ORDINE DEI GEOLOGI DEL LAZIO CORSO DI AGGIORNAMENTO PROFESSIONALE

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1 ORDINE DEI GEOLOGI DEL LAZIO CORSO DI AGGIORNAMENTO PROFESSIONALE Livello 2 di Microzonazione Sismica: Casi reali, casi anomali e restituzione grafica Geol. Antonio Colombi Ufficio Geologico e Sismico Regionale - Regione Lazio acolombi@regione.lazio.it 1 2 1

2 Parametri di Ss da NTC08 per SLO, SLD, SLV, SLC 3 Categoria A B C D E S1 S2 Ammassi rocciosi affioranti o terreni molto rigidi caratterizzati da valori di Vs,30 superiori a 800 m/s, eventualmente comprendenti in superficie uno strato di alterazione, con spessore massimo pari a 3 m. Rocce tenere e depositi di terreni a grana grossa molto addensati o terreni a grana fina molto consistenti con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di Vs,30 compresi tra 360 m/s e 800 m/s (ovvero NSPT,30 > 0 nei terreni a grana grossa e cu,30 > 20 kpa nei terreni a grana fina). Depositi di terreni a grana grossa mediamente addensati o terreni a grana fina mediamente consistenti con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di Vs,30 compresi tra 180 m/s e 360 m/s (ovvero 1 < NSPT,30 < 0 nei terreni a grana grossa e 70 < cu,30 < 20 kpa nei terreni a grana fina). Depositi di terreni a grana grossa scarsamente addensati o di terreni a grana fina scarsamente consistenti, con spessori superiori a 30 m, caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di Vs,30 inferiori a 180 m/s (ovvero NSPT,30 < 1 nei terreni a grana grossa e cu,30 < 70 kpa nei terreni a grana fina). Terreni dei sottosuoli di tipo C o D per spessore non superiore a 20 m, posti sul substrato di riferimento (con Vs > 800 m/s). Depositi di terreni caratterizzati da valori di Vs30 inferiori a 100 m/s (ovvero 10 < cu,30 < 20 kpa), che includono uno strato di almeno 8 m di terreni a grana fina di bassa consistenza, oppure che includono almeno 3 m di torba o di argille altamente organiche. Depositi di terreni suscettibili di liquefazione, di argille sensitive o qualsiasi altra categoria di sottosuolo non classificabile nei tipi precedenti. 4 2

3 LACUNE NELLA DETERMINAZIONE DELLE CATEGORIE DI SUOLO DI FONDAZIONE PER NTC08 LACUNE NELLA DETERMINAZIONE DELLE CATEGORIE DI SUOLO DI FONDAZIONE PER NTC08 6 3

4 IL LIVELLO 2 di MICROZONAZIONE SISMICA SI USA con Livello 1 già validato dalla Regione Il Livello 2 di MS è obbligatorio, preventivamente all adozione degli Strumenti Urbanistici Attuativi e ai Piani di Emergenza Comunali (PEC), per le Microzone Omogenee delle UAS identificate nel Livello 1 come: Zone Stabili suscettibili di amplificazione sismica (ZSA) in tutte le zone sismiche a eccezione della sottozona 3B; Zone Stabili suscettibili di instabilità sismica (ZSI) nella Sottozona Sismica 3B; Varianti puntuali con superfici >.000m 2 che non riguardano opere strategiche o rilevanti (All. 2 DGR Lazio n. 387/09) in zone suscettibili di amplificazione sismica in tutte le zone sismiche a eccezione della sottozona 3B; Per Varianti puntuali con superfici.000m 2 che non riguardano opere strategiche o rilevanti in zone suscettibili di amplificazione sismica nelle sole sottozone sismiche 1 e 2A; 7 IL LIVELLO 2 di MICROZONAZIONE SISMICA SI USA senza Livello 1 validato Qualunque piano urbanistico attuativo in tutte le zone sismiche a eccezione della sottozona 3B; Varianti puntuali con superfici >.000m 2 che non riguardano opere strategiche o rilevanti in tutte le zone sismiche a eccezione della sottozona 3B; Varianti puntuali con superfici.000m 2 che non riguardano opere strategiche o rilevanti soltanto nelle sole sottozone sismiche 1 e 2A; 8 4

5 IL LIVELLO 2 di MICROZONAZIONE SISMICA NON SI USA forme molto acclivi di superficie (possibili effetti di amplificazione dovuti alla topografia); aree soggette a instabilità (possibili aggravi delle amplificazioni); bacini sepolti, ovvero forme concave del basamento sismico con riempimenti di sedimenti soffici, i cui effetti bidimensionali rendono non reali il calcolo con Abachi, nel caso in cui non sia verificata la seguente condizione: dove h è la profondità della valle, l la sua semiampiezza, C v il rapporto fra la velocità V s nel basamento sismico e quella media nei terreni di riempimento della valle; situazioni litostratigrafiche con inversione di velocità nel profilo delle V s, quando un terreno rigido sovrasta un terreno soffice con un rapporto V s rig /V s sof >2, con la V s dello strato più rigido > 00 m/s; Aree con deformazioni permanenti. 9 PASSI FONDAMENTALI 1 ANALISI DATI GEOFISICI 2 SCELTA DELL ABACO REGIONALE DI LIVELLO 2 3 IDENTIFICAZIONE DEL SUBSTRATO RIGIDO 4 DETERMINAZIONE PARAMETRI INGRESSO DETERMINAZIONE DI F H 6 CONFRONTO CON LE SOGLIE UAS S S 10

6 VALUTAZIONE ATTENDIBILITA INDAGINI DISPONIBILI Riferimento all inserto Ingegneria Sismica Vol. 2 Giugno, 2011 Foti, Santucci, de Magistris, Silvestri, Eva Prove in foro: CH più attendibili, misure dirette, alti costi; DH attendibili, misure dirette, costi più limitati; Prove a penetrazione: SCPT, SDMT non molto usate, più rapide; (verticalità dei fori, interpretazione) Prove con onde superficiali: diverse modalità di esecuzione e acquisizione, difficoltà nel definire standard (strumentazione adeguata, dimensione degli stendimenti, prove attive più direzioni, valutazione curve dispersione, modello di riferimento adeguato, non unicità della soluzione, uso diverse prove: ReMI - MASW) Sismica riflessione e rifrazione: importante rapporto segnale-rumore; rifrazione strati nascosti H/V: economici, indicatore modello geologico, estensione del modello, prima stima velocità media, cura nella configurazione sperimentale, ma no fattore di amplificazione (SESAME, 2004; Albarello et al., 2010) 11 PROFONDITÀ SUBSTRATO RIGIDO H VELOCITÀ MEDIA EQUIVALENTE V SH Calcolata fino al raggiungimento del substrato rigido mediante la seguente formula e arrotondata alla decina: 12 6

7 INDIVIDUAZIONE DELLA LITOLOGIA PREVALENTE E SCELTA DELL ABACO Ghiaie alluvionali e detritiche e Sabbie di alterazione Sabbie alluvionali e Piroclastiti SABBIE ALLUVIONALI e PIROCLASTITI Profilo di velocità a gradiente minimo Argille e limi FH Velocità media V SH (m/s) Presenza di riporto rigido in superficie Si definisce litologia prevalente quella a cui corrisponde il maggior spessore cumulato lungo la verticale d indagine, dando nei casi di equivalenza priorità alla litologia dell unità più superficiale Profondità dal pc H (m) ARGILLE e LIMI Profilo di velocità a gradiente minimo FH Velocità media V SH (m/s) Profondità dal pc H (m) Profondità dal pc H (m) ARGILLE e LIMI Profilo di velocità a gradiente massimo FH Velocità medie V SH Profondità dal pc H (m) Profondità dal pc H (m) SABBIE ALLUVIONALI e PIROCLASTITI Profilo di velocità a gradiente massimo FH Velocità media V SH (m/s) GHIAIE ALLUVIONALI GHIAIE DETRITICHE SABBIE DI ALTERAZIONE DA ARENARIE SABBIE DI ALTERAZIONE DA TRAVERTINI SABBIE DI ALTERAZIONI DA TUFI VULCANICI FH Velocità media V SH (m/s) VALUTAZIONE DELLA VALIDITÀ DELL ABACO La valutazione della validità è effettuata tramite il confronto tra l andamento di V S con la profondità e il gradiente di velocità riferito all abaco scelto. Il confronto potrà prevedere piccoli sforamenti nel campo di non validità cosi definiti: - per V S < 360 m/s sono ammessi sforamenti dell ordine di massimo 20% della profondità - per 360 m/s < V S < 600 m/s sono ammessi sforamenti dell ordine di massimo 30% della profondità - per V S > 600 m/s sono ammessi sforamenti dell ordine di massimo 40% della profondità 0 Vs (m/s) Profondità dal pc (m) Vs 300 m/s = 10m+20% = 12m Vs 00 m/s = 22m+30% = 28.6m Vs 700 m/s = 31m+40% = 43.4m ZONA ABACO NON VALIDO 14 7

8 L INDAGINE EVIDENZIA LA PRESENZA DI UN UNITÀ CON V S > 700 m/s Tale unità rappresenta il substrato rigido L INDAGINE NON EVIDENZIA LA PRESENZA DI UN UNITÀ CON V S > 700 m/s Il modello geologico permette di assegnare una profondità al substrato rigido: estrapolazione dei dati sperimentali fino a tale profondità utilizzando un gradiente di V S di tipo lineare quindi si ha la presenza del substrato con Vs>700m/s a 36 m (a) Il modello geologico non permette di assegnare una profondità al substrato rigido: si considerano solo i dati sperimentali per la definizione di F H in quanto la scelta è sempre più cautelativa quindi si impone il substrato a 30 m (b) 0 10 Vs (m/s) a Vs (m/s) b Profondità dal pc (m) Profondità dal pc (m) CASI REALI E/O ANOMALI DI APPLICAZIONE DEL LIVELLO 2 DI MS O DEGLI ABACHI REGIONALI 16 8

9 17 H=8m H=7,4m H=7,4 m 18 9

10 10 19 H = 6m H = 6m 20 SI SI SI SI SI SI SI SI SI SI VERIF Ss+0.1 FH VSH SPESSORE COPERTURA MASW

11 21 Comune di Zagarolo Piano di Lottizzazione 22 11

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13 Comune di Capranica Piano di Lottizzazione 2 Comune di Capranica Piano di Lottizzazione 26 13

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15 Comune di Capranica Suolo C Ss = 1.6 Fh Ss +0.1 = = 1.7 Il Livello 2 è verificato

16 Comune di Capranica Piano di Lottizzazione Cat. Suolo B per tutte e 4 Masw Ss =1.3 Fh Ss +0.1 = 31 H = 32m H = 9 m H = 22 m H = 12 m Profondità dal pc H (m) Masw 1 Masw 2 Masw 3 Masw 4 GHIAIE ALLUVIONALI GHIAIE DETRITICHE SABBIE DI ALTERAZIONE DA ARENARIE SABBIE DI ALTERAZIONE DA TRAVERTINI SABBIE DI ALTERAZIONI DA TUFI VULCANICI FH Velocità media V SH (m/s) Profondità dal pc H (m) GHIAIE ALLUVIONALI GHIAIE DETRITICHE SABBIE DI ALTERAZIONE DA ARENARIE SABBIE DI ALTERAZIONE DA TRAVERTINI SABBIE DI ALTERAZIONI DA TUFI VULCANICI FH Velocità media V SH (m/s) Profondità dal pc H (m) GHIAIE ALLUVIONALI GHIAIE DETRITICHE SABBIE DI ALTERAZIONE DA ARENARIE SABBIE DI ALTERAZIONE DA TRAVERTINI SABBIE DI ALTERAZIONI DA TUFI VULCANICI FH Velocità media V SH (m/s)

17 Livello 2 verificato per tutta l area 33 Comune di Ardea Variante al PRG 34 17

18 ABACO "Sabbie alluvionali a gradiente massimo" VERIFICA VALIDITA' DELL'ABACO Vs (m/sec) Profondità dal p.c. (m) Vs = 6.7 z Profilo Vs discretizzato PROVA MASW 1 VERIFICA VALIDITA' DELL'ABACO "Sabbie alluvionali a gradiente minimo" Vs (m/sec) Profondità dal p.c. (m) Vs = 16.7 z Profilo Vs discretizzato Figura

19 Profondità dal pc H (m) SABBIE ALLUVIONALI e PIROCLASTITI Profilo di velocità a gradiente minimo FH Velocità media V SH (m/s) Profondità dal pc H (m) SABBIE ALLUVIONALI e PIROCLASTITI Profilo di velocità a gradiente massimo FH Velocità media V SH (m/s) Vs 30 MASW 1 = 134m/s Vs 30 MASW 2 = 119m/s Vs h = 160m/s H = 40/4 con interpolazione lineare Non è possibile applicare alcun abaco regionale Il Livello 2 non è applicabile Obbligatoria la RSL 37 Comune di Ardea Variante al PRG Il Livello 2 non è applicabile Obbligatoria la RSL 38 19

20 Comune di Isola del Liri Edificio Strategico MASW Vs 30 Masw = m/s Vs H Masw = 210m/s Vs 30 DH = 769m/s Vs H DH = 238m/s 39 Comune di Isola del Liri Edificio Strategico Prova H Vs 30 Vs H Cat. Suolo Ss+0.1 Fh Verificato MASW S2-1.7 L3 DH S2 - L3 ARGILLE e LIMI Profilo di velocità a gradiente minimo FH Velocità media V SH (m/s) Profondità dal pc H (m)

21 IL METODO DEGLI ABACHI NON SI PUÓ UTILIZZARE QUANDO: Se il profilo di velocità discretizzato si trova nel campo di non validità dell Abaco Se il profilo di velocità discretizzato inizia con velocità delle onde S minori di 180 m/sec Se si ha una Vs h minore di 180 m/s Se vi sono sforamenti del profilo di velocità non consentiti ATTENZIONE Non è possibile trovare il profilo di velocità discretizzato nel campo di validità dell Abaco grafico e contemporaneamente nella zona grigia dell Abaco numerico Si deve prima controllare la validità dell Abaco a gradiente minimo e, nel caso in cui non è validata, passare in seconda battuta quello a gradiente massimo Se entrambe gli Abachi sono validati si deve scegliere sempre quello a gradiente minimo. 41 SE IL LIVELLO 2 di MICROZONAZIONE SISMICA NON SI PUÓ UTILIZZARE Nel caso in cui il Livello 2, per qualche ragione vista in precedenza, non può essere utilizzato, allora deve essere obbligatoriamente eseguito il Livello 3 di MS o la RSL Tutti gli Edifici Strategici e/o Rilevanti devono prevedere o la RSL o il Livello 3 di MS 42 21

22 ESEMPIO DI RESTITUZIONE GRAFICA DELLA CARTA DI MICROZONAZIONE SISMICA DI LIVELLO 2 1. Si eseguono le indagini geofisiche e geologiche per caratterizzare i modelli geologici e si calcolano le Vs 30 per caratterizzare le aree a simile categoria del suolo. 2. Sulla base delle Categorie di sottosuolo si valutano i valori di S s NTC=08 per la UAS corrispondente 3. Si eseguono le analisi con il metodo degli Abachi Regionali per il calcolo di F H 4. Il valore discriminante fra idoneità e non idoneità è F H = S s Si costruisce la Carta di Microzonazione Sismica 6. Per le aree con F H >S s si deve eseguire necessariamente il Livello 3 (rosso) 7. Le aree con F H S s sono idonee (verde) 43 ESEMPIO DI RESTITUZIONE GRAFICA DELLA CARTA DI MICROZONAZIONE SISMICA DI LIVELLO 2 Aree dove è obbligatorio il Livello 3 F H < F H < F H < F H Aree con Livello 2 validato Aree dove è obbligatorio il Livello