Elaborato IG20 - Comune di Ventimiglia

Transcript

Studio di Geologia Tecnica e Servizi per l’Ambiente – dott. geol. Serra F. , dott. Gerosa D.
INDICE GENERALE
1. CARATTERISTICHE SISMOTETTONICHE E DEFINIZIONE DELLA ZONAZIONE
SISMOGENETICA ........................................................................................................... 3
2. DESCRIZIONE DELLA SISMICITÀ............................................................................. 6
2.1 SISMICITÀ STORICA........................................................................................ 6
2.2 IL TERREMOTO DEL 1887............................................................................. 10
2.3 SISMICITÀ STRUMENTALE RECENTE......................................................... 11
2.4 IL TERREMOTO DI VENTIMIGLIA DEL 1995 ................................................ 13
3 CARATTERIZZAZIONE DELLA SISMICITA’ ............................................................. 14
4 PERICOLOSITA’ SISMICA......................................................................................... 17
4.1 NORMATIVA SISMICA ................................................................................... 19
5 CALCOLO DEL MOTO DI RIFERIMENTO................................................................. 24
6 BIBLIOGRAFIA........................................................................................................... 35
2
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
Figura 1: Zonazione sismogenetica ZS9 del territorio italiano (Rapporto Conclusivo INGV, 2004).
4
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
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 10002002), 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–0.115 ≤ Mo <Mo+0.115 a partire dal
valore centrale di Mo pari a 4.76. 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 4.76 4.99 5.22 5.45 5.68 5.91 6.14 6.37 6.6
N
7
3
2
3
2
1
0
1
0
6.83 7.06 7.29
0
0
0
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
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
4.76
4.99
5.22
5.45
5.68
5.91
6.14
6.37
6.6
6.83
7.06
7.29
anno
1871
1871
1700
1700
1530
1530
1300
1300
1300
1300
1300
1300
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
4.76
4.99
5.22
5.45
5.68
5.91
6.14
6.37
6.6
6.83
7.06
7.29
anno
1910
1871
1871
1700
1700
1530
1530
1300
1300
1300
1300
1300
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 (43.7902N e 7.607875 E).
Dall’analisi dei dati riportati in tabella 4 si può osservare che:
7

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 ML =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
N
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
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25
26
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28
29
30
31
32
33
34
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36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
39
46
188
232
243
244
259
306
309
315
349
537
704
708
737
741
790
793
895
1102
1128
1189
1247
1257
1282
1326
1327
1372
1373
1403
1442
1558
1697
1716
1762
1899
1923
1967
2003
2194
2304
2309
2421
2472
Tr
Anno
Me Gi
DI
DI
DI
DI
DI
DI
DI
CP
DI
DI
DI
CP
CP
CP
DI
DI
DI
CP
DI
CP
DI
CP
CP
DI
CP
CP
CP
CP
CP
CP
DI
CP
DI
CP
CP
CP
DI
CP
DI
DI
CP
DI
CP
DI
1182
1217
1494
1537
1547
1549
1564
1610
1612
1618
1644
1751
1806
1807
1818
1819
1831
1831
1854
1885
1887
1892
1895
1896
1897
1900
1900
1903
1903
1904
1906
1912
1919
1921
1924
1934
1936
1941
1947
1963
1971
1972
1981
1989
1995
8
1
6
11
7
5
7
5
1
1
2
11
3
9
2
1
5
11
12
1
2
5
12
10
10
4
4
3
4
11
8
1
11
5
9
11
12
2
2
7
9
1
4
12
4
Or
Mi
Se AE
15
8
13
31
3
20
14
31
18
15
21
31
5
23
8
26
25
29
24
23
8
25
16
12
5
22
21
4
15
11
14
28
3
21
21
11
23
17
19
25
18
22
26
21
9
9
8
1
18
22
10
0
1
20
5
7
4
20
41
10
30
10
30
30
45
45
12
21
10
47
7
22
0
21
1
19
9
3
21
8
20
10
17
20
0
5
10
23
4
19
8
5
27
20
35
41
16
58
11
38
23
18
26
25
12
12
45
34
26
26
59
2
1
50
30
56
13
12
42
33
5
24
58
56
GENOVA
GENOVA
Alpi marittime
SAVONA
SAVONA
SAVONA
ALPI MARITTIME
NIZZA
ROCCA BIGLIERA
NIZZARDO
Alpi marittime
MAR LIGURE
MAR LIGURE
MAR LIGURE
Liguria occidentale
Liguria occidentale
Liguria occidentale
BUSSANA
Liguria occidentale
MAR LIGURE
Liguria occidentale
TAGGIA
MAR LIGURE
ALBENGA
BORGOMARO
BAGNI
BUSSANA
BAGNI
MAR LIGURE
CERIANA
TAGGIA
MAR LIGURE
ALPI MARITTIME
MAR LIGURE
GENOVA
MAR LIGURE OR.
PIGNA
CIRIEGIA
Alpi occidentali
MAR LIGURE
MAR LIGURE
RIVIERA DI PONENTE
MAR LIGURE
MAR LIGURE
VENTIMIGLIA
Rt
Np
Imx
DOM
DOM
CFTI
DOM
DOM
DOM
DOM
POS85
DOM
DOM
CFTI
POS85
POS85
POS85
CFTI
CFTI
CFTI
POS85
CFTI
POS85
CFTI
POS85
POS85
DOM
POS85
POS85
POS85
POS85
POS85
POS85
DOM
POS85
DOM
POS85
POS85
NT
DOM
POS85
CFTI
DOM
POS85
DOM
CST03
BMING
1
1
4
1
1
1
18
60
55
55
60
55
65
85
6
7
26
65
70
85
46
6
32
80
65
85
86
75
1515 100
60
60
82
55
24
55
12
60
283
70
55
50
41
65
290
55
TL
Maw
60
44,419 8,898 A
55
44,419 8,898 A
55
43,680 7,250 A
60
44,307 8,480 A
55
44,307 8,480 A
65
44,307 8,480 A
85
44,022 7,278 A
55
43,667 7,250
65
43,949 7,613 A
70
43,921 7,298 A
85
43,980 7,320 A
60
44,250 9,250
60
43,750 7,500
60
44,000 8,500
75 M 43,920 8,034 M
65 M 44,050 8,200 A
80
43,850 7,850 A
60
43,833 7,833
75
43,820 7,550 A
60
43,833 8,000
90
43,920 8,070 A
60
43,867 7,833
60
43,700 8,050
60
43,909 7,872 A
55
43,967 7,833
60
44,300 7,050
60
43,800 7,933
55
44,300 7,050
55
43,700 8,050
55
43,900 7,783
55
43,962 7,801 A
55
43,700 8,050
55
44,173 7,764 A
60
43,500 7,500
55
44,400 8,950
43,750 10,000
60
43,931 7,669 A
60
44,133 7,283
55
44,420 6,750 A
43,300 8,200 S
60
44,233 8,683
60
44,203 8,163 A
43,497 8,542
50
43,634 7,676 S
43,778 7,559
4,83
4,63
4,63
4,83
4,63
5,03
5,79
4,63
5,26
5,18
5,88
4,83
4,83
4,83
5,55
5,34
5,54
4,83
5,77
4,83
6,29
4,83
4,83
4,90
4,63
4,83
4,83
4,63
4,63
4,63
4,56
4,63
4,95
4,92
4,63
4,76
4,65
4,83
4,90
5,91
4,65
4,76
4,73
4,63
4,70
Io
TI
Lat
Lon
Daw TW Mas Das TS Msp Dsp
0,26
4,30 0,39
4,53 0,36
0,13
4,00 0,20
4,25 0,19
0,13
4,00 0,20
4,25 0,19
0,26
4,30 0,39
4,53 0,36
0,13
4,00 0,20
4,25 0,19
0,33
4,60 0,49
4,80 0,45
0,12
5,73 0,18
5,73 0,18
0,13
4,00 0,20
4,25 0,19
0,27
4,94 0,40
5,12 0,37
0,25
4,81 0,37
5,00 0,34
0,11
5,85 0,17
5,85 0,17
0,26
4,30 0,39
4,53 0,36
0,26
4,30 0,39
4,53 0,36
0,26
4,30 0,39
4,53 0,36
0,13
5,37 0,20
5,52 0,20
0,24
5,06 0,35
5,23 0,32
0,13
5,35 0,19
5,50 0,19
0,26
4,30 0,39
4,53 0,36
0,07
5,69 0,10
5,69 0,10
0,26
4,30 0,39
4,53 0,36
0,10
6,29 0,10
6,29 0,10
0,26
4,30 0,39
4,53 0,36
0,26
4,30 0,39
4,53 0,36
0,15
4,40 0,23
4,62 0,21
0,13
4,00 0,20
4,25 0,19
0,26
4,30 0,39
4,53 0,36
0,26
4,30 0,39
4,53 0,36
0,13
4,00 0,20
4,25 0,19
0,13
4,00 0,20
4,25 0,19
0,13
4,00 0,20
4,25 0,19
0,11
3,89 0,16
4,15 0,15
0,13
4,00 0,20
4,25 0,19
0,08
4,48 0,12
4,69 0,11
0,15
4,43 0,22
4,65 0,20
0,13
4,00 0,20
4,25 0,19
0,19
4,20 0,28
4,43 0,26
0,15
4,03 0,22
4,28 0,20
0,15
4,30 0,22
4,53 0,20
0,06
4,40 0,09
4,62 0,08
0,09
5,90 0,14
5,90 0,14
0,15
4,03 0,22
4,28 0,20
0,21
4,19 0,31
4,42 0,29
0,13
4,20 0,20
4,44 0,19
0,10
4,22 0,12
4,45 0,11
ZS9
TZ
Ncft Nnt
203
910
G
230
910
910
910
G
A
A
256
910
910
910
910
910
910
910
910
G
G
G
G
G
G
G
G
910
910
910
910
910
G
G
G
G
G
910
910
G
G
910
A
910
910
910
G
G
A
910
A
366
369
377
402
436
510
504
505
467
506
507
508
468
493
469
470
471
509
494
498
472
473
474
475
476
478
479
480
499
481
482
483
484
485
500
486
487
501
489
502
511
539
490
491
462
503
514
515
Ncpt
39
46
188
232
243
244
259
306
309
315
349
537
704
708
737
741
790
793
895
1102
1128
1189
1247
1257
1282
1326
1327
1372
1373
1403
1442
1558
1697
1716
1762
1899
1923
1967
2003
2194
2304
2309
9010 2475
Distance (km)
124,413
124,413
31,234
90,274
90,274
90,274
36,891
31,831
17,651
28,771
31,247
140,809
9,741
75,144
37,066
55,494
20,518
18,668
5,702
31,801
39,739
19,963
36,880
24,945
26,667
72,073
26,101
72,073
36,880
18,597
24,571
36,880
44,331
33,393
126,740
191,994
16,395
46,111
97,893
72,398
99,011
63,822
81,847
18,199
4,123
Tabella 4: Eventi sismici riconducibili alla zona della Liguria centro-occidentale ottenuti consultando i diversi cataloghi sismici
9
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 1000-2005; secondo quanto riportato nei vari cataloghi sismici esso si
verificò il 23 febbraio 1887 con un valore di magnitudo stimato di M= 6.2-6.4 (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=6.2-6.3 (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 43.88 e longitudine 8.00, seguita da un “aftershock” alle ore 07:51:00 GMT nello stesso
giorno, con latitudine 43.90 e longitudine 8.03. L’evento principale fu risentito in un’area di circa
568000 Km2 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
1887. 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
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 1983-1999 dalla rete sismica regionale (pagina web http://www.dipteris.unige.it/geofisical/)
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
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 15-20 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 60-70 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 20-30 anni, tenda ad essere
generata da strutture che sono state attive anche nel passato.
Figura 4: Mappa della sismicità strumentale registrata nel periodo 1983-1999; con ST viene
indicato il sistema di faglie Saorge-Taggia mentre con BSM individua il sistema Briel-SospelMonaco. (Eva et al., 2000)
12
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
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>Mo) = α-βM
dove N(M>Mo) 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 Mmax
910
-1.12
14.5
0.14
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 Mmax.
Il valore di MMAX 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 MMAX, stimato con il criterio sopra esposto, per la zona
sismogenetica 910.
14
ZS
MwMax –
MwMax –
MwMax –
DISS2
CPTI2
CPTI2*
6.3
6.29
6.37
910
MMax
6.4
Tabella 6 : Determinazione della magnitudo massima Mmax per la zona sismogenetica 910; con
MwMax-DISS2 viene indicato il valore di magnitudo massima consultando il catalogo DISS2
(Valensise et al.), con MwMax-CPTI2 il valore di magnitudo massima consultando il catalogo
CPTI04, mentre con MwMax-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
Figura 6: Mappa strutturale semplificata del margine Nord-Occidentale del Mar della Liguria e
mappa della sismicità recente (Eva et al., 2000).
16
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 ) = a1 + a 2 + M w + (a 3 + a 4 M w ) Log d 2 + a52 + a 6 S S + a 7 S A + a8 FN + a9 FT + a10 F0
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 Mw e 15
km di distanza, così come definito nel capitolo precedente, risulta pari a 0,14 g, ovvero molto
17
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
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 8-5 2003,
stabilisce una nuova classificazione sismica del territorio nazionale in risposta sia all’adeguamento
19
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 ag, 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 ag pari a 0.15 g.
Zona
Valori di ag
1
0,35 g
2
0,25 g
3
0,15 g
4
0,05 g
Tabella 7: Valori di accelerazione massima orizzontale ag 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:
¾ per la componente orizzontale (equazioni 1-4):
⎡ T
⎤
S e (T ) = a g ⋅ S ⎢1 + (η ⋅ 2,5 − 1)⎥ per 0≤T<Tb
⎣ Tb
⎦
S e (T ) = a g ⋅ S ⋅ η ⋅ 2,5 per Tb≤T<Tc
20
⎛T ⎞
S e (T ) = a g ⋅ S ⋅ η ⋅ 2,5 ⋅ ⎜ c ⎟
⎝T ⎠
per Tc≤T<Td
⎛T T ⎞
S e (T ) = a g ⋅ S ⋅ η ⋅ 2,5 ⋅ ⎜ c 2d ⎟
⎝ T ⎠
per Td≤T.
¾ per la componente verticale (equazioni 5-8):
⎡ T
⎤
S ve (T ) = 0,9 ⋅ a g ⋅ S ⎢1 + (η ⋅ 3,0 − 1)⎥ per 0≤T<Tb
⎣ Tb
⎦
Sve (T ) = 0,9 ⋅ a g ⋅ S ⋅ η ⋅ 3,0 per Tb≤T<Tc
⎛T ⎞
S ve (T ) = 0,9 ⋅ a g ⋅ S ⋅ η ⋅ 3,0 ⋅ ⎜ c ⎟
⎝T ⎠
⎛T T ⎞
S ve (T ) = 0,9 ⋅ a g ⋅ S ⋅ η ⋅ 3,0 ⋅ ⎜ c 2d ⎟
⎝ T ⎠
per Tc≤T<Td
per Td≤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 ag 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 Vs30
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 Vs30 compresi tra 360 e 800
21
m/s (ovvero resistenza penetrometrica Nspt > 50, o coesione non drenata cu> 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 Vs30 compresi tra 180 e 360 m/s (15 < Nspt < 50, 70<cu<250 kPa).
D. Depositi di terreni granulari da sciolti a poco addensati oppure coesivi da poco a
mediamente consistenti, caratterizzati da valori di Vs30 < 180 m/s (Nspt< 15, cu<70
kPa).
E. Profili di terreno costituiti da strati superficiali alluvionali, con valori di Vs30 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 Vs30 > 800m/s.
dove Vs30 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 58), così come definiti dalla normativa.
22
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 6.4-15 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, www.uniurb.it).
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
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 3.2.7 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;
risposta derivante dalla relazione AMB05 per M=6.4 e Ds=15 Km;
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 0.15-2.0 s” (si veda la figura 13).
24
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 2004.
L’accelerogramma 001708 comp. TRAN è stato utilizzato nei casi 1 e 3 con diversi fattori di scala.
25
Figura 10: Storie temporali in accelerazione selezionate utilizzando il criterio 1 (si rimanda al
testo).
26
testo).
27
testo).
28
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
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
spettro di risposta ottenuto con la relazione AMB05 (linea nera).
31
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
CRITERIO 1
accelerogramma 001218
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
terremoto : Campano Lucano (ITALIA) 23/11/1980
Ms=6.9
Prof= 16 Km
stazione : auletta
distanza epicentrale : 25 Km comp. NS
geologia : VS_30=1090 m/s
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
CRITERIO 2
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
terremoto : Izmit (TURCHIA) 17/08/1999
Ms=7.8
Prof= 17 Km
stazione : istanbul-mecidiyekoy
distanza epicentrale : 9 Km comp. NS
geologia :
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
CRITERIO 3
terremoto : Friuli (ITALIA)
stazione : san rocco
15/09/1976
Ms=6.0
Prof= 8 Km
distanza epicentrale : 14 Km comp. WE
33
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
terremoto : Duzce 1 (TURCHIA)
Ms=7.3
Prof= 14 Km
stazione : LDEO n. C1062 FI
distanza epicentrale : 28 Km
comp. NS
Tabella 10: Informazioni relative alle storie temporali in accelerazione selezionate secondo i criteri
1-3 e mostrate nelle figure 10-12. Tutte le informazioni sono state estratte dal database “European
Strong Motion – Vol 2, 2004”
34
6
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