Studio di Geologia Tecnica e Servizi per l Ambiente dott. geol. Serra F., dott. Gerosa D. INDICE GENERALE

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2 INDICE GENERALE 1. CARATTERISTICHE SISMOTETTONICHE E DEFINIZIONE DELLA ZONAZIONE SISMOGENETICA DESCRIZIONE DELLA SISMICITÀ SISMICITÀ STORICA IL TERREMOTO DEL SISMICITÀ STRUMENTALE RECENTE IL TERREMOTO DI VENTIMIGLIA DEL CARATTERIZZAZIONE DELLA SISMICITA PERICOLOSITA SISMICA NORMATIVA SISMICA CALCOLO DEL MOTO DI RIFERIMENTO BIBLIOGRAFIA

3 1. CARATTERISTICHE SISMOTETTONICHE E DEFINIZIONE DELLA ZONAZIONE SISMOGENETICA Secondo la zonazione sismogenetica ZS9 (Rapporto conclusivo INGV, 2004), che sostituisce la zonazione sismogenetica finora utilizzata per il calcolo della pericolosità sismica a scala nazionale (zonazione ZS4, Scandone e Stucchi, 2000), il territorio del comune di Ventimiglia (IM) si trova nella zona identificata come 910, così come mostrato in figura 1. La nuova zonazione ZS9 rappresenta il risultato di modifiche, accorpamenti ed elisioni delle numerose zone della zonazione ZS4 e dell introduzione di nuove zone. La revisione della zonazione ZS4 e la successiva elaborazione di una nuova zonazione, si è resa necessaria in quanto nel frattempo sono state acquisite maggiori conoscenze sulla geometria delle sorgenti sismogenetiche e maggiore completezza del catalogo sismico (CPTI04, INGV 2002). Tali nuove conoscenze rappresentano due elementi chiave attraverso i quali si è operata una revisione critica della zonazione ZS4 finora utilizzata. Inoltre, un importante elemento di novità rispetto alla zonazione passata è rappresentato dall utilizzo del database delle soluzioni dei meccanismi focali dei terremoti italiani, recentemente pubblicato da Vannucci e Gasperini (2003). La zona sismogenetica 910 (22 nella zonazione ZS4) risulta tuttora poco caratterizzata dal punto di vista sismotettonico, nonostante studi recenti (Eva et al., 2000) ed il fatto che ad essa sia riferibile il forte terremoto del 1887, (catalogo sismico NT4.1, CPTI99 e CPTI04). Dal punto di vista strutturale, essa è considerata come l area di svincolo che consente l arretramento dell arco alpino occidentale (Meletti et al., 2000) e caratterizzata da meccanismi di fagliazione prevalenti attesi di tipo inverso (si veda la figura 2); tuttavia rispetto ai settori in arretramento, la zona 910 risulta caratterizzata da una sismicità più elevata. 3

4 Figura 1: Zonazione sismogenetica ZS9 del territorio italiano (Rapporto Conclusivo INGV, 2004). 4

5 Figura 2: Meccanismo di fagliazione prevalente atteso per le diverse zone sismogenetiche che compongono la zonazione sismogenetica ZS9. L assegnazione è stata fatta su una combinazione dei meccanismi focali osservati con dati geologici a varie scale (Rapporto Conclusivo INGV, 2004). 5

6 2. DESCRIZIONE DELLA SISMICITÀ 2.1 Sismicità storica Ai fini della caratterizzazione sismica di un area, la distribuzione spazio-temporale dei terremoti per ciascuna zona sismotettonica riveste un ruolo di notevole importanza; per la definizione della storia sismica, relativa alla zona sismogenetica 910, sono stati consultati tutti i cataloghi sismici redatti dall Istituto Nazione di Geofisica e Vulcanologia (INGV) e disponibili in rete; nello specifico si è fato riferimento al: Catalogo DOM4.1 [Monachesi e Stucchi, 1997]; Catalogo NT4.1 e NT4.1.1 [Camassi e Stucchi, 1996, 1992]; Catalogo dei forti terremoti italiani CFTI1 e CFTI2 [Boschi et al, 1997; Boschi et al., 2000]; Catalogo parametrico dei terremoti italiani CPTI99 e CPTI04 [Gruppo di lavoro CPTI, 1999 e 2004]. Nelle elaborazioni successive, si è deciso di dare maggior peso ai dati riportati nel catalogo CPTI04, in quanto quest ultimo rappresenta il catalogo più completo (intervallo temporale ), frutto di aggiornamenti, aggiunte, revisioni e correzioni di quanto contenuto nei cataloghi precedenti; nel catalogo CPTI04 viene riportato il numero della zona sorgente della zonazione ZS9 cui l evento è associato, i codici di aggancio con i cataloghi NT4.1.1, CFTI2 e CPTI99 e costituisce il database sismologico utilizzato nella redazione della nuova mappa della pericolosità sismica (INGV, elaborazione 2004 in seguito all emanazione dell Ordinanza 3274). Ai fini del calcolo della pericolosità sismica il catalogo CPTI04 è stato suddiviso in 12 intervalli o classi di magnitudo secondo la seguente relazione Mo Mo <Mo a partire dal valore centrale di Mo pari a In tabella 1 si riporta il numero di terremoti di CPTI04 per la zona 910 per ciascuna delle 12 classi di magnitudo. ZS 910 Mo N Tabella 1: Distribuzione dei terremoti di CPTI04 nei 12 intervalli di magnitudo relativi alla zona ZS910 (Rapporto Conclusivo INGV, 2004), N = numero di eventi. 6

7 Al fine di parametrizzare i tassi di sismicità per la zona sismogenetica in esame è stata eseguita un analisi di completezza del catalogo sismico. Seguendo i criteri contenuti nel rapporto conclusivo dell INGV, sono stati valutati gli intervalli di completezza sia di tipo storico, ovvero utilizzando le stime di completezza dei dati storici di sito [Albini et al. 2002], sia di tipo statistico, ovvero considerando le stime di tipo statistico ottenute dall applicazione della metodologia di Albarello et al (2001). In tabella 2 e 3 si riportano gli intervalli di completezza storici e statistici per relativi a ciascuna delle 12 classi di magnitudo in cui il catalogo è stato suddiviso. ZS 910 Mo anno Tabella 2: Intervalli di completezza storici per la zona 910: viene indicato l anno, per ciascuna classe di magnitudo, a partire dal quale il catalogo sismico viene supposto come completo. ZS 910 Mo anno Tabella 3: Intervalli di completezza statistici per la zona 910: viene indicato l anno, per ciascuna classe di magnitudo, a partire dal quale il catalogo sismico viene supposto come completo. Infine nella tabella 4, si riportano tutti gli eventi riconducibili alla zona della Liguria centrooccidentale, utili ai fini del calcolo della pericolosità, ottenuti incrociando tutti i vari dati dei cataloghi sismici ed inserendo anche eventi recenti con una magnitudo M>4.5, registrati dalle reti di monitoraggio delle Alpi Sud Occidentali sia italiane che francesi distribuite in prossimità del confine italo-francese (Dipteris, LDG, ReNaSS). Nell ultima colonna della tabella 4, si riporta la distanza epicentrale espressa in km, calcolata considerando le coordinate epicentrali dei terremoti riportati nel catalogo CPTI04 e le coordinate del comune di Ventimiglia ( N e E). Dall analisi dei dati riportati in tabella 4 si può osservare che: 7

8 l evento contraddistinto da magnitudo maggiore per la zona sismogenetica 910 risulta l evento del 1887 contraddistinto da una magnitudo Mw pari a 6,3 posto ad una distanza epicentrale stimata di circa 40 Km; Oltre a questo evento, l intervallo temporale considerato mostra la presenza di altri due terremoti con magnitudo considerevole: l evento delle Alpi Marittime del 1564 con Mw=5.8, detto anche Nizzardo, posto ad una distanza epicentrale stimata di circa 37 km e l evento del Mar Ligure del 1963 con Mw=5.9 ad una distanza stimata attorno ai 72 km; Per quanto riguarda la storia sismica più recente, si segnala l evento del 1989 con magnitudo Mw pari a 4.6 e l evento del 1995 con magnitudo M L =4.7: quest ultimo non riportato nel catalogo CPTI04 in quanto posto appena al di là del confine nazionale (Courboulex et al., 1998). Nel complesso si può affermare che le informazioni disponibili dalla consultazione dei cataloghi sismici, redatti ai fine del calcolo della pericolosità, delineano un quadro in cui la pericolosità appare determinata dal contemporaneo apporto di eventi di media magnitudo con brevi distanze epicentrali e di eventi di maggiori dimensioni localizzati a distanze epicentrali maggiori. 8

9 N Tr Anno Me Gi Or Mi Se AE Rt Np Imx Io TI Lat Lon TL Maw Daw TW Mas Das TS Msp Dsp ZS9 TZ Ncft Nnt Ncpt Distance (km) 1 39 DI GENOVA DOM ,419 8,898 A 4,83 0,26 4,30 0,39 4,53 0, , DI GENOVA DOM ,419 8,898 A 4,63 0,13 4,00 0,20 4,25 0, , DI Alpi marittime CFTI ,680 7,250 A 4,63 0,13 4,00 0,20 4,25 0, , DI SAVONA DOM ,307 8,480 A 4,83 0,26 4,30 0,39 4,53 0, , DI SAVONA DOM ,307 8,480 A 4,63 0,13 4,00 0,20 4,25 0, , DI SAVONA DOM ,307 8,480 A 5,03 0,33 4,60 0,49 4,80 0, , DI ALPI MARITTIME DOM ,022 7,278 A 5,79 0,12 5,73 0,18 5,73 0, G , CP NIZZA POS ,667 7,250 4,63 0,13 4,00 0,20 4,25 0, , DI ROCCA BIGLIERA DOM ,949 7,613 A 5,26 0,27 4,94 0,40 5,12 0, G , DI NIZZARDO DOM ,921 7,298 A 5,18 0,25 4,81 0,37 5,00 0, A , DI Alpi marittime CFTI ,980 7,320 A 5,88 0,11 5,85 0,17 5,85 0, A , CP MAR LIGURE POS ,250 9,250 4,83 0,26 4,30 0,39 4,53 0, , CP MAR LIGURE POS ,750 7,500 4,83 0,26 4,30 0,39 4,53 0, , CP MAR LIGURE POS ,000 8,500 4,83 0,26 4,30 0,39 4,53 0, , DI Liguria occidentale CFTI M 43,920 8,034 M 5,55 0,13 5,37 0,20 5,52 0, G , DI Liguria occidentale CFTI M 44,050 8,200 A 5,34 0,24 5,06 0,35 5,23 0, G , DI Liguria occidentale CFTI ,850 7,850 A 5,54 0,13 5,35 0,19 5,50 0, G , CP BUSSANA POS ,833 7,833 4,83 0,26 4,30 0,39 4,53 0, G , DI Liguria occidentale CFTI ,820 7,550 A 5,77 0,07 5,69 0,10 5,69 0, G , CP MAR LIGURE POS ,833 8,000 4,83 0,26 4,30 0,39 4,53 0, G , DI Liguria occidentale CFTI ,920 8,070 A 6,29 0,10 6,29 0,10 6,29 0, G , CP TAGGIA POS ,867 7,833 4,83 0,26 4,30 0,39 4,53 0, G , CP MAR LIGURE POS ,700 8,050 4,83 0,26 4,30 0,39 4,53 0, , DI ALBENGA DOM ,909 7,872 A 4,90 0,15 4,40 0,23 4,62 0, G , CP BORGOMARO POS ,967 7,833 4,63 0,13 4,00 0,20 4,25 0, G , CP BAGNI POS ,300 7,050 4,83 0,26 4,30 0,39 4,53 0, G , CP BUSSANA POS ,800 7,933 4,83 0,26 4,30 0,39 4,53 0, G , CP BAGNI POS ,300 7,050 4,63 0,13 4,00 0,20 4,25 0, G , CP MAR LIGURE POS ,700 8,050 4,63 0,13 4,00 0,20 4,25 0, , CP CERIANA POS ,900 7,783 4,63 0,13 4,00 0,20 4,25 0, G , DI TAGGIA DOM ,962 7,801 A 4,56 0,11 3,89 0,16 4,15 0, G , CP MAR LIGURE POS ,700 8,050 4,63 0,13 4,00 0,20 4,25 0, , DI ALPI MARITTIME DOM ,173 7,764 A 4,95 0,08 4,48 0,12 4,69 0, A , CP MAR LIGURE POS ,500 7,500 4,92 0,15 4,43 0,22 4,65 0, , CP GENOVA POS ,400 8,950 4,63 0,13 4,00 0,20 4,25 0, , CP MAR LIGURE OR. NT 43,750 10,000 4,76 0,19 4,20 0,28 4,43 0, , DI PIGNA DOM ,931 7,669 A 4,65 0,15 4,03 0,22 4,28 0, G , CP CIRIEGIA POS ,133 7,283 4,83 0,15 4,30 0,22 4,53 0, G , DI Alpi occidentali CFTI ,420 6,750 A 4,90 0,06 4,40 0,09 4,62 0, A , DI MAR LIGURE DOM ,300 8,200 S 5,91 0,09 5,90 0,14 5,90 0, , CP MAR LIGURE POS ,233 8,683 4,65 0,15 4,03 0,22 4,28 0, , DI RIVIERA DI PONENTE DOM ,203 8,163 A 4,76 0,21 4,19 0,31 4,42 0, , CP MAR LIGURE CST03 43,497 8,542 4,73 0,13 4,20 0,20 4,44 0,19 81, DI MAR LIGURE BMING ,634 7,676 S 4,63 0,10 4,22 0,12 4,45 0, A , VENTIMIGLIA 43,778 7,559 4,70 4,123 Tabella 4: Eventi sismici riconducibili alla zona della Liguria centro-occidentale ottenuti consultando i diversi cataloghi sismici 9

10 2.2 IL TERREMOTO DEL 1887 Il terremoto del 1887 costituisce il terremoto più distruttivo che si sia verificato in Liguria per periodo di osservazione ; secondo quanto riportato nei vari cataloghi sismici esso si verificò il 23 febbraio 1887 con un valore di magnitudo stimato di M= (Intensità epicentrale Io valutata del IX MCS) e causò molteplici danni strutturali agli edifici e molte persone persero la vita. Riferendosi al lavoro di Capponi et al. (1980) la sequenza sismica iniziò con alcuni piccoli foreshocks, dopo i quali si verificarono tre scosse distruttive con il valore di magnitudo più elevato, M= (Ferrari, 1991). Dopo questi eventi, nell anno successivo si verificarono più di 750 aftershocks (Eva et al., 1990) e la configurazione del piano macrosismico mostra che la maggior parte dei danni più imponenti, corrispondenti al IX grado della MCS, si verificarono nella zona di Imperia. Non ci sono registrazioni di questo evento e le uniche informazioni disponibili a questo riguardo si possono ottenere dai report storici. Secondo il catalogo CFT3 (Catalogo dei Forti terremoti, 2000), la scossa principale avvenne il 23 febbraio 1887 alle ore 05:21.50 GMT con latitudine e longitudine 8.00, seguita da un aftershock alle ore 07:51:00 GMT nello stesso giorno, con latitudine e longitudine L evento principale fu risentito in un area di circa Km 2 ed i danni maggiori furono osservati per 100 km lungo la costa ligure. La provincia di Imperia e la parte più occidentale della provincia di Savona subirono numerosi danni, legati anche a fenomeni di amplificazione sismica locale. L analisi della distribuzione del danno conduce alla definizione di un range di valori di magnitudo per l evento: risulta difficile attribuire un valore univoco di magnitudo, anche perchè non si conosce l esatta ubicazione della sorgente, se non per il fatto che si trova in mare, al largo della costa ligure, nel tratto di pertinenza della provincia di Imperia. Poiché l evento del 1887 rappresenta, probabilmente, l evento massimo per la zona, una sua corretta definizione costituisce un passo importante per una corretta analisi della pericolosità dell area. Studi recenti (Spallarossa et al., 2003) sono stati svolti in questo senso, cercando di ottenere una più precisa localizzazione dell evento, cercando di correlarlo ad una struttura sismogenetica, a partire dai dati geologico-strutturali rilevati recentemente sia tramite la geologia di superficie sia da profili di sismica a riflessione off-shore. L acquisizione di un quadro geologicostrutturale più dettagliato ha permesso di eseguire una più corretta correlazione tra sismicità e strutture e a partire da ciò formulare un ipotesi più attendibile sulla localizzazione dell evento del La localizzazione in mare sembra essere la più probabile e consente di ottenere un valore di magnitudo comparabile con quello reperibile in letteratura. Inoltre le simulazioni effettuate per differenti meccanismi di faglia, portano ad concludere che l evento del 1887 sia imputabile ad una faglia con direzione E-W, parallela alla costa e con meccanismo di sorgente di tipo transpressivo (si veda la figura 3). 10

11 Figura 3:Schema strutturale della Liguria occidentale con ubicazione dei terremoti recenti (Courboulex et al., 1998). 2.3 SISMICITÀ STRUMENTALE RECENTE Per quanto riguarda l analisi della sismicità attuale, si è fatto riferimento ai lavori pubblicati dall Università di Genova (Eva et al, 2003), in cui sono stati considerati tutti i dati rilevati nel periodo dalla rete sismica regionale (pagina web e da quelle francesi localizzate lungo il margine occidentale delle Alpi Occidentali (la rete dell LDG e quella dell istituto ReNaSS). In totale per l area della Liguria Occidentale, sono stati localizzati oltre 7000 eventi con 1.5 M 5.0: per le analisi sismotettoniche si sono considerati solo quelli contraddistinti da una minore incertezza nelle localizzazioni (errori sulle coordinate epicentrali e sulla profondità). In questo modo è possibile con una discreta precisione costruire le correlazioni struttura tettonica-sismicità. Dalla figura 4, in cui si riporta la distribuzione della sismicità per l area dell estremo ponente ligure, si possono trarre alcuni aspetti significativi e peculiari dell area: le aree di maggiore attività 11

12 sono circoscritte alla parte centrale del Mar Ligure e ad una o più fasce in corrispondenza della scarpata e del piede di scarpata continentale, mentre a terra, gli eventi tendono ad allinearsi con andamento NW-SE, lungo la linea strutturale Saorge-Taggia (ST). Le localizzazioni indicano una maggiore superficialità con profondità mediamente inferiori a 7 km degli eventi localizzati su terra, mentre tendono ad approfondirsi sino a km in prossimità del margine continentale. L analisi della microsismicità recente mostra una discreta congruità con la sismicità storica di quest area. I principali eventi storici, pur nella loro incertezza nelle localizzazioni, tendono a distribuirsi lungo la costa, mentre gli eventi rilevanti più recenti (sequenza del luglio 1963) invece furono localizzati in quel cluster di attività che viene a trovarsi a circa km dalla costa ligure, nella parte centrale del Mar Ligure. Gli eventi a terra risultano, sempre nell indeterminatezza dei terremoti più antichi, essere associati alla fascia di attività che si estende dalla costa sino al massiccio dell Argentera: in questa area l attività sismica tende maggiormente a clasterizzarsi sviluppandosi talora sotto forma di sequenze sismiche di moderata energia (Mmax superiore a 5). Ciò sta a dimostrare come la sismicità recente, registrata negli ultimi anni, tenda ad essere generata da strutture che sono state attive anche nel passato. Figura 4: Mappa della sismicità strumentale registrata nel periodo ; con ST viene indicato il sistema di faglie Saorge-Taggia mentre con BSM individua il sistema Briel-Sospel- Monaco. (Eva et al., 2000) 12

13 2.4 IL TERREMOTO DI VENTIMIGLIA DEL 1995 Il terremoto di Ventimiglia del 1995 è avvenuto il 21 Aprile alle ore 08:02 GMT in prossimità della costa del mediterraneo, lungo il confine italo-francese. L evento causò il danneggiamento di alcune costruzioni nell area epicentrale di Ventimiglia e fu avvertito con una certa enfasi a Nizza. Tale evento fu registrato da differenti reti di monitoraggio: la rete dell LDG, dell istituto ReNaSS, dell osservatorio di Grenoble SISMALP e la rete italiana del Dister. Le numerose registrazioni hanno permesso una buona localizzazione dell evento, a pochi chilometri dal confine tra Italia e Francia a circa 8 km di profondità (si veda la figura 5); analisi successive (Courboulex et al., 1998) individuano il meccanismo sorgente come di tipo trascorrente-inverso associato ad una faglia con direzione NW-SE. Figura 5: Ubicazione e geometria del meccanismo focale del terremoto di Ventimiglia del 1995 (Courboulex et al., 1998). 13

14 3 CARATTERIZZAZIONE DELLA SISMICITA Ai fini del calcolo delle pericolosità sismica, i dati riportati nelle tabelle 1, 2 e 3, ottenuti dall analisi del catalogo sismico, vengono utilizzati per la valutazione dei parametri α e β della relazione di Gutenberg-Richter (GR). Tale relazione definisce la distribuzione dell entità degli eventi, per cui in un dato periodo di tempo il numero di terremoti N che eccede una certa magnitudo M (fino ad una magnitudo massima che tronca la relazione) è proporzionale a: Log N(M>M o ) = α-βm dove N(M>M o ) è il numero di terremoti che eccedono una certa magnitudo: il parametro β, che determina la pendenza della curva GR, caratterizza la sismicità dell area. Per quanto riguarda la zona sismogenetica 910 i valori dei parametri delle relazione GR risultano: ZS β α Tasso M max Tabella 5: Valori dei parametri α e β delle relazione Gutenber-Richter calcolati per la zona sismogenetica 910 e tasso di sismicità relativo all evento con magnitudo massima M max. Il valore di M MAX è stato stimato utilizzando un criterio di tipo cautelativo, ovvero sovrastimando il valore di magnitudo massima contenuta nei cataloghi sismici; questo in modo da tenere in considerazione la possibilità, anche se minima, che si verifichino eventi di magnitudo superiore a quella verificatasi nel periodo di osservazione. In tabella 6 si riporta il valore di M MAX, stimato con il criterio sopra esposto, per la zona sismogenetica

15 ZS M w Max M w Max M w Max DISS2 CPTI2 CPTI2* M Max Tabella 6 : Determinazione della magnitudo massima M max per la zona sismogenetica 910; con M w Max-DISS2 viene indicato il valore di magnitudo massima consultando il catalogo DISS2 (Valensise et al.), con M w Max-CPTI2 il valore di magnitudo massima consultando il catalogo CPTI04, mentre con M w Max-CPTI2* il valore di magnitudo massima applicando l analisi di completezza. Infine sono state analizzate le caratteristiche sismotettoniche delle zone sorgenti confinanti: nello specifico le zone 908, 909, 911, D ed E. Tale analisi mostra come le zone confinanti siano contraddistinte da una magnitudo massima inferiore a quella che caratterizza la zona 910 (Mw=6.4) e con distanze epicentrali maggiori e quindi vengono considerate non rilevanti ai fini della valutazione del terremoto di riferimento per la zona in esame. Sulla base di quanto precedentemente riportato, il terremoto del 1887 risulta il terremoto più forte che ha colpito la zona: data l importanza delle opere in progetto si è ritenuto ragionevole, anche in via cautelativa, assumere come terremoto di riferimento o di scenario il terremoto tipo quello del 1887, così definito: Magnitudo Mw= 6.4; Distanza Struttura Sorgente Ds= 15 km; La distanza dalla struttura sorgente è stata valutata sulla base di considerazioni strutturali e sismotettoniche. (si veda la figura 3 e 6 ed i lavori di Eva et al., 2003, Spallarosa et l. 2003). 15

16 Figura 6: Mappa strutturale semplificata del margine Nord-Occidentale del Mar della Liguria e mappa della sismicità recente (Eva et al., 2000). 16

17 4 PERICOLOSITA SISMICA La pericolosità sismica (PS) consiste nella valutazione probabilistica del moto atteso in un determinato sito e costituisce quindi l elemento basilare per la definizione delle azioni sismiche prescritte dalle norme; l approccio probabilistico nella definizione della pericolosità sismica costituisce uno standard adottato e riconosciuto a livello internazionale, basato sullo schema classico proposto da Cornell (Cornell, 1968). La mappa della pericolosità sismica, mostrata in figura 7 ed elaborata dall INGV (Rapporto Conclusivo 2004) con l utilizzo del codice SEISRISKIII (Bender e Perkins, 1987), riporta il valore dell accelerazione orizzontale massima (PGA) che ha la probabilità del 10% di essere superato almeno 1 volta nei prossimi 50 anni; tale valore di probabilità, che corrisponde ad un periodo di ritorno di 475 anni, viene assunto come riferimento dalla normativa sismica allegata all Ordinanza 3274 (Allegato 1,2c). Tale carta è stata calcolata per una maglia regolare che copre l intero territorio con una spaziatura di 5 5 km (griglia con passo di 0.05 Lat-Long), così come previsto dall Ordinanza stessa. Facendo riferimento alla mappa di pericolosità di cui si mostra un ingrandimento per la Regione Liguria in figura 8, il territorio di Ventimiglia risulta contraddistinto da un valore di PGA riferito ad un suolo molto rigido o roccioso (suolo di categoria A come definito dall ordinanza 3274), che ha la probabilità di essere ecceduto almeno 1 volta in 50 anni, compreso tra 0.1 e 0.15g. Tale valore di PGA viene confrontato con il valore di PGA che si ottiene impiegando la relazione di attenuazione di Ambraseys [Ambraseys et al., 2005]. Il valore di PGA viene determinato in funzione della coppia magnitudo-distanza sorgente, a partire dalla seguente equazione: Log( y) = a a F a2 + M w + ( a3 + a4m w ) Log d + a5 + a6s S + a7s A + a8fn + a9ft dove Mw è il valore della magnitudo, d è la distanza in km dalla struttura sorgente, Ss e Sa parametrizzano la natura del suolo ( rock soil, soft soil e stiff soil ), FN, FT e F0 il meccanismo sorgente (meccanismo inverso, normale e trascorrente) mentre a1-a10 sono dei coefficienti i cui valori sono in funzione del periodo T0. Il valore di PGA, calcolato con la relazione AMB05 per l evento del 1887, ritenuto il terremoto più forte che ha colpito la zona, contraddistinto da una coppia M-D pari a 6.4 M w e 15 km di distanza, così come definito nel capitolo precedente, risulta pari a 0,14 g, ovvero molto 17

18 prossimo al valore riportato nella mappa di pericolosità sismica (si tratta tuttavia di una fortuita coincidenza dato che i due valori di PGA derivano da approcci in linea di principio non direttamente confrontabili). Il valore di PGA è stato calcolato anche in questo caso per un suolo roccioso. Figura 7: Mappa di pericolosità sismica del territorio nazionale, elaborazione Aprile 2004, INGV (Aprile 2004); viene riportato il valore di PGA che ha la probabilità del 10% di essere ecceduto almeno una volta nei prossimi 50 anni, calcolato con il codice di calcolo SEISRISKIII. 18

19 Figura 8: Mappa della pericolosità sismica relativa al territorio della Liguria in cui si riporta il valore di PGA con la probabilità del 10% di essere ecceduto in 50 anni (INGV elaborazione Aprile 2004) 4.1 Normativa sismica L Ordinanza del Consiglio dei Ministri n 3274 del 20 Marzo 2003 recante Primi elementi in materia di criteri generali per la classificazione sismica del territorio nazionale e di normative tecniche per la costruzione in zona sismica, pubblicata sulla gazzetta ufficiale n. 105 del , stabilisce una nuova classificazione sismica del territorio nazionale in risposta sia all adeguamento 19

20 del territorio rispetto alle nuove conoscenze scientifiche in materia sismica (acquisite dopo la precedente legge di indirizzo sismico del 74), ma soprattutto dato il ripetersi di eventi sismici calamitosi che hanno interessato anche zone non classificate come sismiche (sempre facendo riferimento alla Legge 64/74). La nuova classificazione è articolata in 4 zone: le prime tre corrispondono, dal punto di vista della relazione con gli adempimenti previsti dalla Legge 64/74, alle zone di sismicità alta (S=12), media (S=9) e bassa (S=6), mentre la zona 4 è di nuova introduzione. Ciascuna zona viene identificata da un determinato parametro di accelerazione orizzontale massima a g, come riportato nella tabella 7. L Ordinanza oltre a proporre una nuova classificazione sismica del territorio, detta le norme per la progettazione antisismica degli edifici soggetti ad azioni sismiche, così come definite nel capitolo 3 della normativa stessa. Secondo l Ordinanza 3274, il comune di Ventimilgia risulta classificato in zona 3 e contraddistinto da un valore di accelerazione a g pari a 0.15 g. Zona Valori di a g 1 0,35 g 2 0,25 g 3 0,15 g 4 0,05 g Tabella 7: Valori di accelerazione massima orizzontale a g che contraddistinguono le 4 zone sismiche in cui è diviso il territorio nazionale (Ordinanza 3274) Le norme tecniche allegate all ordinanza stabiliscono anche il modello di riferimento per la descrizione del moto sismico in un punto della superficie del suolo. Tale modello è costituito dallo spettro di risposta elastico Se(T), la cui forma spettrale è definita dalle seguenti relazioni: per la componente orizzontale (equazioni 1-4): T S e ( T ) = ag S 1 + ( η 2,5 1) per 0 T<T b Tb Se ( T ) = ag S η 2,5 per T b T<T c 20

21 Tc Se ( T ) = ag S η 2, 5 per T c T<T d T TcTd Se ( T ) = ag S η 2,5 per T 2 d T. T per la componente verticale (equazioni 5-8): T S ve ( T ) = 0,9 ag S 1 + ( η 3,0 1) per 0 T<T b Tb S Sve ( T ) = 0,9 ag S η 3,0 per T b T<T c Tc ( T ) = 0,9 ag S η 3, per T c T<T d T ve 0 TcTd Sve ( T ) = 0,9 ag S η 3,0 per T 2 d T. T dove T rappresenta il periodo di vibrazione dell oscillatore semplice, mentre η ( η = 10 /(5 + ε) ) è un fattore correttivo che tiene conto del coefficiente di smorzamento viscoso equivalente ε (generalmente si assume ε = 5 %, per cui η= 1). Il valore di accelerazione orizzontale massima a g viene attribuito in base alla zona sismica (si veda la tabella 7), mentre i valori di S, Tb, Tc Td, che determinano la morfologia dello spettro, dipendono dalla categoria di assegnazione del suolo di fondazione. Le categorie di suolo di fondazione previste (le profondità si riferiscono al piano di posa delle fondazioni) risultano: A. Formazioni litoidi o suoli omogenei molto rigidi, caratterizzati da valori di V s30 superiori a 800 m/s, comprendenti eventuali strati di alterazione superficiale di spessore massimo pari a 5 m. B. Depositi di sabbie o ghiaie molto addensate o argille molto consistenti, con spessori di diverse decine di metri, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di V s30 compresi tra 360 e

22 m/s (ovvero resistenza penetrometrica N spt > 50, o coesione non drenata c u > 250 kpa). C. Depositi di sabbie e ghiaie mediamente addensate o di argille di media consistenza, con spessori variabili da diverse decine fino a centinaia di metri, caratterizzati da valori di V s30 compresi tra 180 e 360 m/s (15 < N spt < 50, 70<c u <250 kpa). D. Depositi di terreni granulari da sciolti a poco addensati oppure coesivi da poco a mediamente consistenti, caratterizzati da valori di V s30 < 180 m/s (N spt < 15, c u <70 kpa). E. Profili di terreno costituiti da strati superficiali alluvionali, con valori di V s30 simili a quelli dei tipi C o D e spessore compreso tra 5 e 20 m, giacenti su di un substrato di materiale più rigido con V s30 > 800m/s. dove V s30 è la velocità media di propagazione entro 30 m di profondità delle onde di taglio, ricavabile dai risultati delle prove SPT (relazione di Otha e Goto (1978), consigliata dal Manuale internazionale TC4 per la zonazione dei rischi geotecnici.) o comunque utilizzando prove penetrometriche correlabili alle SPT. I valori per i diversi parametri presenti nelle espressioni (1-8) sono riportati nelle due seguenti tabelle: Categoria suolo S Tb Tc Td A 1,0 0,15 0,40 2,0 B,C,E 1,25 0,15 0,50 2,0 D 1,35 0,20 0,80 2,0 Tabella 8: Valori dei parametri utilizzati nel calcolo dello spettro di risposta orizzontale (equazioni 1-4), così come definiti dalla normativa. Categoria suolo S Tb Tc Td A,B, C,D,E 1,0 0,05 0,15 1,0 Tabella 9: Valori dei parametri utilizzati nel calcolo dello spettro di risposta verticale (equazioni 5-8), così come definiti dalla normativa. 22

23 In figura 9 si riporta lo spettro elastico orizzontale per suolo tipo A (suolo roccioso) per la zona sismica 3 e lo spettro elastico (smorzamento del 5 %) ottenuto applicando la relazione AMB05 per la coppia M-D pari a km (si veda il capitolo 3 e 4). Si può notare come la forma spettrale ottenuta dalla relazione AMB05 risulti più piccata e concentrata intorno a periodi di 0.2 s, mentre si osserva una buona corrispondenza (in termini relativi) nella curva di decadimento dello spettro per periodi superiori a 0.4 s (fine del plateau). A titolo di confronto sempre in figura 9 si riporta, con la linea di colore verde, lo spettro a probabilità uniforme derivante dalla PS per il comune di Ventimiglia (Romeo, R., Università di Urbino, Figura 9: Spettro di risposta elastico secondo l ordinanza 3274 (magenta) per la zona sismica 3, spettro di risposta ottenuto con la relazione AMB05 (blu) e spettro di risposta a probabilità uniforme (verde), tutti calcolati per suolo tipo A e per uno smorzamento pari al 5%. 23

24 5 CALCOLO DEL MOTO DI RIFERIMENTO La definizione del moto sismico di riferimento è un passaggio di notevole importanza ai fini della definizione della pericolosità sismica a scala locale; il moto di riferimento infatti è l elemento di connessione tra la pericolosità a scala regionale e quella locale (Marcellini et al., 2001). Tuttavia le analisi di pericolosità in termini probabilistici non permettono il calcolo di storie temporali rappresentative dei valori di pericolosità. Infatti non esiste una corrispondenza biunivoca tra lo spettro di risposta e l accelerogramma utilizzato per il suo calcolo. Ciò ha spinto alla messa a punto di diverse tecniche, che basandosi su criteri differenti, permettono di associare ad uno spettro una storia temporale di accelerazione con caratteristiche coerenti ai parametri previsti dalla normativa sismica. L uso di accelerogrammi per la verifica degli stati limite (SLU e SLD) è previsto anche dalla normativa sismica (punto delle norme tecniche per gli edifici), ma il ricorso ad accelerogrammi di riferimento risulta indispensabile nella valutazione degli effetti di sito. La scelta dei segnali di riferimento è stata fatta consultando il database degli accelerogrammi contenuti nell European Strong Motion Database CD-ROM Vol. 2 [Ambraseys N., Douglas J., Sigbjornsson R., Berge-Thierry C., Suhadolc P., Costa G., Smith P., 2004], secondo i seguenti criteri: 1. Selezionando gli accelerogrammi la cui forma spettrale normalizzata (storie temporali opportunamente moltiplicate per un fattore di scala) meglio approssima la forma dello spettro di risposta previsto dall ordinanza per un suolo tipo A in zona sismica 3; 2. Selezionando gli accelerogrammi la cui forma spettrale normalizzata (storie temporali opportunamente moltiplicate per un fattore di scala) meglio approssima la forma dello spettro di risposta derivante dalla relazione AMB05 per M=6.4 e Ds=15 Km; 3. Selezionando gli accelerogrammi la cui forma spettrale normalizzata (storie temporali opportunamente moltiplicate per un fattore di scala) meglio approssima la forma dello spettro di risposta derivante dalla relazione AMB05 più una deviazione standard per M=6.4 e Ds=15 Km; Si ricorda che nella selezione degli accelerogrammi si è tenuto conto di quanto prescritto dalla norma al punto 3.2.7: L ordinata spettrale media non dovrà presentare uno scarto in difetto superiore del 10% rispetto alla corrispondente dello spettro elastico in alcun punto dell intervallo di periodi s (si veda la figura 13). 24

25 A completamento sono stati selezionati, consultando diversi database di registrazioni sismiche, degli accelerogrammi contraddistinti da una coppia M-D compatibile con quella del terremoto di riferimento per l area in esame (capitolo 3). In figura 10,11 e 12 si mostrano le storie temporali degli accelerogrammi selezionati secondo i criteri 1-3 sopra esposti, mentre nelle figure 13, 14, 15 e 16 si riportano gli spettri degli accelerogrammi selezionati confrontati con lo spettro di riferimento utilizzato come criterio di selezione; nella figura 13 si riporta un confronto tra gli spettri degli accelerogrammi selezionati e lo spettro elastico previsto dall Ordinanza per un suolo A in zona sismica 3. Si noti come la media dell ordinata spettrale degli accelerogrammi selezionati sia maggiore dello spettro elastico previsto dalla norma diminuito del 10% (linea nera tratteggiata). In tabella 10 si riportano tutte le informazioni relative agli accelerogrammi selezionati: i numeri di identificazione si riferiscono alla numerazione contenuta nel database European Strong Motion CD-ROM Vol. 2 del L accelerogramma comp. TRAN è stato utilizzato nei casi 1 e 3 con diversi fattori di scala. 25

26 Figura 10: Storie temporali in accelerazione selezionate utilizzando il criterio 1 (si rimanda al testo). 26

27 Figura 11: Storie temporali in accelerazione selezionate utilizzando il criterio 2 (si rimanda al testo). 27

28 Figura 12: Storie temporali in accelerazione selezionate utilizzando il criterio 3 (si rimanda al testo). 28

29 Figura 13: Spettri di risposta degli accelerogrammi selezionati con il criterio 1 confrontati con lo spettro di risposta previsto dall Ordinanza 3274 per un suolo A in zona sismica 3 (linea nera); con la linea nera tratteggiata si riporta lo spettro dell ordinanza scalato in difetto del 10%. 29

30 Figura 14: Ingrandimento della figura precedente, in cui si mostra come la media degli accelerogammi selezionati non sia inferiore allo spettro previsto dall ordinanza scalato del 10%. 30

31 Figura 15: Spettri di risposta degli accelerogrammi selezionati con il criterio 2 confrontati con lo spettro di risposta ottenuto con la relazione AMB05 (linea nera). 31

32 Figura 16: Spettri di risposta degli accelerogrammi selezionati con il criterio 3 confrontati con lo spettro di risposta ottenuto con la relazione AMB05 (linea nera) e lo spettro ottenuto dalla relazione di AMB05 più una deviazione standard (linea rossa). 32

33 CRITERIO 1 accelerogramma terremoto : Izmit (TURCHIA) 17/08/1999 Ms=7.8 Prof= 17 Km stazione : istanbul-bayindirlik distanza epicentrale : 86 Km comp. EW geologia : Pga originale : 0.42 m/s/s Pga scalata : 1.54 m/s/s durata significativa : 37 s accelerogramma terremoto : Campano Lucano (ITALIA) 23/11/1980 Ms=6.9 Prof= 16 Km stazione : auletta geologia : VS_30=1090 m/s distanza epicentrale : 25 Km comp. NS Pga originale : 0.57 m/s/s Pga scalata : 1.65 m/s/s durata significativa : 40 s accelerogramma terremoto : Ano Liosa (GRECIA) 07/09/1999 Ms=5.9 Prof= 17 Km stazione : athens 4 distanza epicentrale : 17 Km comp. N160 geologia : VS_30=390 m/s Pga originale : 1.11 m/s/s Pga scalata : 1.98 m/s/s durata significativa : 5 s CRITERIO 2 accelerogramma terremoto : Tabas (IRAN) 16/09/1978 Ms=7.4 Prof= 4 Km stazione : dayhook distanza epicentrale : 12 Km comp. N80W geologia : Vs_30=830 m/s Pga originale : 3.16 m/s/s Pga scalata : 1.15 m/s/s durata significativa : 33 s accelerogramma terremoto : Izmit (TURCHIA) 17/08/1999 Ms=7.8 Prof= 17 Km stazione : istanbul-mecidiyekoy distanza epicentrale : 9 Km comp. NS geologia : Pga originale : 0.51 m/s/s Pga scalata : 1.30 m/s/s durata significativa : 35 s accelerogramma terremoto : Ano Liosa (GRECIA) 07/09/1999 Ms=5.9 Prof= 17 Km stazione : athens-neo psihiko distanza epicentrale : 19 Km comp. TRAN geologia : depositi terziari - Vs_30=350 m/s Pga originale : 0.99 m/s/s Pga scalata : 1.18 m/s/s durata significativa : 9 s CRITERIO 3 accelerogramma terremoto : Friuli (ITALIA) 15/09/1976 Ms=6.0 Prof= 8 Km stazione : san rocco geologia : Vs_30=600 m/s distanza epicentrale : 14 Km comp. WE Pga originale : 2.29 m/s/s Pga scalata : 2.70 m/s/s durata significativa : 3 s accelerogramma

34 terremoto : Ano Liosa (GRECIA) 07/09/1999 Ms=5.9 Prof= 17 Km stazione : athens-neo psihiko distanza epicentrale : 19 Km comp. TRAN geologia : depositi terziari - Vs_30=350 m/s Pga originale : 0.99 m/s/s Pga scalata : 2.36 m/s/s durata significativa : 9 s accelerogramma terremoto : Duzce 1 (TURCHIA) stazione : LDEO n. C1062 FI Ms=7.3 Prof= 14 Km distanza epicentrale : 28 Km comp. NS geologia : Vs_30=340 m/s Pga originale : 1.14 m/s/s Pga scalata : 2.51 m/s/s durata significativa : 16 s Tabella 10: Informazioni relative alle storie temporali in accelerazione selezionate secondo i criteri 1-3 e mostrate nelle figure Tutte le informazioni sono state estratte dal database European Strong Motion Vol 2,

35 6 BIBLIOGRAFIA 1. Albini P., Stucchi M., Mirto C., Valutazione di completezza, su base storica, dei dati del catalogo sismico CPTI (1999) nell area corrispondente alle ZS n.5 e n.6 in ZS4, Progetto GNDT Scenari di danno in area veneto-friulana, Rapporto tecnico INGV-MI, Albarello D., Camassi R., Rebez A, Detenction of space and time heterogeneity in the completeness level of a seismic catalogue by a robust statistical approach: an application to the Italian area, BSSA, 91, 6, , Ambraseys N., Douglas J., Sarma S. K., SMIT P. M:, Equation for estimation of Ground Motions from Shallow Crustal Earthquakes Using Data from Europe and Middle East: Horizontal Peak Grond Acceleration and Spectral Acceleration, Bulletin of Earthquake Engineering 1-53, Ambraseys N., Douglas J., Sarma S. K., SMIT P. M:, Equation for estimation of Ground Motions from Shallow Crustal Earthquakes Using Data from Europe and Middle East: Vertical Peak Grond Acceleration and Spectral Acceleration, Bulletin of Earthquake Engineering 55-73, Bender B e Perkins D. M., SEISRISK III a computer program for seismic hazard estimation, USGS 1772, Boschi E., Guidoboni E., Ferrari G., Mariotti D., Valensise G., Gasperini P., Catalogo dei forti terremoti in italia dal 461 a.c al 1990, ING-SGA, Bologna Boschi E., Guidoboni E., Ferrari G., Valensise G., Gasperini P., Catalogue of Strong Italian Earthquakes from 461 bc to 1980, Annali di Geofisica, Camassi R. e Stucchi M., NT4.1 un catalogo parametrico di terremoti di area italiana al di sopra della soglia di danno, GNDT Milano, Capponi G., Eva C., Merlanti F., Il terremoto del 23 febbraio 1887 in Liguria Occidentale, Atti Acad. Ligure Sci. Lett. 37, pp1-33, Cornell C. A., Engineering seismic risk analysis, BSSA 58: ,

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