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La conoscenza del Rischio

Sismico attraverso la redazione

degli studi di microzonazione

sismica della Regione Toscana

Aggiornamenti, Risultati, metodologie e proposte

per la pianificazione territoriale

a cura del Dr. Geol. Massimo Baglione

Settore Sismica Regionale

Settore Sismica

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Realizzati e/o in corso su

160 Comuni (circa il 65%

del totale)

3

Settore Sismica

MICROZONAZIONE SISMICA: RISULTATI CONSOLIDATI

1) Approfondimento del modello geologico-tecnico di superficie mediante

realizzazione di indagini geognostiche (HVSR e/o sismica di superficie) e

mediante recupero di dati esistenti;

OPCM 3907/2010 – Quadro riepilogativo delle indagini geognostiche

realizzate nell’ambito degli studi di MS1

745 nuove indaginiDefinizione di standard di qualità

Criteri per il controllo/collaudo delle indagini

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Settore Sismica

MICROZONAZIONE SISMICA: RISULTATI CONSOLIDATI

2) Ricostruzione tridimensionale 3D del modello geologico-tecnico di

sottosuolo mediante la redazione della carta di microzonazione sismica di

livello 1

suddivisione ragionata degli spessori associati a

ciascuna microzona, delle loro geometrie ma

anche delle proprietà meccaniche (Vs). E’ quindi

indispensabile poter disporre di un elevato

quantitativo di indagini geognostiche

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Settore Sismica

MICROZONAZIONE SISMICA: RISULTATI CONSOLIDATI

3) Ottima applicabilità di alcune tipologie di indagini.

Per la redazione di uno studio di

livello 1, le misure di rumore HVSR,

se ben eseguite e se integrate con

altre metodologie di “taratura”,

forniscono uno strumento di estrema

utilità per validare e approfondire il

modello geologico preliminare.

In contesti abbastanza semplici

(bacini alluvionali), la migrazione

delle frequenze fondamentali è

correlabile con l’approfondimento

del substrato mentre l’entità del

picco H/V fornisce indicazioni in

merito al contrasto di impedenza

meccanico.

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fo= 4.3 Hz

profondità 19.8 m

fo= 8.84 Hz

profondità 8 m

Settore Sismica

MICROZONAZIONE SISMICA: RISULTATI CONSOLIDATI

Tellus di Fiori & Bellini (2012) - Studio di MS1 Comune di Marradi

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Settore Sismica

MICROZONAZIONE SISMICA: QUALI SONO GLI ELEMENTI DI NOVITA’

1) Definizione della metodologia per il passaggio dagli studi di microzonazione

sismica di livello 1 a quelli di livello 2;

2) Predisposizione degli abachi litostratigrafici per la stesura di mappa di MS2;

3) Approfondimento dei criteri per l’applicabilità degli studi di MS2;

4) Sviluppo nuovo Portale WEB-GIS per la visualizzazione/consultazione indagini

geognostiche del Progetto VEL;

5) Applicazione degli studi di Microzonazione Sismica per la pianificazione

territoriale

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Settore Sismica

PASSAGGIO MS1 – MS2

Con Del. G.R.T. n. 144 del 23/02/2015 si definiscono i

principali criteri per il passaggio da uno studio MS1 ad

uno studio MS2, che sono connessi con la valutazione

dell’Idoneità dello studio di MS di livello 1 per il

passaggio al livello 2 mediante i seguenti passaggi:

1) Verifica congruenza tra le sezioni geologico-tecniche

che definiscono il modello geologico 2D della zona e la

cartografia MOPS che di fatto rappresenta una

ricostruzione 3D dello stesso modello geologico.

2) Verifica di congruenza tra le sezioni geologico-

tecniche e le risultanze delle indagini (Nel caso non

siano presenti indagini idonee sarà necessario eseguire

indagini di nuova realizzazione al fine di completare la

ricostruzione in termini sismostratigrafici del modello

geologico)

3) Controllo Estrapolazione Areale del modello

geologico tecnico 2D riportato nelle sezioni

Fabbroni et alii (2014) – Rapporto tecnico

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Settore Sismica

PREDISPOSIZIONE ABACHI LITOSTRATIGRAFICI PER MS2

Nell’ambito degli ICMS 2008 viene suggerito alle regioni di dotarsi di abachi per la

caratterizzazione quantitativa dei fenomeni di amplificazione attesa. Si tratta di realizzare delle

tabelle nelle quali ad un insieme di valori assunti da parametri considerati diagnostici e ad un

particolare livello di pericolosità sismica siano associati univocamente valori attesi

dell’amplificazione del moto sismico (FA ovvero “Fattore di Amplificazione”) rispetto ad un

terreno di riferimento.

La procedura adottata allo scopo si discosta in maniera significativa da quelle adottate per le

Regioni Lombardia e Lazio ed è affine (anche se non identica) a quella a suo tempo utilizzata

dalla Regione Emilia-Romagna. La procedura ha avuto come scopo quello di valorizzare il

grande patrimonio informativo messo a disposizione dalla Regione Toscana come esito di

passate attività di indagine e caratterizzazione della risposta sismica locale (progetti VEL e

DOCUP)

Gli abachi sono stati predisposti nell’ambito di uno studio commissionato al DST-Università di

Siena (Prof. Albarello) e successivamente approvati con Del. G.R.T. n. 144 del 23/02/2015http://www.regione.toscana.it/-/abachi-litostratigrafici-per-studi-di-microzonazione-sismica-di-livello-2

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Settore Sismica

PROCEDURA PER LA COSTRUZIONE DEGLI ABACHI PER MS2

1. Individuazione delle tipologie lito-stratigrafiche (TLS)

2. Parametrizzazione delle unità lito-stratigrafiche (Vs,

curve di degrado con relative incertezze)

3. Selezione moto di input

1. Generazione casuale di profili Vs e curve di degrado

2. Selezione profili Vs e curve di degrado compatibili

con le osservazioni

3. Costruzione delle Funzioni di Amplificazione e dei

Fattori di Amplificazione (FA) per le singole tipologie

lito-stratigrafiche e i gruppi di accelerogrammi

1. Caratterizzazione statistica della distribuzione dei

valori di FA per le singole tipologie lito-stratigrafiche

e i gruppi di accelerogrammi

2. individuazione dei parametri sperimentali

caratterizzanti le diverse situazioni lito-stratigrafiche

1. Costruzione degli abachi

2. Validazione degli abachi

PRIMA FASE

SECONDA FASE

TERZA FASE

QUARTA FASE

Albarello & Peruzzi (2014) – Rapporto tecnico Convenzione RT predisposizione abachi

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Settore Sismica

PROCEDURA PER LA COSTRUZIONE DEGLI ABACHI PER MS2

1. Costruzione degli abachi

2. Validazione degli abachiQUARTA FASE

Albarello & Peruzzi (2014) – Rapporto tecnico Convenzione RT

predisposizione abachi

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Settore Sismica

PROCEDURA PER LA COSTRUZIONE DEGLI ABACHI PER MS2

In linea di principio, gli abachi proposti non presentano limitazioni legate alle specifiche situazioni

locali (p.es. inversioni nel profilo di velocità del onde S o particolari configurazioni litologiche). La

possibile presenza di queste situazioni dovrebbe essere stata compresa nelle simulazioni condotte

e quindi incluse nei valori di FA proposti.

Questi ultimi vanno infatti considerati come un limite superiore “ragionevole” (ovvero caratterizzato

da una probabilità di eccedenza del 25%) ai valori di FA effettivamente possibili.

Gli abachi non coprono tutte le possibili combinazioni di parametri. Questo è il risultato dei limiti

imposti alle simulazioni sulla base delle osservazioni. Accanto a queste situazioni, ne esistono altre

per quali i valori di FA indicati sono ricavati da un numero di simulazioni inferiori a 10. Si tratta

quindi di configurazioni piuttosto rare, nel caso in cui si verificassero sarebbe opportuno ricorrere a

modellazioni della risposta sismica locale condotte con strumenti di calcolo appropriati e non

utilizzare l’abaco corrispondente.

Gli abachi sono validi per un insieme di situazioni comunque ristretto

E’ fatto assoluto divieto di utilizzo dei dati di output degli abachi di secondo livello in attività

connesse alla determinazione dell’azione sismica a corredo della progettazione edilizia.

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Settore Sismica

PROCEDURA PER LA COSTRUZIONE DEGLI ABACHI PER MS2http://www.regione.toscana.it/-/abachi-litostratigrafici-per-studi-di-microzonazione-sismica-di-livello-2

Per l’utilizzo degli abachi, di seguito sono illustrati gli step che il professionista incaricato della redazione dello

studio di microzonazione sismica di livello 2 deve seguire:

1) Verificare che il comune oggetto di studio sia compreso nell’elenco dei comuni (riportato in Appendice 6)

ammissibili al finanziamento per studi di microzonazione sismica di secondo livello e per i quali è

consentito l’uso degli abachi;

2) Determinazione della macroarea;

3) Stima (ad eccezione delle macroaree Amiata e Toscana costiera) del valore di accelerazione di base (ag

475anni) del centro abitato oggetto di analisi MS2. Tale operazione permetterà di ricondursi alla tipologia di

abachi più idonei al contesto macrosismico dell’area d’indagine;

4) Verifica dell’idoneità degli abachi per il sito in esame;

5) per ogni sito di misura di FHa, stimare se la profondità del substrato sismico è minore o superiore a 30m.

Tale informazione è essenziale per la scelta dell’abaco più idoneo al contesto sismostratigrafico;

6) Per ogni sito ricavare il valore della frequenza fondamentale ed il valore di Vs30 o Vsh; in modo da poter

desumere i valori di FHa (0.1-0.5s) ed di FHa (0.5-1.0s);

7) Definiti puntualmente i fattori di amplificazione, l’estensione areale dovrà tener conto del modello geologico

s.l. desunto dallo studio di MS di livello 1, opportunamente integrato nell’ambito di questa fase.

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Settore Sismica

CRITERI DI APPLICABILITA’ PER GLI STUDI MS2

In estrema sintesi, dalle analisi/valutazioni in corso da parte della comunità scientifica

emergono le seguenti indicazioni di massima (ancora provvisorie).

Gli abachi possono essere utilizzabili quando si verificano simultaneamente le seguenti

condizioni:

-se sì è in presenza di una valle classificata larga (ICMS, 2008) con coefficiente di

forma C<0,25;

-quando il rapporto VSsubstrato/VSmedia della copertura è < 4 e si è in presenza di

bacini con spessore delle coperture indicativamente inferiori a 50m oppure quando

è < 3 in tutti i casi;

- quando è verificata la relazione di Bard e Bouchon (1985).

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Settore Sismica

SVILUPPO NUOVO PORTALE WEB-GIS: L’INTERFACCIA WEB

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Settore Sismica

SVILUPPO NUOVO PORTALE WEB-GIS: I DATI

La banca dati VEL comprende

(al momento):

- 1236 linee di sismica a rifrazione con

onde P e SH

- Circa 500 sondaggi geotecnici (con più

di 1400 prove SPT) con prove down-hole

- Più di 500 campioni indisturbati su cui

sono state eseguite prove di laboratorio

(statiche e dinamiche)

N° stese per area geografica

0

50

100

150

200

250

300

Am

iata

Cas

entin

o

Gar

fagn

ana

Livo

rnes

e

Lunigi

ana

Mug

ello

Pisto

iese

Pra

tese

Sen

ese

Vad

ichian

a

Valtib

erin

a

n°

ste

se

N° sondaggi per area geografica

0

20

40

60

80

100

120

140

160

Am

iata

Cas

entin

o

Gar

fagn

ana

Livo

rnes

e

Lunigi

ana

Mug

ello

Pisto

iese

Pra

tese

Sen

ese

Valdi

chia

na

Valtib

erin

a

n°

so

nd

ag

gi

Distribuzione del n. di linee di sismica a rifrazione e sondaggi per area

N° sondaggi per profondità

23%

(133)

13%

(74)

64%

(360)0m < prof ≤ 30m

30 < prof ≤ 50m

prof > 50m

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Settore Sismica

SVILUPPO NUOVO PORTALE WEB-GIS: IL MODELLO LOGICO

SONDAGGIFORMAZIONE

STESA

CAMPIONE

RISULTATI PROVE

LOCALIZZAZIONE

ESECUZIONELAVORI

CARTOGRAFIA

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Settore Sismica

SVILUPPO NUOVO PORTALE WEB-GIS: RICERCA GEOGRAFICAI dati possono

essere ricercati,

selezionati e

visualizzati

mediante criteri

di ricerca

geografici per

Provincia,

Area

geografica,

Comune,

Località Oppure

possono essere

ricercati

interattivamente

dall’utente

Per ogni

sondaggio

selezionato si

possono

consultare ed

estrarre i dati

diretti e quelli

indiretti relativi.

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Settore Sismica

SVILUPPO NUOVO PORTALE WEB-GIS: RICERCA E CONSULTAZIONE

ANALISI DI LABORATORIO SUI CAMPIONI

Per ogni

campione

selezionato si

possono

consultare ed

estrarre i dati

relativi al

campione.

Inoltre è

possibile

estrarre le

curve di

degrado medie

in funzione

delle litologia,

formazione e/o

area di

provenienza

selezionata

campioni/formazione

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

32

34

36

38

40

42

44

46

48

50

52

AMIATA CASENTINO GARFAGNANA LIVORNESE LUNIGIANA MUGELLO PISTOIESE SENESE VALDICHIANA VALTIBERINA

n°

cam

pio

ni

Ar e3

e2 FAA

Plis b8

f1 ARN

CAS1 CAS2

SIL FAL3

a1q bn

MVV ol

hn AFB

ct dt

OLP a

c ART

p QSD

NUG AUA

MGO 1a1 MGO 1c1

SIV MGO 2a2

CLO LSO

hr AGM

AVP VILc

unità A2 unità A3

unità F1 unità F2

MLL Cq

m

20

Settore Sismica

APPLICAZIONE DEGLI STUDI DI MS PER LA PIANIFICAZIONE

TERRITORIALE

Per tutti i comuni ad esclusione di quelli in zona sismica 4, si prevede la redazione di studi e

cartografie di Microzonazione Sismica (di seguito indicati MS) di livello 1 così come definite

negli “Indirizzi e Criteri Generali per la Microzonazione Sismica” (di seguito indicati ICMS)

nonchè sulla base delle specifiche tecniche di cui all’O.P.C.M. 3907/2010 - specifiche tecniche

regionali (Del. GRT. 261/2011 e s.m.e i.)

Regolamento Regionale 53R/2011 – Parte sismica

1) La redazione degli studi di MS di livello 1 è obbligatoria per tutti i Comuni, ad eccezione di

quelli classificati in zona sismica 4, che intendono predisporre i nuovi piani strutturali, i

nuovi regolamenti urbanistici e relative varianti;

2) Tale studio deve essere realizzato in corrispondenza dei centri urbani maggiormente

significativi che il Comune, di concerto con la struttura regionale competente, individua

secondo le specifiche di cui al Par. 1.B.1.2 delle Istruzioni Tecniche del Programma VEL e

perimetra secondo i criteri definiti al par. 3.4.2 degli ICMS;

2121

Settore SismicaPROPOSTA METODOLOGICA

Pericolosità sismica

(MS1 + approfondimenti MS2-3)Territorio

Urbanizzato

art.4

Aree esposte al

rischio sismico

(tessuto esistente)Cartografia del rischio sismico di livello 1

(già esistente) e di livello 2 (da realizzare)

Pia

no

str

utt

ura

le

Pianificazione

all’emergenza

(piani di

protezione civile + CLE)

Pia

no

op

era

tivo

Condizioni di fattibilità interventi

e attuazione

misure di mitigazione del rischio

Per le aree esistenti sono definite le condizioni di attuazione degli

interventi in funzione della classe di pericolosità sismica locale e

della destinazione urbanistica e le misure di mitigazione del rischio

R1R1R1R2S1

R1R1R2R3S2

R2R2R3R3S3

R3R3 R4R4S4

E1E2E3E4Classi di

Pericolosità (V)

Classi di esposizioneV=1Per le aree di nuova previsione sono definite solo le

Condizioni di attuazione degli interventi in funzione della

classe di pericolosità sismica locale e della destinazione

urbanistica. Non viene considerata la vulnerabilità

sismica.

2222

sismica@regione.toscana.it

Settore Sismica

http://www.regione.toscana.it/speciali/rischio-sismico