ridondanza del segnalee quindi una maggiore robustezza dei risul-tati in senso statistico, anche in presenza divibrazioni ambientali poco energetiche.



D’altro canto tempi di misura lunghi ridu-cono l’efficienza del metodo nel caso di cam-pagne di misura estensive. Per quantoriguarda le misure su edifici, dove le vibra-zioni ambientali sono ampie, si consiglia dinon scendere comunque al di sotto dei 10minuti di misura.

Stante la rapidità della tecnica, si ram-menta che è sempre preferibile effettuare 2misure di 15 min di durata a breve distanzanello stesso sito piuttosto che una sola misuradi 30 min. Due misure possono infatti ren-dere conto del livello di omogeneità del sito(natura 1D o 2D) e possono validarsi reci-procamente. Una singola misura è soggettaa tutte le incertezze tipiche delle tecnichegeofisiche e non è pertanto raccomandabilenei siti di cui non si abbiano conoscenze pre-gresse.

La frequenza di campionamento ade-guata per questo tipo di prove non deve es-sere inferiore a 50 Hz, in modo dapermettere una ricostruzione spettrale sinoad almeno 20 Hz.

L’orientamento strumentale secondo ilNord geografico è solamente una conven-zione. In presenza di elementi topografici omorfologici, lo strumento andrebbe alli-neato secondo gli assi di questi, in modo dacogliere più efficacemente eventuali dire-zionalità. In ogni caso l’orientamento stru-mentale va annotato perché risulterànecessario nei casi in cui si osservino “effettidirezionali” significativi. Poiché si riscontraun certo abuso nell’invocazione agli “effettidirezionali”, si ricorda che, prima di poterlichiamare in causa, se ne deve dimostrare lasignificatività in senso statistico. Inoltre,qualora questa esista, si ricorda che una di-rezionalità nel segnale registrato può esserelegata sia alle caratteristiche delle sorgenti(campo di tremore non omogeneo o sor-genti direzionali) che al sottosuolo e, in que-sto caso, sia per motivi topografici (es.misure effettuate su rilievi, a ridosso di unascarpata) che per motivi stratigrafici (vallisepolte, stratificazioni inclinate ecc.). A

causa di queste possibili ambiguità, le mi-sure caratterizzata da forti anisotropievanno interpretate con cautela.

5. Analisi dei dati e valutazioni di qualità della misura

Le serie temporali registrate nelle trecomponenti del moto vengono analizzate se-condo procedure spettrali di vario tipo (FFT,wavelet, ecc.) fino alla produzione dellecurve H/V, dove H è la media di due com-ponenti spettrali orizzontali ortogonali. Si ri-manda a SESAME (2004) e D’Amico et al.(2008) per due possibili protocolli di analisi.Ciascuna di queste procedure presenta pregie difetti. Tuttavia va rilevato che in presenzadi un buon segnale e di fenomeni di riso-nanza significativi, i diversi protocolli pro-ducono gli stessi esiti.

Prima di qualsiasi interpretazione dellecurve H/V sono indispensabili due accorgi-menti:

1) la curva H/V deve essere statistica-mente significativa, ossia essere caratteriz-zata da una deviazione in ampiezza e infrequenza ridotta. Quando questa caratteri-stica non sia presente sin dall’inizio, essa varicercata tramite una pulizia del tracciato.Esistono diversi metodi per “pulire” unacurva H/V. SESAME (2004) propone la ri-mozione nella serie temporale delle finestrecaratterizzate da una deviazione del segnale(STA, media a breve termine) maggioredella media a lungo termine (LTA). Tuttaviale procedure che propongono la rimozionedei disturbi sulla base della serie temporalenon appaiono le più indicate quando l’obiet-tivo è pulire una curva che è funzione dellafrequenza. La pulizia deve infatti essere ri-volta alla ricerca di un rapporto H/V stabilee quindi alla rimozione delle sole finestre incui questo rapporto risulti alterato, a paritàdi frequenza, tra i canali H e i canali V. Que-sto tipicamente avviene in presenza di se-gnali di natura impulsiva, che presentano



cioè spettri bianchi. Un esempio di puliziadel segnale nel dominio delle frequenze èdato in Fig. 4;

2) la curva H/V non va mai osservata dasola ma sempre congiuntamente agli spettridelle singole componenti da cui essa deriva.Questo permette di discernere agevolmentei picchi di natura stratigrafica da quelli ge-nerati da fonti di disturbo di natura antro-pica (motori elettrici, ecc.). In condizioninormali le componenti spettrali NS, EW e Z(verticale) hanno ampiezze simili. Alla fre-quenza di risonanza si genera spesso unpicco H/V legato ad un minimo locale dellacomponente spettrale verticale che deter-mina una forma “a occhio” o “a ogiva”come quella indicata dalle frecce in Fig. 3.Questa forma è indicativa di risonanze stra-tigrafiche (Castellaro e Mulargia, 2009b).

È evidente però che in una misura di tre-more entrano anche dei disturbi nella forma

di vibrazioni fortemente concentrate attornoad una specifica frequenza (artefatti) indotteda macchinari o simili. Queste si traduconoin picchi stretti (delta) ben definiti su tutte etre le componenti spettrali e quando l’am-piezza sulle tre componenti non è simile,danno luogo a gole o picchi spuri nelle curveH/V. Un esempio di questo tipo di disturbosovraimposto a un picco naturale è dato inFig. 5.

La differenza negli andamenti spettralitra il caso naturale e quello affetto da di-sturbi rende agevole la distinzione dei picchiH/V stratigrafici da quelli antropici, inmodo particolare lavorando su spettri pocolisciati.

Nel 2004 il progetto SESAME ha stabi-lito una serie di criteri per la valutazionedella significatività dei picchi H/V (Appen-dice 1). Si tratta essenzialmente di criteri di

Fig. 4 - Pulizia della curva H/V nel dominio delle frequenze. (A) curva H/V media e deviazione standard non pulita; (B) serietemporale degli H/V per ciascuna finestra di analisi della durata di 20 s (ordinata: frequenze, ascissa: tempi, tono: H/V); (C) curvaH/V e deviazione standard dopo la rimozione dei disturbi; (D) serie temporale degli H/V per ciascuna finestra di analisi della du-rata di 20 s (ordinata: frequenze, ascissa: tempi, tono: H/V) [Ridisegnato da Castellaro e Mulargia, 2009a].



tipo statistico che hanno lo scopo di segna-lare situazioni poco chiare per le quali sononecessarie ulteriori indagini (ripetizione dellamisura, variazione delle condizioni di ac-coppiamento con il terreno, ecc.).

La prima parte di questi criteri è dedicataalla valutazione dell’attendibilità statisticadella curva H/V. In pratica, individuata lafrequenza del picco di risonanza, i criteriaiutano a verificare se la registrazione è stataeffettuata per un periodo abbastanza lungoe analizzata per un numero sufficiente di in-tervalli di tempo adeguati.

La seconda parte è dedicata alla valu-tazione della chiarezza del picco H/V. Inpratica viene analizzata la morfologia del

picco e si valuta semplicemente se il piccoha una forma geometricamente ben defi-nita. Questa parte dei test SESAME va in-terpretata con cognizione di causa perchésolo un contatto netto tra litotipi diversidal punto di vista meccanico genera pic-chi nitidi come quelli di Fig. 3a. Al contra-rio, le transizioni graduali (per es. rocciafratturata su roccia sana, passaggi da limo-argilloso a sabbia-limosa, alternanze dilave con vario grado di alterazione ecc.)generano più spesso amplificazione in unabanda larga di frequenze. In questo casoeventuali non superamenti dei criteri SE-SAME non significano che non ci siano ri-sonanze importanti ma solo che non ci

Fig. 5 - Esempio di picco H/V stratigrafico (4 Hz) cui sono sovrapposti due artefatti (a 4 e 6 Hz) di origine antropica. La curvaH/V è lisciata al 10% della frequenza centrale, gli spettri delle singole componenti non sono lisciati.



sono picchi singoli ben definiti. Un esem-pio è dato in Fig. 6.

Naturalmente, i criteri SESAME (2004)risultano non soddisfatti nei siti che non pre-sentano amplificazione (Fig. 2).

I criteri SESAME (2004) considerano si-gnificativi solo picchi con ampiezza H/Vsuperiore a 2. Questo criterio ha caratterepuramente empirico. Tuttavia va tenuto pre-sente che massimi H/V di ampiezza infe-riore a 2 indicano bassi contrasti di im pe-denza e, in questo caso, la frequenzacorrispondente al massimo della curva H/Vpotrebbe fornire una indicazione meno pre-cisa della frequenza di risonanza delle ondeS. Questo non significa che il massimo os-servato non sia fisicamente significativo, masolo che l’interpretazione della curva va ef-fettuata con maggiore cautela ed utilizzandoprocedure di inversione più raffinate diquella basata sull’ impiego dell’equazione 1.

Come si è detto, questi criteri hanno solo

carattere statistico e non tengono conto dialtre caratteristiche del campo di vibrazioniutili per individuare misure potenzialmentepoco attendibili. Per ovviare a questi limiti,nell’ambito delle attività di microzonazionesuccessive al terremoto di L’Aquila del-l’aprile 2009, sono state definiti altri criteridi classificazione delle misure H/V che in-tegrano le proposte nell’ambito del progettoSESAME (Albarello et al., 2010, Appendice2). Anche in questo caso, lo scopo è di for-nire all’operatore impegnato nell’interpreta-zione dei risultati alcuni criteri di giudiziosulla qualità delle singole misure.

6. Presentazione dei risultati

Alla luce di quanto finora esposto, cia-scuna prova H/V dovrebbe essere corredatada una documentazione adeguata allo scopodi permettere una valutazione indipendente

Fig. 6 - Esempio di picco H/V geometricamente meno nitido rispetto agli esempi di Fig. 3. Questo picco non supera i test SESAME(2004) ma presenta una deviazione standard in ampiezza (linee a tratteggio) e in frequenza (non rappresentata ma calcolata) sta-tisticamente significative, pertanto va considerato comunque come risonanza fondamentale del sito.



della qualità e dell’attendibilità della misura.In particolare, questa documentazione do-vrebbe contenere le seguenti informazioni:

1) indicazioni sui parametri di acquisi-zione (strumentazione impiegata, frequenzadi campionamento, durata della registra-zione),

2) indicazioni sul terreno di misura (na-turale, artificiale rigido ecc.), il tipo di ac-coppiamento suolo-strumento di misura,orientamento dello strumento (una fotogra-fia del terreno su cui è effettuata la misurapuò rivelarsi utile),

3) indicazioni sulle condizioni meteoro-logiche durante la misura,

4) curva H/V con deviazione standard intutto l’intervallo di frequenze analizzato,

5) spettri delle singole componenti delmoto (X, Y, Z) nello stesso intervallo di fre-quenze del punto 4),

6) indicazioni delle frequenze dei picchiH/V significativi e della deviazione della fre-quenza del picco,

7) parametri di qualità del tipo di quelliproposti dal progetto SESAME (Appendice1) o di quelli in Appendice 2.

Eventuali indicazioni sintetiche (as-senza/presenza di picchi significativi, fre-quenza e ampiezza del picco) andrebberocomunque corredate da un parametro diqualità del tipo di quelli suggeriti in Appen-dice 2.

7. Luoghi comuni e cautele

Effetto del vento e altre perturbazioni meteorologichein una curva H/V

Viene talvolta detto che le condizionimeteo avrebbero influenza sulla forma dellecurve H/V. Le condizioni atmosferichehanno ovviamente effetti sulle ampiezze as-solute e sulle forme delle singole componentispettrali mentre il loro effetto sui rapportiH/V è marginale a frequenze superiori acirca 0.5 Hz.

Sotto questa frequenza l’origine del mi-

crotremore sismico è principalmente atmo-sferica e oceanica (Gutenberg, 1931; 1936) epoiché riflettori sotto 0.5 Hz sono tipicamenterelativi ad un basamento sismico a centinaiadi metri di profondità (equazione 1), è evi-dente che solo le perturbazioni atmosferi-che/oceaniche possono mettere in risonanzacentinaia di metri di coperture (il passaggiodi un camion su una strada, per esempio, nonavrebbe energia sufficiente). Pertanto è veroche gli orizzonti profondi si vedono meglio –nei termini delle risonanze che generano –nelle giornate di bassa pressione mentre è unluogo comune poco rispondente al vero ilfatto che queste vadano evitate per via dei di-sturbi che indurrebbero nelle curve H/V.

Solo in aree caratterizzate da un’estesacopertura di erba alta o coltivazioni (es.campi di grano, girasoli), un vento intensopuò produrre effetti significativi sulla misuraa causa del movimento indotto delle piantesu ampie zone di terreno. In queste condi-zioni si potrebbero ottenere misure di scarsaqualità. Per cui può risultare necessario ri-petere la misura in condizioni meteorologi-che più favorevoli. In ogni caso, i criteri divalutazione descritti nel paragrafo prece-dente possono fornire utili indicazioni inquesto senso.

Il vento invece può amplificare maggior-mente lo spettro dei canali orizzontali ri-spetto al verticale, spostando così l’interacurva H/V su valori di ampiezza netta-mente maggiori di 1. Curve H/V che pre-sentino questa caratteristica in tutto ildominio di frequenze vanno pertanto guar-date con sospetto. Il fenomeno è però facil-mente riconoscibile ed i suoi effetti negativisi minimizzano accoppiando bene gli stru-menti al suolo, usando strumenti con unapiccola superficie laterale e senza cavi esternied applicando un’efficiente pulizia delletracce nel dominio delle frequenze.

La pioggia non risulta essere un agentefastidioso per questo tipo di misure a menoche non colpisca direttamente lo strumentodi misura.



Effetto della vicinanza di strutture in una curva H/VÈ naturalmente vero che come il suolo

trasmette il suo moto alle strutture su di essofondate, queste re-irradiano il loro moto alsuolo, in modo che una misura effettuata inprossimità di una struttura può mostrareanche amplificazione alle frequenze deimodi di vibrare della struttura.

Si sente spesso dire che le misure H/Vsu suolo vadano effettuate ad una distanzadalle strutture circostanti non inferiore allaloro altezza. Tale affermazione deriva dauna trasposizione dei risultati derivanti daesperimenti di interazione suolo-strutturacondotti in modo attivo (ossia eccitando lestrutture con vibratori ad hoc) al caso pas-sivo (ossia a quello in cui le strutture sonoeccitate dal solo tremore ambientale). Nelcaso attivo le strutture vengono assogget-tate a spostamenti dell’ordine di qualchemillimetro e la radiazione del moto dellastruttura al suolo viene percepita fino a di-stanze pari a 1-10 volte la lunghezza dellafondazione.

Nel caso passivo le strutture vengono in-vece assoggettate a moti che sono 104-106

volte inferiori a quelli del caso attivo. Nesegue che la loro ripercussione sul sottosuolo,trattandosi principalmente di onde di super-ficie, sarà visibile sino a distanze di 2-3 or-dini di grandezza inferiori rispetto al casoattivo. Il problema è stato trattato in Castel-laro e Mulargia (2010) e referenze ivi conte-nute.

Nei casi in cui la radiazione del motodella struttura risulta comunque visibilenella curva H/V, l’osservazione degli spet-tri delle singole componenti del moto per-mette di distinguere agevolmente i picchiH/V stratigrafici (frecce in Fig. 3b) da quellidelle strutture antropiche, i picchi di questeultime sono caratterizzati da massimi spet-trali molto stretti (delta) nelle componentiorizzontali o anche nella verticale (a se-conda dei modi di vibrare della struttura),difficilmente confondibili con quelli del ter-reno.

H/V di microtremore e H/V di terremotoIl microtremore sismico ambientale è un

campo d’onde costituito prevalentemente daonde di superficie (Rayleigh e Love), poichéqueste si attenuano meno rapidamente delleonde di volume con la distanza. Stante il fattoche le onde di superficie hanno velocità pros-sime a quelle delle onde di taglio S, è ricono-sciuta da tempo la coincidenza di frequenze(equazione 1) tra i picchi H/V individuati colmicrotremore (H/Vtremore) e quelli individuatisfruttando come segnale registrazioni di terre-moti (H/Vterremoto; Mucciarelli et al., 2001 ereferenze ivi contenute).

In termini di ampiezza le curve H/V delmicrotremore possono differire da quelle diterremoto in funzione della magnitudo, delladistanza e della profondità dell’epicentro.Nel campo lontano, dove dominano le ondedi superficie anche negli H/V da terremoto,esiste anche coincidenza di ampiezze traH/Vterremoto e H/Vtremore. Questa coinci-denza non esiste invece necessariamente nelcampo vicino. La differenza sta dunque nellespecifiche fasi in cui viene calcolato H/Vter-

remoto e, in medio-alta frequenza, anche nel-l’effetto di interazione suolo-struttura pressoalcune stazioni di misura.

Quando si effettua una modellazione perricavare la risposta sismica di sito (per esem-pio in termini di funzione di amplificazionedel moto alle varie frequenze), il modello ot-tenuto dovrà riprodurre come minimo le fre-quenze sperimentalmente misurate tramiteH/Vtremore mentre le ampiezze potranno dif-ferire per i motivi su esposti (si ricorda che imodelli di risposta sismica si basano solo sulleonde S, mentre il microtremore è compostoprevalentemente da onde di superficie).

8. L’interpretazione delle misure H/V

Le misure H/V possono essere utilizzatenegli ambiti:

1) della microzonazione sismica (usoesplorativo)



2) della stratigrafia sismica, nel qual casola tecnica aspira a fornire indicazioni di tipoquantitativo sul profilo di velocità delle ondeS nel sottosuolo (uso stratigrafico).

Uso esplorativo delle misure H/VIn questo contesto, le misure H/V hanno

lo scopo di individuare la presenza di feno-meni di risonanza sismica dando indicazionisulle frequenze interessate dal fenomeno. Infunzione di questi risultati è possibile fornireindicazioni qualitative e relative sull’entitàdel contrasto di impedenza responsabile delfenomeno di risonanza e informazioni sullospessore delle coperture che ne sono respon-sabili. Elementi chiave di questo genere diapplicazione delle misure H/V sono: unbuon controllo geologico dell’area di inte-resse e la disponibilità di un campione signi-ficativo di siti di misura (almeno 2 o 3) perciascuna delle diverse unità litologiche o for-mazioni affioranti nella zona esplorata e po-tenzialmente interessanti ai fini dellacaratterizzazione sismica. Vengono prese inconsiderazione solo misure di classe A o Bsecondo la classificazione in Appendice 2.Vengono distinte le misure nelle quali è pre-sente almeno un picco della curva H/V sta-tisticamente significativo nell’intervallo difrequenze di interesse (misure di Tipo 1 se-condo la classificazione in Appendice 2) equelle dove non ci sono picchi significativi(misure di Tipo 2). Le prime saranno rap-presentative di siti o unità litologiche carat-terizzate da possibili fenomeni di risonanza.

Se tutte le stime H/V dell’area sono stateottenute utilizzando le stesse procedure nu-meriche per l’analisi del dato (durata dellemisure, ampiezza e caratteristiche delle fine-stre di lisciamento, ecc.) sarà possibile di-stinguere in prima approssimazione le areedove ci si aspetta la presenza nel sottosuolodi variazioni significative del contrasto di im-pedenza sismica alla base delle coperture(ampiezza H/V > 3) da zone dove questicontrasti hanno ampiezze ridotte (H/V < 3).Sulla base delle frequenze di risonanza de-

terminate sperimentalmente sarà poi possi-bile fornire una stima di massima degli spes-sori delle coperture soffici responsabili deipossibili fenomeni di risonanza osservati. Unabaco utile in questo senso, che è stato uti-lizzato nell’ambito delle attività per il livello1 di microzonazione sismica nell’area inte-ressata dal terremoto aquilano dell’Aprile2009 (Albarello et al., 2010), è fornito inTab. 1.

Va sottolineato ancora una volta che i ri-sultati prodotti a partire da un’interpreta-zione semplificata delle misure H/V, qualequella effettuata mediante l’abaco in Tab. 1,hanno carattere statistico e semi-quantitativoe vanno considerati solo previo confrontocon le indicazioni derivanti da prove indi-pendenti (sezioni geologiche di dettaglio,sondaggi geognostici, ecc.).

Uso stratigrafico delle misure H/V, vincolato a co-noscenze dirette

Come già citato, a partire da una misuradi frequenza di risonanza, tramite l’equa-zione 1, è possibile ottenere una stima delleVs delle coperture, a patto che sia nota laprofondità dello strato che la genera, o vice-versa. L’equazione 1 vale però solo nei si-stemi costituiti da monostrato+bedrockmentre nei casi multistrato è necessario ri-correre a modelli più complessi, basati sullapropagazione delle onde di superficie(Scherbaum et al. 2003; Ohrnberger et al.

Tab. 1 - Abaco per la stima dello spessore delle coperture (h) apartire dai valori delle frequenze di risonanza (f0) determinatedalle misure H/V.

F0 (Hz) h (m) <1 >100

1 -2 50-100

2 -3 30-50

3 -5 20-30

5 -8 10-20

8 -20 5-10

>20 <5



2004; Castellaro e Mulargia 2009a; Lunedeie Albarello, 2010). Si sottolinea che – oltread un software di calcolo adatto – condi-zione necessaria per trasformare una curvaH/V in un profilo di Vs è il possesso di unvincolo, che normalmente è la profondità diun contatto tra litologie diverse, noto daprove penetrometriche, sondaggi o trinceeesplorative. In assenza di qualsiasi vincoloesistono infiniti modelli (cioè combinazioni,Vs-H) che soddisfano la stessa curva H/V.

Un esempio di profilo di Vs ottenuto daun adattamento (fit) vincolato della curvaH/V è dato in Fig. 7, dove la stratigrafiavede la presenza di limi superficiali ed un pa-leoalveo sabbioso a 2 m di profondità, re-sponsabile della risonanza a 25 Hz. È altresìnoto dal contesto geologico che il basamentolitoide di tipo calcareo, responsabile della ri-sonanza a 4 Hz, deve trovarsi a qualche de-cina di metri di profondità.

Una curva H/V piatta (Fig. 2) non puòdare informazioni sulle Vs del sottosuolo

perché mancherebbero gli elementi a cuivincolare il fit: un modello di sottosuolo chepreveda un singolo strato con Vs costante (edi qualsiasi valore) si adatterebbe ugual-mente bene alla curva. In presenza di terrenisenza contrasti di impedenza, in altre parole,non si possono ricavare informazioni sullaVs assoluta con il solo metodo H/V+vin-colo.

Il modello teorico della curva H/V im-piegato nell’esempio di Fig. 7 assume uncampo di vibrazioni ambientali composto daonde di Rayleigh e Love in vari modi ed invarie percentuali. Poiché la natura delcampo di microtremore è ancora dibattutaa livello scientifico e può essere anche di-versa, da sito a sito, il modello di Vs che si ri-cava da questa tecnica va inteso solo comemodello utile a definire la rigidità mediadegli strati ai fini della successiva modella-zione degli effetti di sito. Da questo punto divista la curva H/V ha il duplice vantaggiodi misurare se esista amplificazione strati-

Fig. 7 - A) Curva H/V sperimentale (media a tratto continuo e deviazione standard a tratteggio) e curva H/V teorica ottenuta peril modello di sottosuolo del pannello C); B) spettri delle singole componenti del moto da cui è stata ricavata la curva H/V.



grafica e, se sì, a quale frequenza. Ha poi ilvantaggio di poter essere usata come stima-tore della rigidità media degli strati in pre-senza di vincoli stratigrafici.

Uso combinato con tecniche in arraySi è discusso del fit vincolato della curva

H/V per produrre un profilo di Vs nel casoin cui sia disponibile un vincolo relativo allaprofondità di un riflettore. È naturalmentepossibile anche che il vincolo sia fornito, an-ziché da H, da indicazioni sul profilo di Vsottenuto da prove indipendenti, quali quelle“in array” attivo o passivo, in configurazione1D o 2D (es. f-k, SASW, MASW, ReMi,SPAC, ESAC, FTAN, ecc.).

I modelli sui quali si basa l’inversione ditutte queste tecniche si fondano sull’assuntodi sottosuolo a strati piani e paralleli. Questoassunto non viene di fatto mai verificato incampagna prima dell’esecuzione della provamentre un paio di misure H/V lungo lostendimento permettono di identificare ra-pidamente geometrie non 1D.

Il secondo limite di molte tecniche inarray (soprattutto di quelle attive) è che inpresenza di un riflettore importante caratte-rizzato da aumento di rigidità (come adesempio un livello di ghiaia sotto dei limi),l’energia prodotta da una sorgente conven-zionale superficiale rimane quasi tutta con-finata nel mezzo tenero e rimane pocaenergia disponibile per caratterizzare le ve-locità di propagazione delle onde sismichenel mezzo rigido (ghiaia) e sotto di esso (Bon-nefoy et al., 2008). In questi casi l’approcciomisto di tecniche in array e tecniche a sta-zione singola si rivela ideale in quanto laprova in array fornisce il vincolo per il fitdella prova H/V anche in assenza di son-daggi o penetrometrie e la prova H/V per-mette di ottenere profili di Vs fino aprofondità maggiori di quelle raggiungibilidalla sola prova in array.

Un esempio di fit congiunto di questotipo è dato in Fig. 8, dove si riportano glispettri di velocità di fase dell’onda di Ray-

leigh derivanti da una prova MASW (pan-nello A), la curva H/V sperimentale e teo-rica ottenuta per il modello di sottosuolo(pannello B) e il profilo di Vs derivato dal fitcongiunto delle due prove (pannello C).

Effetto delle inversioni di velocita’ in una curva H/VPer inversione di velocità si intende la

presenza di uno strato meno rigido sotto-stante uno strato più rigido. Questa caratte-ristica non è il normale trend in natura (doveci si aspetta un aumento di rigidità scen-dendo verso il basso per l’incremento dellostato tensionale geostatico) ma è una condi-zione relativamente frequente in presenza dialternanze litologiche quali ghiaie sopra ar-gille, in presenza di cavità (la cavità è l’esem-pio estremo di inversione di velocità) e anchein presenza di suoli artificiali rigidi (pavi-mentazioni, lastricati ecc.) sovrastanti suolinaturali teneri.

Un’inversione di velocità interessa pe-santemente le componenti spettrali orizzon-tali del microtremore mentre lascia lacomponente verticale quasi inalterata (Ca-stellaro e Mulargia, 2009b, Fig. 9). Ne con-segue che in presenza di un’inversione divelocità, il rapporto H/V si colloca su am-piezze inferiori ad 1 per larghi intervalli difrequenze (da non confondere con lo stessoeffetto che si verifica a 2f0, dove f0 è la fre-quenza del picco H/V). Questo può impe-dire l’individuazione di risonanze esistenti.In questi contesti i picchi di risonanza vannoindividuati osservando gli spettri delle sin-gole componenti del moto e non rispette-ranno i requisiti SESAME (2004).

Poiché l’interpretazione di una curvaH/V che mostri i segni di un’inversione divelocità è più difficoltosa del caso normale, èsempre bene evitare le misure su terreni ar-tificiali rigidi e nel caso in cui questo nonfosse possibile si devono adottare gli oppor-tuni accorgimenti interpretativi.

Gli effetti dell’inversione di velocità sonovisibili fino a frequenze che dipendono dal-l’estensione laterale dello strato rigido, oltre



Fig. 8 - A) spettri di velocità di fase dell’onda di Rayleigh (countour) e primi 4 modi della curva di dispersione teorica ottenuta dalmodello di sottosuolo del pannello C) (pallini bianchi); B) curva H/V sperimentale (media a tratto continuo e deviazione standarda tratteggio) e teorica ottenuta dal modello di sottosuolo del pannello C); C) modello di sottosuolo in termini di Vs derivato dal fitcongiunto della prova in array e della prova a stazione singola.

Fig. 9 - A) Confronto tra curve H/V effettuate su terreno naturale (tratto sottile) e artificiale rigido (grassetto), B) spettri delle sin-gole componenti del moto registrati su terreno naturale, C) spettri delle singole componenti del moto registrati su terreno artificiale ri-gido. È immediato riconoscere in questi la presenza di una inversione di velocità (componente verticale sovrastante le orizzontali perun ampio intervallo di frequenze [4, 50] Hz) [Ridisegnato da Castellaro e Mulargia, 2009b].



che dal suo spessore. Ne segue che misure ef-fettuate all’interno di piccoli scavi o piazzoleimmerse in un mezzo rigido artificiale (ad es.una piccola aiuola circondata da un piazzaleasfaltato sovrastante terreni sciolti) soffronodegli stessi problemi in quanto le compo-nenti spettrali orizzontali del microtremorevengono fortemente attenuate dall’interfac-cia rigida circostante. Risulta quindi di pocoaiuto l’effettuare un piccolo scavo quando sidebba effettuare una misura su una ampiazona artificiale più rigida del terreno sotto-stante.

9. Conclusioni

La tecnica sismica passiva a stazione sin-gola si è imposta negli anni recenti come unodei metodi più semplici per ottenere indica-zioni circa la possibilità che in un sito esistaamplificazione per motivi stratigrafici e, incaso positivo, a quali frequenze. Questaprova permette di evidenziare la presenza diamplificazione per risonanze e/o inversionidi velocità significative ai fini della rispostalocale2, elementi di cui tener conto nella suc-cessiva modellazione sismica di sito. Essa do-vrebbe essere eseguita nelle prime fasi delleindagini sia nell’ambito della progettazioneche della pianificazione territoriale inquanto dà informazioni immediate sulle cri-ticità del sito e sulle profondità (frequenze)minime a cui bisognerà spingere le succes-sive indagini.

In fase di progettazione, il passo succes-sivo è la determinazione di un profilo di Vscapace di rendere conto di tutte le risonanzemisurate e rilevanti per l’opera in progetto.Poiché per strutture medio-grandi le pro-fondità minime da caratterizzare sismica-mente (100-200 m per strutture con

frequenze proprie di 1 Hz) possono diven-tare non investigabili con la maggior partedelle tecniche geofisiche o in termini di costi,un ragionevole compromesso in questi casiè la determinazione di un profilo di Vs su-perficiale tramite una qualsiasi delle tecni-che note e l’estensione del profilo di Vs inprofondità tramite il fit vincolato della curvaH/V. Pur avendo questo approccio i limitidescritti nel testo, esso appare sufficiente allasuccessiva eventuale modellazione tramitecodici numerici, quando il modello di sotto-suolo debba essere fornito a grandi profon-dità. Il modello infatti dovrà comunqueriprodurre almeno le stesse frequenze di am-plificazione misurate tramite la tecnica si-smica passiva a stazione singola.

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2 Si osservi che in questo capitolo si parla uni-camente di amplificazione sismica e non di liquefa-zioni o cedimenti, argomenti che vanno affrontaticon gli strumenti della geotecnica.



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Appendice 1: I criteri SESAME (2004)

Criteri per una curva H/V affidabile [Tutti 3 dovrebbero risultare soddisfatti]

f0 > 10 / L w nc(f 0) > 200

A(f) < 2 per 0.5f 0 < f < 2f 0 se f0 > 0.5Hz A(f) < 3 per 0.5f 0 < f < 2f 0 se f0 < 0.5Hz

Criteri per un picco H/V chiaro [Almeno 5 su 6 dovrebbero essere soddisfatti]

Esiste f - in [f 0/4, f0] | A H/V(f -) < A 0 / 2 Esiste f + in [f 0, 4f 0] | A H/V(f +) < A 0 / 2 A0 > 2 fpicco[AH/V(f) ± A(f)] = f 0 ± 5%

f < (f 0) A(f 0) < (f 0)

Lw nw nc = Lw nw f0 f f0

f (f 0)

A0

AH/V(f) f –

f +

A(f)

logH/V(f) (f 0)

lunghezza della finestra numero di finestre usate nell’analisi numero di cicli significativi frequenza attuale frequenza del picco H/V deviazione standard della frequenza del picco H/Vvalore di soglia per la condizione di stabilità f < (f 0) ampiezza media della curva H/V alla frequenza f0

ampiezza media della curva H/V alla frequenza f frequenza tra f0/4 e f 0 alla quale AH/V(f -) < A0 /2 frequenza tra f0 e 4f 0 alla quale AH/V(f +) < A0 /2 deviazione standard di AH/V(f), A(f) è il fattore per il quale la curva AH/V(f) media deve essere moltiplicata o divisa deviazione standard della funzione log AH/V(f) valore di soglia per la condizione di stabilità A(f) < (f 0)

Valori di soglia per f e A(f 0) Intervallo di freq. [Hz] < 0.2 0.2 – 0.5 0.5 – 1.0 1.0 – 2.0 > 2.0 (f 0) [Hz] 0.25 f0 0.2 f0 0.15 f0 0.10 f0 0.05 f0 (f 0) per A(f 0) 3.0 2.5 2.0 1.78 1.58

log (f 0) per logH/V(f 0) 0.48 0.40 0.30 0.25 0.20



Appendice 2: Classificazione delle misure H/V

Obiettivo della classificazione è fornire una indicazione immediata circa la qualità dellesingole misure H/V, con lo scopo di aiutare gli operatori nella fase interpretativa e nel con-fronto con altri dati osservati. Questo tipo di classificazione trova il suo principale impiegonella redazione delle mappe delle indagini relative al livello 1 della microzonazione sismica.I criteri proposti sono più rigidi di quelli di SESAME in quanto includono elementi di giu-dizio non contemplati in precedenza, quali: 1. durata complessiva della registrazione che deve essere tale da produrre stime “robuste”

del campo medio delle vibrazioni ambientali 2. stazionarietà temporale dei rapporti spettrali3. isotropia del segnale in termini dei rapporti spettrali 4. assenza di rumore elettromagnetico5. andamento complessivo della curva H/V

Si confrontano misure ottenute con spettri lisciati con una finestra triangolare al 5% dellafrequenza centrale. Valori maggiori dell’ampiezza della finestra di lisciamento possono es-sere utilizzati per migliorare la leggibilità della curva in fase di interpretazione.

Vengono proposte tre classi di qualità:

Classe A: H/V affidabile e interpretabile: può essere utilizzata anche da sola1. la forma dell’H/V nell’intervallo di frequenze di interesse rimane stazionaria per almeno

il 30% circa della durata della misura (stazionarietà)2. le variazioni azimuthali di ampiezza non superano il 30% del massimo (isotropia) 3. non ci sono indizi di rumore elettromagnetico nella banda di frequenza di interesse (as-

senza di disturbi)4. i massimi sono caratterizzati da una diminuzione localizzata di ampiezza dello spettro

verticale (plausibilità fisica)5. i criteri di SESAME per una curva H/V attendibile (primi 3 criteri) sono verificati (robu-

stezza statistica)6. la misura è durata almeno 15/20 minuti (durata)

ECCEZIONE: misure effettuate su roccia integra affiorante o in zone alluvionali fini conbasamento sismico molto profondo (tipicamente > 1 km) possono non mostrare alcun picco sta-tisticamente significativo della curva H/V nell’intervallo di frequenze di interesse ingegneristico,a causa dell’assenza di contrasti di impedenza sufficientemente marcati. In questi casi, in cui lacurva H/V apparirà piatta e con ampiezza circa pari a 1, il criterio 5 risulterà non verificato anchese la misura è di fatto attendibile. In questo solo caso la misura può ricadere nella classe A ma siconsiglia di ripetere la misura per confermare l’effettiva assenza di massimi significativi.

Classe B: curva H/V sospetta (da “interpretare”): va utilizzata con cautela e solo se coe-rente con altre misure ottenute nelle vicinanze1. almeno una delle condizioni della classe A non è soddisfatta, a condizione che non si rien-

tri nell’ECCEZIONE citata per la Classe A

Classe C: curva H/V scadente e di difficile interpretazione: non va utilizzata1. misura di tipo B nella quale la curva H/V mostra una ampiezza crescente al diminuire



della frequenza (deriva), indice di un movimento dello strumento durante la misura2. misura di tipo B nella quale si evidenza la presenza di rumore elettromagnetico nell’in-

tervallo di frequenze di potenziale interesse

I criteri delineati sopra non riguardano l’interpretazione in chiave geologico-stratigraficadella curva, per la quale sono richiesti ulteriori criteri (per esempio i criteri SESAME per la“chiarezza” del picco).

Per le sole Classi A e B si possono pertanto definire due sottoclassi delle classi precedenti,ossia:

Tipo 1. Presenta almeno un picco “chiaro” secondo i criteri di SESAME: possibile risonanzaTipo 2. Non presenta picchi “chiari” nell’intervallo di frequenze di interesse: assenza di ri-

sonanza

Il significato dei simboli utilizzati nelle tabelle che seguono è dato in Appendice 1.



Esempio 1

Classe A1: le variazioni azimuthali non superano il 30% e viene identificatoalmeno un picco chiaro

Durata registrazione: 0h12’00’’. Analisi effettuata sull’intera traccia.Freq. campionamento: 128 HzLunghezza finestre: 20 sTipo di lisciamento: triangolareLisciamento: 10%



Picco H/V a 1.6 ± 0.03 Hz (nell'intervallo 0.0 - 50.0 Hz).

Criteri per una curva H/V affidabile [Tutti 3 dovrebbero risultare soddisfatti] f0 > 10 / Lw 1.63 > 0.50 OK nc(f0) > 200 1950.0 > 200 OK

A(f) < 2 per 0.5f0 < f < 2f0 se f0 > 0.5Hz A(f) < 3 per 0.5f0 < f < 2f0 se f0 < 0.5Hz

Superato 0 volte su 79 OK

Criteri per un picco H/V chiaro [Almeno 5 su 6 dovrebbero essere soddisfatti] Esiste f - in [f0/4, f0] | AH/V(f -) < A0 / 2 1.219 Hz OK Esiste f + in [f0, 4f0] | AH/V(f +) < A0 / 2 2.219 Hz OK A0 > 2 19.86 > 2 OK fpicco [AH/V(f) ± A(f)] = f0 ± 5% |0.0092| < 0.05 OK

f < (f0) 0.01495 < 0.1625 OK A(f0) < (f0) 0.7439 < 1.78 OK



Esempio 2

Classe B1: non soddisfa la condizione di isotropia ma ha un picco chiaro






A(f) < 2 per 0.5f0 < f < 2f0 se f0 > 0.5Hz A(f) < 3 per 0.5f0 < f < 2f0 se f 0 < 0.5Hz

Superato 0 volte su 190 OK Criteri per un picco H/V chiaro [Almeno 5 su 6 dovrebbero essere soddisfatti] Esiste f - in [f0/4, f0] | AH/V(f -) < A0 / 2 3.031 Hz OK Esiste f + in [f0, 4f0] | AH/V(f +) < A0 / 2 5.938 Hz OK A0 > 2 5.79 > 2 OK fpicco [AH/V(f) ± A(f)] = f0 ± 5% |0.00462| < 0.05 OK

f < (f0) 0.01818 < 0.19688 OK A(f0) < (f0) 0.3534 < 1.58 OK



Esempio 3

Classe B2: forte direzionalità e possibile presenza di disturbi elettromagneticiin assenza di picchi chiariDurata registrazione: 0h20’00’’. Analisi effettuata sull’intera traccia.Freq. campionamento: 128 HzLunghezza finestre: 20 sTipo di lisciamento: triangolareLisciamento: 5%






Exceeded 0 out of 792 times

OK

Criteri per un picco H/V chiaro [Almeno 5 su 6 dovrebbero essere soddisfatti]

Esiste f - in [f0/4, f0] | AH/V(f -) < A0 / 2 NO Esiste f + in [f0, 4f0] | AH/V(f +) < A0 / 2 23.063 Hz OK A0 > 2 3.08 > 2 OK fpicco [AH/V(f) ± A(f)] = f0 ± 5% |0.07625| < 0.05 NO

f < (f0) 1.25582 < 0. 82344 NO A(f0) < (f0) 0.0882 < 1.58 OK



Esempio 4

Classe C: Misura non interpretabile sopra 1 Hz a causa di forti disturbi elet-tromagnetici

La forme spettrali e i test SESAME (2004) relativi al picco a 0.4 Hz indicano che esso è dichiara origine stratigrafica. Sopra 1 Hz la curva è però disturbata da un forte disturbo di pos-sibile natura elettromagnetica e quindi non interpretabile in tutta la banda di frequenze diinteresse ingegneristico.




Picco H/V a 0.38 ± 0.0 Hz (nell'intervallo 0.0 - 50.0 Hz). Criteri per una curva H/V affidabile [Tutti 3 dovrebbero risultare soddisfatti] f0 > 10 / Lw 0.38 > 0.25 OK nc(f0) > 200 450.0 > 200 OK

A(f) < 2 per 0.5f 0 < f < 2f0 se f0 > 0.5Hz A(f) < 3 per 0.5f 0 < f < 2f0 se f0 < 0.5Hz

Superato 0 volte su 37 OK

Criteri per un picco H/V chiaro [Almeno 5 su 6 dovrebbero essere soddisfatti] Esiste f - in [f0/4, f0] | AH/V(f -) < A0 / 2 0.281 Hz OK Esiste f + in [f 0, 4f0] | AH/V(f +) < A0 / 2 0.484 Hz OK A0 > 2 4.34 > 2 OK fpicco [AH/V(f) ± A(f)] = f0 ± 5% |0.00621| < 0.05 OK

f < (f0) 0.00233 < 0.075 OK A(f0) < (f0) 0.2752 < 2.5 OK



Esempio 5

Classe C: Misura non interpretabile sotto 2 Hz a causa di deriva dell’H/V le-gata a un possibile movimento (basculamento) dello strumento

Durata registrazione: 0h30’00’’. Analisi effettuata sull’intera traccia.Freq. campionamento: 100 HzLunghezza finestre: 20 sTipo di lisciamento: triangolareLisciamento: 10




Criteri per una curva H/V affidabile [Tutti 3 dovrebbero risultare soddisfatti] f0 > 10 / Lw 0.34 > 0.50 NO nc(f0) > 200 615.2 > 200 OK


Superato 22 volte su 22 NO Criteri per un picco H/V chiaro [Almeno 5 su 6 dovrebbero essere soddisfatti]

Esiste f - in [f0/4, f0] | A] | A

H/V(f -) < A0 / 2 0.098 Hz OK Esiste f + in [f0, 4f0 H/V(f +) < A0 / 2 0.732 Hz OK A0 > 2 23.66 > 2 OK fpicco [AH/V(f) ± A(f)] = f0 ± 5% |0.0152| < 0.05 OK

f < (f0) 0.0052 < 0.06836 OK A(f0) < (f0) 8.7476 < 2.5 NO



1. Introduzione

Nell’ambito della sperimentazione degliICMS (2008) durante la MS dei comuni del-l’aquilano colpiti dall’evento del 6 aprile 2009,ci si è posto il problema di definire la qualitàdelle carte di livello 1 che venivano redatte daivari gruppi di lavoro.

Si è deciso allora di sviluppare una proce-dura molto semplice che potesse fornire alcuneindicazioni semiquantitative sulla base del nu-mero e della qualità dei dati raccolti per la re-dazione della carta.

2. Procedura

La procedura prevede 4 fasi:1) Costruire sull’area da investigare un retico-

lato di celle quadrate, tutte uguali, orientateN-S e E-W, con il lato di 250 m.

2) Compilare la matrice della Tab. 1. La tabellaprevede 6 parametri (carta geologico-tec-nica, sondaggi a distruzione, son daggi a ca-rotaggio continuo, indagini geofisiche, provegeognostiche, misure delle frequenze di sito)ai quali viene assegnato un peso; ogni para-metro prevede 3 indicatori (ognuno degliindicatori ha un peso di 0,33) ai quali verrà as-segnato un punteggio.

3) Applicare la seguente sommatoria per defi-nire il fattore di qualità FQ:

4) Associare al risultato (FQ) una classe diqualità:

Classe A, valori superiori a 75%; indica-zioni nessuna, carta di livello 1 di ottimaqualitàClasse B, valori intervallo (50%-74%); in-dicazioni: migliorare almeno uno dei para-metriClasse C, valori intervallo (25%-49%); indi-cazioni: programmare indagini che mancanoo che sono valutate di scarsa qualitàClasse D, valori inferiori a 25%; indica-zioni: la carta di livello 1 è di scarsa qualitàe non risponde ai requisiti minimi ri chiestida ICMS08.

3. Esempio applicativo

Si applica la procedura a una carta diMS di livello 1 virtuale:– Carta geologico tecnica (1), recente (1*0.33)

alla scala 1:2000 (1*0.33) allegata al pianourbanistico (0.66*0.33) – Tot = 0.87*1

– Sondaggi a distruzione (0.50), in numerodi 7 (0.66*0.33) concentrati in una solacella (0*0.33) con nessuno che arriva alsubstrato (0*0.33) – Tot=0.22*0.50

– Sondaggi a carotaggio continuo (1), in nu-mero di uno (0.33*0.33) in una cella(0.33*0.33) che arriva al substrato(0.33*0.33) – Tot=0.33*1

– Indagini geofisiche (0.50), in numero di 6(0.66*0.25) su 5 celle (0.66*0.25) con unache arriva al substrato rigido (0.33*0.25) -Tot=0.42*0.50

Procedura semiquantitativa per stabilire la qualità di una carta di MS di livello 1

Dario Albarello*, Sergio Castenetto**, Giuseppe Naso**

* Università di Siena** Ufficio Rischio Sismico e Vulcanico – Dipartimento della Protezione Civile



– Prove geotecniche (0.25), non sono pre-senti prove - Tot=0*0.25

– Misura delle frequenze di risonanza (0.75),in numero di 10 (0.66*0.33) distribuiti sullametà delle celle (0.66*0.33) solo due diclasse A (0.33*0.33) – Tot=0.54*0.75

FQ=(100/4)*(1*(1*0.33+1*0.33+0.66*0.33)+0.50*(0.66*0.33+0*0.33+0*0.33)+1*(0.33*0.33+0.33*0.33+0.33*0.33)+0.50*(0.66*0.25+0.66*0.25+0.33*0.25+0*0.25)+(0.25*0)+0.75*(0.66*0.33+0.66*0.33+0.33*0.33))=48% (Classe C)Commenti al risultato ottenuto: – la cartografia geologica è buona: soddisfa

le condizioni al 90%

– i sondaggi a distruzione sono scarsi: soddi-sfa le condizioni al 22%

– i sondaggi a carotaggio continuo sonobuoni, ma pochi: soddisfa le condizioni al33%

– le indagini geofisiche sono buone mascarse: soddisfa le condizioni al 42%

– le prove geotecniche mancano: soddisfa lecondizioni allo 0%

– le misure di rumore ambientale tante, mamal distribuite e di bassa qualità: soddisfale condizioni al 54%.

Suggerimento: potenziare i sondaggi a caro-taggio continuo e fare prove geognostiche.

Valutazione indicatore (punteggio) Parametro Peso Parametro

Indicatore (peso=0.33) Nulla (0) Bassa (0.33) Media (0.66) Alta (1)

Anno rilevamento No data < 2000 > 2000

Progetto No data Altro Allegato piano urbanistico Ad hoc Carta geologico -tecnica

1

Scala rilevamento No data 50.000-26.000 25.000-11.000 10.000-2.000 Numero di sondaggi a

distruzione No data 1-5 6-10 >10

Percentuale di celle occupate da sondaggi a

distruzione No data 1-33% 34-66% >66% Sondaggi a distruzione

0.50

Numero sondaggi che arrivano al substrato

rigido No data 1-5 6-10 >10

Numero di sondaggi a carotaggio No data 1-5 6-10 >10

Percentuale di celle occupate da sondaggi a

carotaggio No data 1-33% 34-66% >66% Sondaggi a carotaggio continuo

1

Numero sondaggi che arrivano al substrato

rigido No data 1-5 6-10 >10

Numero di misure No data 1-5 6-10 >10 Percentuale di celle occupate da indagini No data 1-33% 34-66% >66% Indagini geofisiche

0.50 Percentuale indagini che arrivano al substrato

rigido No data 1-33% 34-66% >66%

Numero di prove No data 1-5 6-10 >10 Perce ntuale di celle occupate da prove No data 1-33% 34-66% >66% Prove geotecniche in situ (Prove

Penetrometriche, ecc.) e di laboratorio

0.25 Percentuale prove che arrivano al substrato

rigido No data 1-33% 34-66% >66%

Numero di misure No data 1-5 6-10 >10 Percentuale di celle occupate da mis ure No data 1-33% 34-66% >66% Misure delle frequenze del sito

0.75 Classe di affidabilità misure (Albarello et

alii)* No data Classe A < 33% Classe A

34-66% Classe A

>66%

Tab. 1 – Parametri, indicatori e loro valutazione per la determinazione della qualità della carta di MS di livello 1.



1. Introduzione

Le tematiche inerenti la risposta sismicalocale (RSL) sono descritte e sviluppate sianegli ICMS (2008) sia nelle NTC (2008).

Come si evince da quanto previsto neidue documenti, le procedure proposte dal li-vello 3 delle ICMS08 e dalle NTC08 sonodel tutto simili e portano a risultati compa-rabili, per lo meno nel punto di indagine. Se,quindi, l’unica differenza sostanziale risultaessere l’estensione dell’area da investigare(microzona o area interessata da fondazionidell’edificio), deriva chiaramente che, anchese le NTC08 si attuano in fase di progetta-zione, quando è conosciuto il punto precisodi indagine e il tipo di opera mentre la MSsi utilizza per la pianificazione di un’area, insostanza i risultati delle metodologie propo-ste in IMCS08 e NTC08 esprimono la stessacosa.

NTC08 prevedono, in alternativa adanalisi specifiche (RSL nel cap. 7.11.3), l’uti-lizzo, in determinate condizioni, di un ap-proccio semplificato (categorie di sottosuolonel cap. 3.2.2). Partendo quindi dall’assuntoche la Regione o l’Ente locale si sia dotata diuna MS di livello 2 o di livello 3, così comedefiniti negli ICMS08, in che modo gli studidi MS possono orientare nella sceltra tra me-todi semplificati e analisi di RSL? La do-manda pone due problemi, da affrontaresequenzialmente e che sono riassunti nei duequesiti seguenti:

– quale livello di approfondimento di MS(livello 2 o 3) permette di discriminare tra

l’utilizzo dell’approccio semplificato e dellespecifiche analisi?

– quali informazioni si possono trasferirea chi deve progettare?

2. Quale livello di approfondimentodi MS (livello 2 o 3) permette di discriminare tra l’utilizzo dell’approccio semplificato e specifiche analisi?

L’Autorità competente può scegliere, perla pianificazione territoriale, di prevedere larealizzazione di studi di MS di livello 2 o dilivello 3 di approfondimento. Vediamo qualiopportunità scaturiscono da questa scelta.

Se la scelta procedurale, prevista dal-l’Autorità competente, è quella di applicare,in fase di pianificazione, il livello 2 (non ar-rivare quindi al livello 3), si ritiene che nonpossano essere fornite indicazioni definitivee l’utilizzo del livello 2 si deve limitare a:

• stabilire una graduatoria di idoneità ter-ritoriale, utilizzabile ai fini prettamenteurbanistici;

• fornire ulteriori indicazioni sulle areenelle quali è necessario eseguire studi diMS di livello 3.

La graduatoria di pericolosità localepotrà utilizzare un qualsiasi parametro diamplificazione litostratigrafica e topografica.Negli ICMS08 si è scelto di utilizzare FA eFV, così come definiti negli stessi ICMS08,ma altri parametri, come per esempio FH(rapporti spettrali tra output ed input calco-

Risposta sismica locale: la MS come strumento discriminante per l’utilizzodi approcci semplificati o di specifiche analisi

Antonio Colombi*, Massimo Compagnoni**, Floriana Pergalani**

* Regione Lazio, Area Difesa Suolo** Politecnico Milano, Dipartimento di Ingegneria Strutturale



lati sugli spettri elastici in accelerazione nel-l’intervallo di periodo 0.1-0.5 s), possono es-sere utilizzati.

Nel caso della pianificazione di un’area,sarà logicamente buona norma assicurarsiche i risultati, derivanti dall’ esecuzione diuno studio di livello 2, siano rappresentatividi tutte le situazioni sismiche omogenee pre-senti in quell’area, al fine di poterla suddivi-dere efficacemente in microzone e ca ratteriz-zarla dal punto di vista geofisico nel migliormodo possibile, mediante la raccolta di in-dagini pregresse e eventuale esecuzione dinuovi studi (indagini ad hoc).

In questo senso, anche l’acquisizione deidati del livello 2 (indagini geofisiche) e lascelta degli input sismici per la costruzionedegli abachi dovranno essere fortementecondizionati dall’assetto geologico-tecnico esismotettonico locale (abachi regionalizzatio, ancora meglio, sub regionalizzati).

Per le indicazioni su quali aree sia neces-sario effettuare studi di MS di livello 3, la ve-rifica sarà effettuata paragonando il valoredel fattore di amplificazione ricavato dal li-vello 2 (abachi regionalizzati) con l’analogofattore dello spettro previsto dalle NTC08: ilconfronto dovrà avvenire tra parametri dianalogo significato fisico (la proposta degliAutori è di utilizzare FH calcolato su spettridi risposta elastici in accelerazione al 5%dello smorzamento critico nell’intervallo diperiodo compreso tra 0.1 – 0.5 s ed FH perlo stesso intervallo, 0.1 – 0.5 s, calcolato suglispettri derivanti da NTC08) e riferiti allostesso livello di pericolosità sismica (ovveroallo stesso tempo di ritorno, che normal-mente per studi di MS è riferito a 475 anni).

Se il valore di amplificazione rappresen-tativo di una specifica area, cosi come calco-lato dal livello 2, supera per più del 10% ilcorrispondente valore di FH tra 0.1 – 0.5 scalcolato sugli spettri derivanti da NTC08,l’area in oggetto dovrà essere analizzata constudi di livello 3.

Se la scelta procedurale dell’Autoritàcompetente è quella di applicare, in fase di

pianificazione, il livello 3 degli ICMS08, al-lora i risultati puntuali ottenuti avranno si-curamente un miglior dettaglio e affidabilità.In questo caso, il potere discriminante tral’applicabilità dell’approccio semplificato(NTC08) o e delle specifiche analisi è assicu-rato, perché, in tal caso, il paragone deve es-sere fatto direttamente sull’andamento deglispettri di risposta elastici.

In particolare, si confronteranno gli spet-tri di risposta elastici in accelerazione al 5%dello smorzamento critico calcolati in freefield e riferiti ad un determinato livello di pe-ricolosità sismica (ovvero ad un determinatotempo di ritorno, che normalmente per studidi MS è riferito a 475 anni) con il corri-spondente spettro di risposta elastico asse-gnato dall’approccio semplificato di NTC08.

Lo spettro di risposta elastico calcolatodovrà essere standardizzato riportandolonella forma usata da NTC08 ovvero delimi-tando i tratti ad accelerazione, velocità e spo-stamento costante.

Il confronto sarà eseguito in termini divalori spettrali e si riterrà accettabile lo spet-tro proposto da NTC08 qualora lo spettrocalcolato presenti differenze inferiori al 10%in corrispondenza del periodo proprio dellastruttura di progetto.

3. Se si ritiene che il livello 3 della MS possa efficacemente indicare le aree dove è possibile applicare l’approccio semplificato o le specifiche analisi, quali informazioni si possono trasferire a chi deve progettare?

Verificato l’effettivo potere discriminantedei risultati del livello 3, sarà possibile l’uti-lizzo diretto della categoria di sottosuolo edei vari parametri determinati (applicazionedell’approccio semplificato NTC08) oppuresi potrà stabilire l’obbligatorietà di esecu-zione delle specifiche analisi di RSL. La pos-sibilità o meno di avvalersi dell’approccio



semplificato deve scaturire sempre dal con-fronto di parametri di ugual significato fisicoche, in questo caso, sono gli spettri elastici.

Per il livello 3, l’estrapolabilità risulta es-sere limitata in conseguenza del dettaglioutilizzato, ma l’affidabilità puntuale è elevatae quindi, nel caso di possibilità di utilizzo deimetodi semplificati, si assegnerà diretta-mente la categoria di sottosuolo.

Nel caso in cui vi fosse una reale impos-sibilità di tale utilizzo è obbligo prescriverenel punto analizzato una RSL o, in via al-ternativa, l’uso delle spettro calcolato.

Rimane comunque stabilito che le RSLsono indispensabili in tutti i casi nei quali ilsito non è classificabile nelle 5 categorie disottosuolo (A,B,C,D,E delle NTC08).

Le situazioni geologiche e geomorfologi-che complesse, per le quali i risultati del li-vello 3 sono sufficienti per decidere l’utilizzoo meno dell’approccio semplificato, a seguitodel confronto tra gli spettri calcolati e quelliproposti dalle NTC08 , sono:

• substrato rigido sepolto a geometria ar-ticolata (presenza di paleoalvei, substratorigido disarticolato da faglie, andamentodel substrato a Horst e Graben);

• zona di raccordo tra rilievo e pianura(zona di unghia con substrato rigido se-polto in approfondimento sotto la pia-nura, in maniera continua o disconti-nua);

• geometria del substrato rigido che creauna valle stretta colmata di sedimentisoffici (la valle stretta è definita dal co-efficiente di forma, C=h/l, dove h è lospessore della coltre alluvionale, l la suasemiampiezza, se il valore di C è supe-riore a 0.25, la valle può essere definita“stretta” oppure può essere definitastretta se è verificata la formula h/l ≥0.65/√(Cv – 1), dove Cv è il rapportotra la velocità Vs del substrato rigido equella media dei sedimenti soffici);

• successione litostratigrafica che prevedaterreni rigidi su terreni soffici (profilo diVs con inversioni di velocità);

• substrato rigido profondo alcune decinedi metri;

• presenza di marcati contrasti di impe-denza sismica;

• eventuale presenza di aree soggette ainstabilità (frane, liquefazioni, cavità se-polte, ecc. nelle quali sono possibili ag-gravi delle amplificazioni).

Si noti che queste stesse situazioni do-vrebbero essere state già valutate prelimi-narmente nel livello 1 di MS prescrivendodirettamente studi di livello 3.

L’approccio semplificato previsto nelleNTC08 appare purtroppo carente, perchénon prevede tutte le situazioni geologico-tecniche e quelle previste sono individuatecon criteri insufficienti (utilizzo del solo pa-rametro VS,30). Si auspica quindi che vengaal più presto migliorata la metodologia, va-lutando l’opportunità di utilizzare più pa-rametri per l’identificazione delle categoriedi sottosuolo.

Il percorso di utilizzo della MS per lascelta tra metodi semplificati di caratterizza-zione del sottosuolo e specifiche analisi diRSL è sintetizzato nel diagramma di flussodella Tab. 1.

4. Indicazioni generali

Da quanto sopra esposto, si suggerisconole seguenti indicazioni generali per una effi-cace applicazione e miglioramento d’utilizzodelle NTC08, a partire dagli studi di micro-zonazione sismica :

• predisposizione di proposte tecnico-scientifiche di miglioramento dellanorma per l’approccio semplificato, inmodo da rendere possibile, con mag-giore consapevolezza e coerenza l’uti-lizzo di questo tipo di approccio daparte dei progettisti;

• nelle aree identificate dagli studi diMS di livello 3 come “aree ove è pos-sibile applicare l’approccio semplifi-



cato di NTC08”, questa proceduranon potrà essere ritenuta valida pertutti gli Edifici Strategici e/o Rile-vanti (Municipi, Ospedali, Scuole,Caserme, etc.) per i quali sarà sempreobbligatoria la RSL;

• adozione della procedura di utilizzo de-gli studi di MS di livello 2 e 3, come so-pra illustrato, da parte AmministrazioniRegionali competenti, contestualmenteall’atto normativo di re cepimento degliICMS08.

MS1

MS2

Abachi regionalizzati

Abachi ICMS

Graduatorie ai f ini urbanistici

MS3 Obbligo RSL

Procedura semplif icata

NTC

con utilizzo categoria di sottosuolo

individuata

Spettri elastici

Conf ronto FH(0.1-0-5s)

PIANIFICAZIONE PROGETTAZIONE

Conf ronto spettri elastici

Tab. 1 – Diagramma di flusso che sintetizza le procedure riportate nel testo.


Indirizzi e criteri per la microzonazione sismica

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