Area Archeologica Centrale di Roma: caso di studio

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1 Pericolosità sismica locale e Patrimonio Archeologico: il caso di studio dell Area Archeologica Centrale di Roma Paolo Messina Roma

2 Area Archeologica Centrale di Roma: caso di studio Premessa Nel 2009, il Commissario del Governo e il Dipartimento della Protezione Civile hanno dato incarico al CNR IGAG di valutare le condizioni di pericolosità geologica e sismica che interessano l Area Archeologica Centrale di Roma (Palatino, Foro Romano, Colosseo). Ha avuto inizio un progetto di ricerca che ha coinvolto Istituti CNR e Dipartimenti universitari, che si è concluso a febbraio Obiettivi 1) Definire l assetto del sottosuolo (geologia, idrogeologia, geotecnica; 2) valutare la suscettibilità al dissesto (dissesti di versante e collassi di cavità); 3) realizzare la microzonazione sismica. Prodotti Carta geologica e idrogeologica (scala 1:2,000). Caratterizzazione geotecnica dei litotipi in condizioni statiche. Carta della suscettibilità al dissesto (scala 1:2,000). Carta di microzonazione sismica di livello 1 (scala 1:2,000). Carta di microzonazione sismica di livello 3 e spettri di risposta in accelerazione.

3 Terremoti storici a Roma Epigrafe relativa al terremoto che si è verificato nel 508 AD (presso il Colosseo) Distanza epicentrale vs. intesità al sito per la città di Roma (da Galli and Molin, 2013)

4 Dati pregressi DATASET Dati pregressi (oltre 200 sondaggi a carotaggio continuo) disponibili per l area archeologica e l adiacente metropolitana. Nuova campagna di indagini realizzata nel 2010: 25 sondaggi a carotaggio continuo, prove geotecniche in sito e in laboratorio, 20 MASW, 11 downhole e 1 crosshole, oltre 80 misure di rumore ambinetale, oltre 5000 metri di acquisizioni ERT, georadar.

5 Dati di nuova acquisizione DATASET Dati pregressi (oltre 200 sondaggi a carotaggio continuo) disponibili per l area archeologica e l adiacente metropolitana. Nuova campagna di indagini realizzata nel 2010: 25 sondaggi a carotaggio continuo, prove geotecniche in sito e in laboratorio, 20 MASW, 11 downhole e 1 crosshole, oltre 80 misure di rumore ambientale, oltre 5000 metri di acquisizioni ERT, georadar.

6 Carta geologica 1 Scala 1:2,000 (da Moscatelli et al. 2013; Mancini et al. 2013)

7 Stratigrafia Bastione Farnesiano Via della Consolazione VSN1 AEL FTR VSN1 PPT Colle Capitolino PTI Horrea Agrippiana VGU (da Mancini et al. 2013)

8 Sezioni geologico-tecniche Arcate Severiane 5 m 3MS paleovalle dell unità FTR NW SE 10 m 10 m 15 m 400

9 Carta dei domini geologici (da Mancini et al. 2013)

10 Strato antropico e microzonazione sismica (MS) Palatino, modificato da Croci 2008

Strato antropico e MS di livello 1 Modello di sottosuolo: codifica dei litotipi Il primo problema con cui ci si scontra nella caratterizzazione della coltre antropica, ai fini della MS di livello 1,

11 Strato antropico e MS di livello 1 Modello di sottosuolo: codifica dei litotipi Il primo problema con cui ci si scontra nella caratterizzazione della coltre antropica, ai fini della MS di livello 1, è la codifica in sondaggio dei litotipi prevalenti. Negli standard di MS i terreni antropici di copertura non sono differenziati. Questo può costituire un elemento di forte criticità quando lo strato antropico (in termini di «pieni» e di «vuoti») rappresenta un corpo geologico di importanza primaria nella successione. È possibile mappare le coltri di copertura antropica in termini di litotipi prevalenti? h Murature in mattoni e in calcestruzzo h s h Murature alterate h: antropico; s: sedimentario; v: vulcanico h h Riempimenti di cavità v s

Strato antropico e MS di livello 1 Deformazioni permanenti: dissesti gravitativi (1) Dissesti gravitativi di tipo complesso La copertura antropica può impedire l osservazione diretta del fenomeno,

12 Strato antropico e MS di livello 1 Deformazioni permanenti: dissesti gravitativi (1) Dissesti gravitativi di tipo complesso La copertura antropica può impedire l osservazione diretta del fenomeno, che viene desunto dall osservazione degli effetti sulle strutture antropiche, come nel caso della Domus Tiberiana al Palatino. È difficile mappare il fenomeno in una carta di livello 1. A A NNE SSW A A Domus Tiberiana modificato da Croci 2008 A A da Calabresi e Scarpelli 1998

Strato antropico e MS di livello 1 Deformazioni permanenti: dissesti gravitativi (2) Crolli e ribaltamenti Fenomeni di crollo e ribaltamento possono interessare i versanti dei rilievi collinari, la

13 Strato antropico e MS di livello 1 Deformazioni permanenti: dissesti gravitativi (2) Crolli e ribaltamenti Fenomeni di crollo e ribaltamento possono interessare i versanti dei rilievi collinari, la cui morfologia è alterata fortemente dall azione antropica. La presenza di cavità prossime alla superficie può notevolmente aumentare la suscettibilità al dissesto dei versanti. Esempio dal versante occidentale del colle Palatino, Bastione Farnesiano. frattura blocco ribaltato VSN1 Ribaltamento di blocchi di Tufo lionato VSN1 (fianco ovest del Palatino). Bastione Farnesiano VSN1 Bastione Farnesiano: tiranti in VSN1.

Strato antropico e MS di livello 1 Deformazioni permanenti: crolli di cavità La presenza di cavità di origine antropica condiziona fortemente la suscettibilità al dissesto del territorio,

14 Strato antropico e MS di livello 1 Deformazioni permanenti: crolli di cavità La presenza di cavità di origine antropica condiziona fortemente la suscettibilità al dissesto del territorio, specialmente dove le cavità sono prossime alla superficie o vengono a giorno lungo i versanti dei rilievi (esempio dal colle Palatino). 1) Fondazioni collassate presso il tempio di Giove Statore A A 1 da Forma Urbis, Lanciani ) Cavità artificiale presso il tempio della Magna Mater VSN1 A 2 cavità FTR 2 - Magna Mater A 1 Tempio di Giove Statore

Strato antropico e MS di livello 1 Modello di sottosuolo: mappatura della morfologia sepolta (1) No Man s Land (Palatino) Integrazione di ERT, GPR, sondaggi

15 Strato antropico e MS di livello 1 Modello di sottosuolo: mappatura della morfologia sepolta (1) No Man s Land (Palatino) Integrazione di ERT, GPR, sondaggi a carotaggio continuo e stratigrafie di scavo archeologico per mappare la superficie di base della copertura antropica. 0 m 1A muratura interro 5 m 5 m 10 m

Strato antropico e MS di livello 1 Modello di sottosuolo: mappatura della morfologia sepolta (2) Schola Praeconum (Palatino) Integrazione di ERT,

16 Strato antropico e MS di livello 1 Modello di sottosuolo: mappatura della morfologia sepolta (2) Schola Praeconum (Palatino) Integrazione di ERT, GPR, sondaggi a carotaggio continuo e stratigrafie di scavo archeologico per mappare le scarpate sepolte. 10 m 2MS muratura alterata 15 m 15 m 20 m

17 Strato antropico e MS di livello 1 Modello di sottosuolo: mappatura della morfologia sepolta (3) Mappe della superficie di base (a) e dello spessore (b) della coltre antropica presso il Palatino da Moscatelli et al. 2013

18 MS di livello 1 dell area Archeologica Centrale di Roma Mappatura delle MOPS Microzonazione sismica di livello 1 del Palatino (2013) modificato da Mancini et al. 2013

19 Modellazione 2D Analisi agli elementi finiti realizzata su 7 sezioni geologico tecniche con il codice QUAD4M. Fattore di amplificazione: 2 7

20 Carte di MS di livello 3 e spettri di risposta in accelerazione

21 In sintesi (1) Quando un terremoto interessa un sito possono verificarsi variazioni dello scuotimento sismico, in termini di ampiezza, contenuto in frequenza e durata; tali variazioni sono definite effetti di sito. L insieme degli effetti di sito determina la pericolosità sismica locale. Gli studi di microzonazione sismica sono indirizzati a definire la pericolosità sismica locale di una area, ai fini della pianificazione. La microzonazione sismica in Italia si realizza secondo gli standard ICMS 2008 ed è articolata in tre livelli: o o il livello 1 è preliminare ed è indirizzato a suddividere il territorio in mcrozone (sismiche) qualitativamente omogenee in prospettiva sismica; i livelli 2 e 3 producono una carta quantitativa di microzonazione sismica, attraverso la realizzazione di simulazioni numeriche.

22 In sintesi (2) Roma è stata interessata da terremoti originati nell Appennino Abruzzese e presso i Colli Albani; questi terremoti sono registrati nel record storico e archeologico di Roma. Il CNR IGAG, in collaborazione con altri Istituti CNR e Dipartimenti universitari, ha realizzato la microzonazione di livello 1 e 3 dell Area Archeologica Centrale di Roma. Una nuova cartografia geologico tecnica è stata realizzata in scala 1:2,000. Sono stati valutate la suscettibilità al dissesto e il contributo dello strato antropico all amplificazione del moto sismico. Una carta di microzonazione di livello 1 è stata realizzata in scala 1:2,000. La microzonazione di livello tre è stata realizzata a partire da un modello integrato del sottosuolo. Sono state realizzate tre carte di microzonazione di livello 3 (per tre intervalli di frequenza), attraverso la modellazione 2D delle sezioni geologico tecniche.

23 Pubblicazioni Per eventuali richieste, contattare Numerospecialedel Bulletin of Earthquake Engineering (2014, Vol. 12) Seismic microzonation of Palatine hill, Roman Forum and Coliseum Archaelogical Area Editors: Moscatelli M., Pagliaroli A., Cavinato G. P., Castenetto S., Naso G. Disaster Advances, vol. 5(3),

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