Cartografia geologica e microzonazione sismica

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Silvestro Volpe
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1 Sala A conferenze, Terza Torre - 19 aprile 12 MICROZONAZIONE SISMICA UNO STRUMENTO CONSOLIDATO PER LA RIDUZIONE DEL RISCHIO L esperienza della Regione Emilia-Romagna Cartografia geologica e microzonazione sismica Luca Martelli Principali condizioni geologiche e morfologiche che possono determinare effetti locali (da indirizzi regionali Emilia-Romagna) Effetto atteso: AMPLIFICAZIONE Depositi (spessore 3-5 m): a) detriti di versante (di frana, di falda, eluvio-colluviali, depositi morenici, depositi da geliflusso, ) b) detriti di conoide alluvionale c) depositi alluvionali d) accumuli detritici pedemontani (falde di detrito e coni di deiezione) e) depositi fluvio-lacustri f) riporti antropici g) rocce del substrato alterate e/o intensamente fratturate h) litotipi del substrato costituiti da argille poco o mediamente consistenti e da sabbie poco cementate (litotipi caratterizzati da Vs<75 8 m/s) Elementi morfologici: - creste, cocuzzoli, dorsale allungate e versanti con acclività > 15 e altezza 3 m Effetti attesi: AMPLIFICAZIONE E CEDIMENTI - Depositi granulari fini sciolti, nei primi m da p.c., con profondità media stagionale del tetto della falda acquifera minore di 15 m da p.c. (fattori predisponenti al rischio di liquefazione e densificazione) - Depositi (spessore 5 m) con caratteristiche geo-meccaniche scadenti: terreni granulari sciolti o poco addensati o di terreni coesivi poco consistenti, caratterizzati da valori N SPT < 15 o c u < 7 kpa o Vs 3 < 18 m/sec - Zone di contatto laterale tra litotipi con caratteristiche fisico meccaniche molto diverse (comportamenti differenziali) - Cavità sepolte (possibili comportamenti differenziali) Effetto atteso: INSTABILITÀ DEI VERSANTI - Zone instabili: zone direttamente interessate da fenomeni franosi attivi - Zone potenzialmente instabili: zone in cui sono possibili riattivazioni (frane quiescenti) o attivazioni di movimenti franosi (pendii con acclività > 15 costituiti da accumuli detritici incoerenti o da terreni prevalentemente argillosi o intensamente fratturati; versanti con giacitura degli strati a franapoggio con inclinazione minore o uguale a quella del pendio; zone prossime a frane attive; scarpate subverticali; aree detritiche prossime a orli di scarpata)

Le condizioni geologiche e morfologiche sono i fattori predisponenti i principali effetti locali: amplificazione (di origine stratigrafica e/o topografica), crolli, riattivazione di frane o

2 Le condizioni geologiche e morfologiche sono i fattori predisponenti i principali effetti locali: amplificazione (di origine stratigrafica e/o topografica), crolli, riattivazione di frane o mobilizzazione di coltri detritiche, fagliazione superficiale, liquefazione. La caratterizzazione geologica del territorio è quindi un aspetto fondamentale per una buona microzonazione sismica. Mappa degli effetti del terremoto del 6/4/9 I maggiori effetti sono concentrati nelle aree con terreni continentali recenti

I MCS =VI-VII da MS conca aquilana, macroarea 4 I MCS =VI 14-15 km dall epicentro I MCS =VIII-IX 25 km dall epicentro Castelnuovo I MCS

3 I MCS =VI-VII da MS conca aquilana, macroarea 4 I MCS =VI km dall epicentro I MCS =VIII-IX 25 km dall epicentro Castelnuovo I MCS =IX-X I MCS =V-VI I MCS =VI-VII I MCS =IX-X I MCS =VI Successione fluvio-lacustre Miocene Giurassico-Eocene I MCS =VI I MCS =IX-X I MCS =VI

Vp, Vs [m/s] 4 6 8 1 Vs Vp L A A L Sondaggio staz. RAN Cesena prevalenti marne Messiniano sup.

4 Abruzzo 6/4/9 - Ml=5.8; Mw=6.3 calcari Onna distanza dall epicentro <1 km su depositi fluvio-lacustri distanza dall epicentro 1-15 km arenarie sabbie costiere Misano Adriatico, Sondaggio S2 Amplificazione stratigrafica Vp, Vs [m/s] Vs Vp L A A L Sondaggio staz. RAN Cesena prevalenti marne Messiniano sup. Formazione a Vs Colombacci (m/s), Vs 5 1 argille e limi alluvionali sabbie e ghiaie alluvionali Argille Azzurre z [m] G Argille varicolori PROVA "CROSS-HOLE" Depth (m) Terreno vegetale Limo argilloso alternato a limo sabbioso Limo con sabbia Limo debolmente sabbioso Limo debolmente argilloso debolmente sabbioso Limo debolmente sabbioso Limo debolmente argilloso sabbioso Limo sabbioso debolmente argilloso Limo sabbioso Marna marrone Marna grigia Marna grigia fratturata Marna grigia compatta MMP frana z [m] Vs, Vp [m/s] Vs Vp di frana 5 5 Oltre ai quiescente terreni di copertura e di M-A* alterazione anche alcuni litotipi del substrato hanno Vs<< 8 m/s e Deposito possono alluvionale dare origine a fenomeni di amplificazione z [m] Detrito Marnoso Arenacea Profondit (m) 15 ν Sondaggio "SCUOLA" Velocit ( m/sec ) Vp Vs 15 5 Marnoso Arenacea Copertura detritica

5 California, 17/1/1989, M=6.9 INSTABILITÀ DI VERSANTE Las Colinas (El Salvador), 13/1/1 M=7.7 foto M. Manetta Abruzzo, 6/4/9 Ml=5.8, Mw=6.3 foto G. Totani e M.G. Lepidi cortesia G. Boscaino e G. Pipponzi foto M. Tallini foto P. Marsan

6 Carta geologica 1:1. Aree suscettibili di effetti locali LIQUEFAZIONE condizioni predisponenti: terreni sabbiosi saturi nei primi 15- m di profondità Abruzzo, 6/4/9 Ml = 5.8, Mw = 6.3 foto G. Boscaino e G. Pipponzi foto M. Tallini

Carta litologica da rilievi di superficie: i terreni liquefacibili sono concentrati lungo la fascia costiera tra Misano Adriatico (RN) e Ravenna Da PSC Rimini

7 Carta litologica da rilievi di superficie: i terreni liquefacibili sono concentrati lungo la fascia costiera tra Misano Adriatico (RN) e Ravenna Da PSC Rimini Fenomeni di risonanza in media frequenza (2-3 Hz) osservati nell area nord I fenomeni di risonanza in bassa frequenza (<1 Hz) sono invece distribuiti su tutto il territorio

8 Considerazioni conclusive La maggior parte delle aree suscettibili di effetti locali (aree di fondovalle e di pianura alluvionale, versanti potenzialmente instabili, zone di piana costiera, aree con depositi fini poco consolidati, zone di faglia, aree prossime a scarpate, ) possono essere facilmente identificate già con un attenta analisi della cartografia geologica disponibile, in particolare se questa è ad una scala adeguata (> 1:25.). Sono quindi fondamentali la scala e la qualità del rilevamento. Il criterio di rilevamento geologico più idoneo per una cartografia utile alla microzonazione sismica è quello litostratigrafico. Nelle aree di pianura alluvionale e costiera, una cartografia delle unità geologiche affioranti, se queste hanno spessore esiguo, può risultare non idonea. In caso di unità litostratigrafiche affioranti di modesto spessore < 2-3 m) può essere conveniente considerare la litologia prevalente nei primi 5-15 m di spessore (a seconda dell ambito geomorfologico). Per la cartografia geologica di queste aree è dunque necessario ricorrere a dati di perforazione (prove penetrometriche, carotaggi continui, ) e geofisici (profili sismici, profili di resistività elettrica, ), eventuali scavi. Nelle aree con forti spessori di coperture è anche fondamentale la redazione di carte di sottosuolo in cui cartografare le principali superfici di discontinuità (tetto ghiaie, tetto sabbie, base successione continentale, ) che possono avere importanza sulla propagazione del moto sismico (es. individuazione del substrato rigido, ) Sala A conferenze, Terza Torre - 19 aprile 12 MICROZONAZIONE SISMICA UNO STRUMENTO CONSOLIDATO PER LA RIDUZIONE DEL RISCHIO L esperienza della Regione Emilia-Romagna Grazie per l attenzione! l Luca Martelli

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