Studi di microzonazione sismica in alcuni Comuni toscani Claudia Madiai Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale Università di Firenze

Microzonazione sismica Strumento di prevenzione e gestione del rischio sismico il cui obiettivo è identificare (in una data zona) le aree a comportamento sismico omogeneo e quantificare gli effetti indotti dai terremoti attesi nella zona ai fini di: pianificazione territoriale, progettazione, gestione dell’emergenza e della ricostruzione post-sisma 2

Strumenti di mitigazione del rischio sismico microzonazione sismica (Norme nazionali) Mappe di pericolosità sismica di base Carte di microzonazione sismica Microzonazione sismica (Linee Guida: Regionali, Nazionali, Internazionali) Progettazione antisismica (Norme nazionali, Linee Guida) Elaborati progettuali 3

Effetti indotti dall’azione sismica amplificazioni locali interazione tra onde sismiche e condizioni locali → EFFETTI LOCALI AREE SISMICAMENTE INSTABILI AREE SISMICAMENTE STABILI frane amplificazioni del moto sismico liquefazione cedimenti (densificazione dei terreni, crollo di cavità, ecc…) 4

Caratteristiche del moto sismico al sito Le caratteristiche del moto sismico in superficie sono il risultato di un insieme di fenomeni molto complessi legati a: meccanismo di sorgente cammino di propagazione condizioni del sito (morfologia e caratteristiche dei terreni e degli ammassi rocciosi superficiali) CONDIZIONI DI SITO B A C D roccia CAMMINO DI PROPAGAZIONE SORGENTE in A : moto sismico di riferimento (risultato di 1+2) 5

RISPOSTA SISMICA LOCALE Mediante analisi della Risposta Sismica Locale si valutano le modifiche in ampiezza, durata e contenuto in frequenza del moto sismico rispetto al moto di riferimento su affioramento rigido pianeggiante tenendo conto delle condizioni di sito, ovvero di: effetti stratigrafici (monodimensionali, 1D) effetti di valle (bi-tridimensionali, 2D-3D) Effetti topografici effetti topografici (bi-tridimensionali, 2D-3D) 3 Sito di riferimento Effetti stratigrafici Effetti di valle 2 1 6

Fasi di uno studio di Microzonazione Sismica Indagini geologiche Indagini geofisiche Indagini geotecniche Analisi dei dati storici Studi di geologia regionale Studi sismologici Modello del sottosuolo Moto sismico di riferimento Analisi della risposta sismica locale Terreni instabili: analisi delle condizioni critiche Terreni stabili: valutazione degli effetti amplificativi Microzonazione (carta delle microzone) 7

da www.rete.toscana.it/sett/pta/sismica Mugello Barberino Vicchio 8

Stretta di Bilancino 9

depositi fluvio-lacustri da Delle Donne, 2005 Barberino Galliano Scarperia S.Piero a Sieve Borgo S. Lorenzo Sagginale Vicchio Stretta di Bilancino substrato depositi fluvio-lacustri SO NE F. Sieve da Delle Donne, 2005 10

MODELLO DEL SOTTOSUOLO 36 km 58 km MODELLO DEL SOTTOSUOLO CARTA GEOLOGICA (a cura del Coordinamento Regionale per la Prevenzione Sismica) INDAGINI (programmi VEL e DOCUP): 14 SONDAGGI con prove Down-Hole e prelievo di 20 campioni di terreno indisturbati analizzati in laboratorio 11 STENDIMENTI per sismica a rifrazione zona industriale e commerciale Cavallina Barberino Lago di Bilancino SEZIONI ANALIZZATE 11

MODELLO DEL SOTTOSUOLO SEZIONE E-E’ 12

MOTO SISMICO DI RIFERIMENTO 5 Segnali accelerometrici (da EUCENTRE) 13

FATTORE DI AMPLIFICAZIONE = ANALISI DELLA RISPOSTA SISMICA LOCALE a a moto sismico di riferimento I risultati vengono sintetizzati in termini di : parametro rappresentativo del moto sismico sulla superficie libera del terreno _______________________________________________________________________________________________________________________________________________ parametro rappresentativo del moto sismico di riferimento FATTORE DI AMPLIFICAZIONE = 14

ANALISI DELLA RISPOSTA SISMICA LOCALE Le analisi numeriche sono state eseguite con un programma agli elementi finiti (QUAD4M, Hudson et al., 1993) Sono stati presi in considerazione 7 diversi fattori di amplificazione Per ogni sezione analizzata è stato determinato l’andamento medio di ciascun fattore calcolato con riferimento ai 5 accelerogrammi di input Fattori di amplificazione 15

ANALISI DELLA RISPOSTA SISMICA LOCALE La scelta del fattore di amplificazione da rappresentare sulla carta di microzonazione sismica è stata fatta in base a: quantità di informazioni (maggiore possibile) sul segnale sismico andamento ‘regolare’ in corrispondenza di condizioni morfologiche e stratigrafiche ‘regolari’ andamento ‘stabile’ al variare dell’accelerogramma di input significatività rispetto alle caratteristiche degli edifici in superficie Fattore di amplificazione scelto spettri di risposta in pseudoaccelerazione 16

RISULTATI (Sezione E-E’) massima amplificazione ( 3.5) in prossimità della Sieve amplificazioni significative in corrispondenza dei depositi alluvionali recenti nell’estremità meridionale della sezione presenza di effetti di bordo alle due estremità della paleovalle, più marcati nella parte meridionale Sezione E-E’ Fattore FHa(0.1-0.5) 17

RISULTATI (Sezione F-F’) massima amplificazione in corrispondenza di una “stretta” paleovalle centrale dove in superficie scorre la Sieve valori del fattore di amplificazione intorno a 1.5÷2 nelle parti restanti della sezione Sezione F-F’ Fattore FHa(0.1-0.5) 18

RISULTATI (Sezione C-C’) valori massimi dell’amplificazione ( 2.5) in corrispondenza della paleovalle centrale effetti amplificativi ridotti in corrispondenza della paleovalle sud-occidentale per la presenza di una formazione con caratteristiche intermedie fra roccia e terreno Sezione C-C’ Fattore FHa(0.1-0.5) 19

RISULTATI (Sezione D-D’) amplificazioni pressoché nulle (nell’intervallo di periodi considerato, 0.1-0.5 s) al centro della paleovalle modesti effetti di bordo alle estremità della paleovalle amplificazioni più elevate (comunque <2) nella parte sud- occidentale della sezione dove lo spessore dei depositi fluvio-lacustri è modesto Sezione D-D’ Fattore FHa(0.1-0.5) 20

In conclusione: 21

Si osserva che: il settore meridionale del sub-bacino di Barberino registra le maggiori amplificazioni, a causa della maggiore rigidezza del substrato (Arenarie del Falterona) il settore centrale del sub-bacino di Barberino registra minori amplificazioni, a causa della minore rigidezza del substrato (Formazione dell’Acquerino) in corrispondenza dell’abitato di Cavallina la presenza di una “scaglia” argillitica (Formazione di Sillano), con caratteristiche intermedie fra roccia e terreno, riduce fortemente il contrasto di rigidezza tra i depositi fluvio-lacustri e il substrato, determinando minime amplificazioni se non addirittura smorzamenti del moto sismico 22

SVILUPPO DELLE ATTIVITà Studi di Risposta Sismica Locale sono stati o saranno eseguiti, da parte del DICeA, in altre aree: settore settentrionale del sub-bacino di Barberino altri Comuni del Mugello (Vicchio e Borgo S.Lorenzo) alcuni Comuni di Valtiberina e Casentino Seguirà, da parte del Coordinamento Regionale Prevenzione Sismica della Regione Toscana, con il supporto dello stesso DICeA, la redazione delle relative carte di microzonazione sismica 23

Grazie per l’attenzione!