Carte di Microzonazione di livello 2 e 3 - Ingegneria - UniversitÃ ...

Carte di Microzonazione di livello 2 e 3: 

input sismico e casi in studio 

Floriana Pergalani 

Politecnico di Milano – Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale 

Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile-Architettura e Ambientale 

Università degli Studi dell’Aquila 

L’Aquila, 21 febbraio 2013

Effetti locali 

Sigla SCENARIO PERICOLOSITA’ SISMICA LOCALE EFFETTI 

Z1a Zona caratterizzata da movimenti franosi attivi 

Z1b Zona caratterizzata da movimenti franosi quiescenti 

Instabilità 

Zona potenzialmente franosa o esposta a rischio di 

Z1c 

frana 

Z2 

Zone con terreni di fondazione particolarmente 

Cedimenti e/o 

scadenti (riporti poco addensati, terreni granulari fini 

liquefazioni 

con falda superficiale) 

Z3a 

Z3b 

Z4a 

Z4b 

Z4c 

Z4d 

Z5 

Zona di ciglio H > 10 m (scarpata con parete 

subverticale, bordo di cava, nicchia di distacco, orlo di 

terrazzo fluviale o di natura antropica) 

Zona di cresta rocciosa e/o cocuzzolo: 

appuntite - arrotondate 

Zona di fondovalle con presenza di depositi alluvionali 

e/o fluvio-glaciali granulari e/o coesivi 

Zona pedemontana di falda di detrito, conoide 

alluvionale e conoide deltizio-lacustre 

Zona morenica con presenza di depositi granulari e/o 

coesivi (compresi le coltri loessiche) 

Zone con presenza di argille residuali e terre rosse di 

origine eluvio-colluviale 

Zona di contatto stratigrafico e/o tettonico tra litotipi con 

caratteristiche fisico-meccaniche molto diverse 

Amplificazioni 

topografiche 

Amplificazioni 

litologiche e 

geometriche 

Comportamenti 

differenziali


Effetti di sito o di amplificazione sismica 

• Litologiche 

• Morfologiche 

Terreni con comportamento STABILE nei riguardi 

del sisma 

Effetti di instabilità 

• Movimenti franosi 

• Cedimenti, densificazioni, liquefazioni 

Terreni con comportamento INSTABILE nei 

riguardi del sisma 

Effetti di sito di tipo areale estesi su tutta l’area con modalità diverse 

Effetti di instabilità di tipo puntuale concentrati in piccoli areali


Comportamento non lineare 

descritto dall’evoluzione dei 

parametri G e D al crescere di 

 

l = soglia elastica o di linearità 

(0.0001 – 0.01 %) 

v = soglia volumetrica 

(0.01 – 0.1 %) 

a) Modello elastico lineare (se 

D 0 =0) o visco-elastico (D 0 ) 

b) Modello elastico lineare 

equivalente (coppie G-D) 

c) Modello non lineare elastoplastico 

con incrudimento 

(accoppiamento deformazioni 

distorsionali e volumetriche)


In funzione della scala di lavoro e dei risultati 

che si intende ottenere: 

• Approccio qualitativo – Livello 1 (ICMS) 

• Approccio semiquantitativo – Livello 2 (ICMS) 

• Approccio quantitativo – Livello 3 (ICMS)

Indirizzi e Criteri per la Microzonazione Sismica 

Livello 1 

Studio propedeutico e obbligatorio per affrontare i successivi 

livelli di approfondimento 

Indagini 

• raccolta dei dati pregressi: rilievi geologici, geomorfologici, geologicotecnici 

e sondaggi 

Elaborazioni 

• sintesi dei dati e delle cartografie disponibili 

Prodotti 

• carta delle indagini 

• carta geologico tecnica e sezioni 

• carta delle microzone omogenee in prospettiva sismica (Mops), scala 

1:5000-1:10.000 

• relazione illustrativa


Le microzone sono distinte in: 

Livello 1 

Zone stabili, senza effetti di modificazione del moto sismico 

rispetto ad un terreno rigido (Vs ≥800 m/s) e pianeggiante 

(pendenza < 15°) 

Zone stabili suscettibili di amplificazioni locali: 

• amplificazioni litostratigrafiche per Vs3 m 

• amplificazioni topografiche 

Zone suscettibili di instabilità (instabilità di versante, liquefazioni, 

faglie attive e capaci, cedimenti differenziali)

Approcci semiquantitativo e quantitativo 

Due categorie: 

– Amplificazioni 

– Instabilità

Approccio semiquantitativo 

Attraverso l’uso di specifiche tabelle e/o classificazioni si ricava il valore di un 

determinato parametro scelto come indicatore dell’amplificazione. 

Alcuni esempi: 

“Manual for Zonation on Seismic Geotechnical Hazards”, redatto nel 1993 dal Comitato TC4 

(Technical Committee n° 4 for Earthquake Geotechnical Engineering) della ISSMFE (lnternational 

Society of Soil Mechanics and Foundation Engineering) 

“Guidelines for seismic microzonation studies”, redatto nel 1995 dal Scientific and Technical 

Committee della AFPS (Association Francaise du Genie Parasismique - French Association for 

Earthquake Engineering) nell’ambito della “Delegation of Major Risks of the French Ministry of the 

Environment – Direction for Prevention, Pollution and Risks” 

NEHRP Recommended provisions for seismic regulations for new buildings and other structures 

(FEMA 450) - Part 1: Provisions (Cap. 3) - 2003 

Eurocode 8: Design of structures for earthquake resistance - Part 1: General rules, seismic actions 

and rules for buildings 1998-2003 

Norme Tecniche per le costruzioni – DM 14/1/2008 

Indirizzi e criteri per la microzonazione sismica – Conferenza delle Regioni e delle Provincie 

autonome – Dipartimento della Protezione Civile, Roma, 2008 

Criteri ed indirizzi per la definizione della componente geologica, idrogeologica e sismica del PGT, in 

attuazione dell’art. 57 della L.R. 11 marzo 2005, n. 12 - ALLEGATO 5 DGR VIII/7374 (28-05-2008) 

Abachi Regionali per gli studi di Livello 2 di Microzonazione Sismica ai sensi della DGR Lazio n. 545 

del 26 novembre 2010

Norme Tecniche per le Costruzioni 

A19.a - VALUTAZIONE DELLA CATEGORIA DI SOTTOSUOLO 

Ammassi rocciosi affioranti o terreni molto rigidi caratterizzati da valori di 

A V s30 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 

B un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da 

valori di V s30 compresi tra 360 m/s e 800 m/s (ovvero N SPT30 > 50 nei terreni a 

grana grossa e cu 30 > 250 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 

C un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da 

valori di V s30 compresi tra 180 m/s e 360 m/s (ovvero 15 < N SPT30 < 50 nei 

terreni a grana grossa e 70 < cu 30 < 250 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, 

D caratterizzati da un graduale miglioramento delle proprietà meccaniche 

con la profondità e da valori di V s30 inferiori a 180 m/s (ovvero N SPT30 < 15 

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, 

E 

posti sul substrato di riferimento (con Vs > 800 m/s) 

Depositi di terreni caratterizzati da valori di V s30 inferiori a 100 m/s 

(ovvero 10 < cu 

S1 

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 

S2 

qualsiasi altra categoria di sottosuolo non classificabile nei tipi precedenti 

Ss 

V s30 > 800 m/s 1.0 

360 < V s30 ≤ 800 m/s 1.0-1.2 

180 < V s30 ≤ 360 m/s 1.0-1.5 

V s30 ≤ 180 m/s 0.9-1.8 

180 < V s30 ≤ 360 m/s 

V s30 ≤ 180 m/s 

1.0-1.6 

V s30 < 100 m/s 

- 

Specifiche 

analisi 

Specifiche 

analisi

Norme Tecniche per le Costruzioni 

A19.b - VALUTAZIONE DELLA CATEGORIA TOPOGRAFICA Inclinazione media (i) S T 

Superficie pianeggiante, pendii e rilievi isolati con 

T1 

inclinazione media i ≤ 15° 

i ≤ 15° 1,0 

T2 Pendii con inclinazione media i > 15° i > 15° 1,2 

T3 

T4 

Rilievi con larghezza in cresta molto minore che alla base 

e inclinazione media 15° ≤ i ≤ 30° 

Rilievi con larghezza in cresta molto minore che alla base 

e inclinazione media i > 30° 

15° ≤ i ≤ 30° 1,2 

i > 30° 1,4

Psa (g) 

0.5 

0.4 

0.3 

0.2 

Applicando l’accelerogramma di input ad 

oscillatori con n assegnato 

(convenzionalmente 0.05 o 5%) e T variabile e 

riportando il valore massimo di x, x’ o x’’ si 

ottengono gli spettri in spostamento, in 

velocità e in accelerazione 

0.1 

Oscillatore 

elementare ad 1 

grado di libertà 

0.2 0.4 0.6 0.8 

1.0 1.2 

1.4 

T (s) 

Costante 

elastica k 

Equazione del moto: x’’+x’+ x=-a(t) 

Coefficiente 

smorzamento b 

Massa m 

x=spostamento spettrale 

x’=velocità spettrale 

x’’=accelerazione spettrale 

=b/2m fattore di smorzamento 

=k/m pulsazione naturale oscillatore 

=2f ove f frequenza propria

SPETTRO DI FOURIER

SPETTRO DI FOURIER 

• Spettro di ampiezza A i 

• Spettro di fase i 

• Spettro di potenza A i 

2


Risolve le incertezze del livello 1 con approfondimenti 

Fornisce quantificazioni numeriche degli effetti con metodi 

semplificati 

Indagini 

• indagini geofisiche in foro (DH/CH), sismica a rifrazione, analisi con 

tecniche attive e passive per la stima delle Vs, microtremori ed eventi 

sismici 

Elaborazioni 

• correlazioni e confronti con i risultati del livello 1, revisione del modello 

geologico, abachi per i fattori di amplificazione 

Prodotti 


• carta di microzonazione sismica 

• relazione illustrativa 

Livello 2


Livello 2 

Carta di microzonazione sismica con metodi 

semplificati (livello 2) 

Zone stabili e zone stabili suscettibili di amplificazioni locali, 

caratterizzate da fattori di amplificazione relativi a due periodi dello 

scuotimento (FA ed FV) 

Zone di deformazione permanente, caratterizzate da parametri 

quantitativi (spostamenti e aree accumulo per frana, calcolo 

dell’indice del potenziale di liquefazione)


Livello 2 

Modello di sottosuolo di terreni omogenei a strati orizzontali, 

piani e paralleli, di estensione infinita, considerando 3 diversi 

gradienti di Vs con la profondità, su un bedrock sismico 

(Vs=800 m/s) 

FA = 

1 

Tao 

1.5Tao 

∫ 

0.5Tao 

SAo( T )dT 

1 

Tai 

1.5Tai 

∫ 

0.5Tai 

SAi( T )dT 

FV 

= 

1 

0.4Tvo 

1.2Tvo 

∫ 

0.8Tvo 

SVo( T )dT 

1 

Tvi 

1.2Tvi 

∫ 

0.8Tvi 

SVi( T )dT


Livello 2 

Le tabelle degli abachi sono ordinate per: 

• litotipo (ghiaia, sabbia, argilla) 

• tipo di profilo di Vs (costante, gradiente max, gradiente 

intermedio) 

• a g , accelerazione dell’evento di riferimento (0,06-0,18-0,26) 

Per trovare il valore di FA o FV devo conoscere: 

• a g , accelerazione dell’evento di riferimento (0,06-0,18-0,26) 

• litotipo prevalente della copertura 

• spessore della copertura 

• Vs media della copertura fino al raggiungimento del bedrock


Livello 2


MORFOLOGIA (creste e ciglio di scarpata) 

Parametri geometrici: altezza, larghezza, pendenza 

2.0 

CORRELAZIONE H/L - Fa 0.1-0.5 s 

CRESTE APPUNTITE 

L > 350 m 

2.0 



250 m < L< 350 m 

1.9 

1.9 

1.8 

1.8 

1.7 

1.7 

1.6 

1.6 

Fa 

1.5 

Fa 

1.5 

1.4 

1.4 

1.3 

1.3 

Fa 

1.2 

1.1 

1.0 

2.0 

1.9 

1.8 

1.7 

1.6 

1.5 

1.4 

1.3 

1.2 

1.1 

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 

H/L 



150 m < L< 250 m 

Fa 

1.2 

1.1 

1.0 

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 

H/L 



L < 150 m 

2.0 

1.9 

1.8 

1.7 

1.6 

1.5 

1.4 

1.3 

1.2 

1.1 

Classe altimetrica Classe di inclinazione Valore di Fa Area di influenza 

10 m ≤ H ≤ 20 m 10° ≤ ≤ 90° 1.1 A i = H 

20 m < H ≤ 40 m 10° ≤ ≤ 90° 1.2 A i = 

H > 40 m 

10° ≤ ≤ 20° 1.1 

20° < ≤ 40° 1.2 

40° < ≤ 60° 1.3 

60° < ≤ 70° 1.2 

> 70° 1.1 

A i = 

3 H 

4 

2 H 

3 

1.0 

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 

H/L 


2.0 

1.0 

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 

H/L 

CRESTE 

ARROTONDATE 

1.9 

1.8 

1.7 

1.6 

Fa 

1.5 

1.4 

1.3 

1.2 

1.1 

1.0 

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 

H/L


Livello 2 

Il risultato che si ottiene con gli abachi non va bene nel caso di: 

• forme sepolte (amplificazioni 2D) 

• inversioni di velocità (rigido su soffice) 

• forte contrasto di impedenza 

Gli abachi dovrebbero essere regionalizzati a partire da: 

• input sismici (studi di pericolosità di base) 

• modelli litologici 

• curve di decadimento del modulo di taglio (G) e di incremento del 

rapporto di smorzamento smorzamento (D) con la deformazione, per 

ciascun litotipo 

• profili di Vs 

• valori del Fattore di amplificazione FH calcolato come rapporto di 

intensità spettrale sugli spettri di risposta in accelerazione di output ed 

input considerando i periodi tra 0.1-0.5 s 

• confronto con valori di soglia comunali (SH) calcolati come gli FH 

derivanti dagli spettri delle NTC per le varie categorie di suolo ed 

eventuale prescrizione dell’applicazione del livello 3 se FH > SH


PIANIFICAZIONE 

PROGETTAZIONE 

MS1 

MS2 

Abachi 

ICMS 

Abachi 

regionalizzati 

Graduatorie ai fini 

urbanistici 

Confronto 

FH (0.1-0-5s) 

MS3 

Obbligo 

RSL 

Spettri elastici 

Confronto spettri 

elastici 

Procedura 

semplificata 

NTC 

con utilizzo 

categoria di 

sottosuolo 

individuata

Applicazione – Area Aquilana 

• Sono stati analizzati i Comuni che hanno subito un’intensità 

macrosismica pari o superiore al VII grado della scala MCS 

• L’operazione ha visto il coinvolgimento di: 

10 università: 

L’Aquila, Chieti-Pescara, Genova, Politecnico Torino, Politecnico 

Milano, Firenze, Basilicata, Roma 1, Roma 3, Siena 

7 istituti di ricerca: 

CNR, INGV, AGI, RELUIS, ISPRA, ENEA Frascati, OGS Trieste, 

GFZ Postdam 

3 Regioni e 2 Provincie: 

Lazio, Emilia-Romagna, Toscana, Provincia di Trento, Provincia di 

Perugia 

Ordine dei Geologi della Regione Abruzzo 

Per un totale di circa 200 unità di personale


• Il coordinamento del gruppo di lavoro è affidato a Dipartimento 

della Protezione Civile e alla Regione Abruzzo 

• I lavori, iniziati all’inizio di maggio 2009, si sono conclusi il 30 

settembre 2009, solo 6 mesi dopo l’evento 

• Il costo dell’operazione è stata di circa 400.000 euro che hanno 

finanziato alcune indagini particolari 

(tutte le Università, gli Enti di Ricerca, le Regioni e le Provincie 

hanno contribuito quasi a costo zero)


AREA INVESTIGATA


PROCEDURA 

• Selezione delle aree più danneggiate; 

• Reperimento dei dati geologici, geomorfologici, geofisici e 

geotecnici esistenti; 

• Rilievi geologici e geomorfologici a scala di dettaglio (1:5.000 o 

1:2.000); 

• Nuove indagini geofisiche e geotecniche e definizione dei modelli 

geofisici e geotecnici; 

• Definizione dell’input sismico per le analisi numeriche; 

• Calcolo delle amplificazioni attese attraverso modelli monodimensionali 

(1D) e bidimensionali (2D); 

• Analisi sperimentali utilizzando sia registrazioni di terremoti sia 

rumore ambientale; 

• Valutazione delle amplificazioni attese attraverso parametri quali 

Fattori di amplificazione e spettri di risposta in accelerazione per 

ogni situazione analizzata utile in fase di pianificazione e di 

progettazione. 

• Si presentano i risultati dell’area di Paganica-Tempera-Onna-San 

Gregorio localizzata tra l’epicentro del mainshock e la faglia 

sismogenetica


Carta geologico tecnica e 

geomorfologica 

Nuove indagini: 

7 ERT 

3 MASW 

13 ReMi 

6 Sondaggi con DH 

58 HVSR


SONDAGGI e DH 

MASW


ERT


Carta livello 1 

Colonne stratigrafiche 

zone 1, 2, 3 sono stabili, zone 4 - 30 sono 

suscettibili di amplificazioni stratigrafiche; 

EFZ-A, EFZ-B sono affette da fratture/faglie 

cosismiche


Sezioni geologiche con l’indicazione dei punti di analisi


Modelli geotecnici e geofisici 

Vs (m/s) 

0 100 200 300 400 500 600 700 800 

0 

5 

10 

15 

20 

Vs (m/s) 

0 100 200 300 400 500 600 700 800 

0 

5 

10 

15 

20 

Vs (m/s) 

0 100 200 300 400 500 600 700 800 

0 

5 

10 

15 

20 

D (m) 

25 

30 

35 

40 

45 

50 

DH1 

DH2 

DH3 

DH4 

DH5 

DH6 

D (m) 

25 

P1 

30 

P2 

35 

P3-P4 

40 

P5 

45 

P6 

50 

Vs (m/s) 

0 100 200 300 400 500 600 700 800 

0 

5 

10 

15 

D (m) 

25 

P7 

30 

P8 

35 

P9 

40 

P10 

45 

P11 

50 

Vs (m/s) 

0 100 200 300 400 500 600 700 800 

0 

5 

10 

15 

Modelli 1D delle 

sequenze analizzate: 

profili di Vs con la 

profondità (27 punti: 6 

punti corrispondono 

ai DH) 

20 

20 

D (m) 

25 

30 

35 

40 

45 

50 

P12 

P13 

P14 

P15 

P16 

D (m) 

25 

30 

35 

40 

45 

50 

P17 

P18 

P19 

P20 

P21


Risultati 

Estrapolazione di FA ed FV, uso in fase di pianificazione per: 

Graduatoria di priorità ed esclusione per nuove edificazioni 

2 mappe con 2 diversi periodi: FA per strutture più rigide; FV per strutture più flessibili

Esercitazione – Caso 1 

0 

4 

8 

16 

19 

25 

GHIAIA ALLUVIONALE 

SABBIA ALLUVIONALE 


LIMO 


SONDAGGIO 


39 

45 

CONGLOMERATO 

LITOLOGIA PREVALENTE: GHIAIA ALLUVIONALE


DATI SPERIMENTALI (DH) 

Profondità (m) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 

V S (m/s) 200 235 260 280 330 300 300 310 350 365 


V S (m/s) 380 400 410 400 410 340 310 270 265 390 


V S (m/s) 430 450 480 520 450 520 550 560 570 610 


V S (m/s) 610 630 610 635 600 635 650 600 635 650 

Profondità (m) 41 42 43 44 45 

V S (m/s) 780 850 820 840 900


Profondità dal pc (m) 

0 

10 

20 

30 

40 


Vs (m/s) 

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 

h 1 = 4 m – V S1 = 240 m/s 

h 2 = 4 m – V S2 = 310 m/s 

h 3 = 8 m – V S3 = 380 m/s 

h 4 = 3 m – V S4 = 280 m/s 

h 5 = 6 m – V S5 = 450 m/s 

h 6 = 14 m – V S6 = 600 m/s 

SUBSTRATO RIGIDO 

50


LITOLOGIA PREVALENTE: GHIAIA ALLUVIONALE 

H = 39 m – V SH = 398 m/s

Esercitazione – Caso 1



0 

4 

8 

16 

19 

25 

30 




LIMO 



SONDAGGIO 

LITOLOGIA PREVALENTE: GHIAIA ALLUVIONALE




V S (m/s) 200 235 260 280 330 300 300 310 350 365 


V S (m/s) 380 400 410 400 410 340 310 270 265 390 


V S (m/s) 430 450 480 520 450 520 550 560 570 610 

DH SPINTO FINO A 30 m SENZA INCONTRARE I CONGLOMERATI


INTERPRETAZIONE E DISCRETIZZAZIONE DATI 

SPERIMENTALI 

a - Il modello geologico del sito indica la presenza dei 

conglomerati a profondità dell’ordine dei 40 m 

ESTRAPOLAZIONE DATI SPERIMENTALI CON GRADIENTE 

LINEARE 

b - Il modello geologico del sito non fornisce indicazioni 

aggiuntive 

ASSEGNAZIONE SUBSTRATO RIGIDO A FINE INDAGINE



0 

10 

20 

30 

40 

50 

Vs (m/s) 

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 

H=30m 

V SH = 361 m/s 

h 1 = 4 m – V S1 = 240 m/s 

h 2 = 4 m – V S2 = 310 m/s 

h 3 = 8 m – V S3 = 380 m/s 

h 4 = 3 m – V S4 = 280 m/s 

h 5 = 6 m – V S5 = 450 m/s 

b 


0 

10 

20 

30 

40 

h 6 = 5 m – V S6 = 600 m/s 

h 7 = 10 m – V S7 = 700 m/s 

H = 40 m 

V SH = 411 m/s 

Vs (m/s) 

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 

h 1 = 4 m – V S1 = 240 m/s 

h 2 = 4 m – V S2 = 310 m/s 

h 3 = 8 m – V S3 = 380 m/s 

h 4 = 3 m – V S4 = 280 m/s 

h 5 = 6 m – V S5 = 450 m/s 

h 6 = 5 m – V S6 = 600 m/s 

50






0 

4 

8 

LIMO 

LIMO 

LIMO 

SONDAGGIO 

20 

25 

30 

35 

40 


ARGILLA 

ARGILLA 


LITOLOGIA PREVALENTE: ARGILLA-LIMO




V S (m/s) 110 150 180 200 220 215 175 210 225 230 


V S (m/s) 240 245 270 235 290 230 240 290 240 270 


V S (m/s) 390 540 585 480 560 500 420 440 430 470 


V S (m/s) 485 560 540 580 600 780 830 770 760 820




0 

10 

20 

30 

40 

Vs (m/s) 

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 

h 1 = 4 m – V S1 = 150 m/s 

h 2 = 4 m – V S2 = 200 m/s 

h 3 = 12 m – V S3 = 250 m/s 

h 4 = 5 m – V S4 = 500 m/s 

h 5 = 5 m – V S5 = 450 m/s 

h 6 = 5 m – V S6 = 550 m/s 

SUBSTRATO RIGIDO 

50


LITOLOGIA PREVALENTE: ARGILLA-LIMO 

H = 35 m – V SH = 280 m/s



Regione Lazio 

Obiettivi 

Realizzazione di abachi regionali di livello 2 secondo 

quanto previsto dagli Indirizzi e Criteri per la 

Microzonazione Sismica (ICMS - GdL, 2008 e 

integrazioni Colombi et al., 2011) 

L’esigenza di disporre di abachi regionalizzati deriva 

dal fatto che gli abachi presenti negli ICMS hanno una 

valenza generale e poco si prestano a rappresentare 

situazioni geologiche specifiche e locali presenti nel 

territorio regionale 

Inoltre le recenti normative regionali in ambito di 

pianificazione e mitigazione del rischio sismico 

richiedono l’utilizzo di abachi di livello 2 specifici per il 

territorio regionale

Regione Lazio 

Procedura 

La procedura per la predisposizione degli abachi 

regionalizzati di livello 2 ha previsto i seguenti passi 

fondamentali: 

• scelta degli input sismici 

• scelta del codice di calcolo 

• scelta della struttura degli abachi 

• analisi dei dati reperiti 

• analisi numeriche 

• costruzione degli abachi 

• definizione delle soglie UAS

Regione Lazio 

Scelta degli input sismici 

Studio ENEA “Analisi della sismicità regionale ai fini dell’individuazione di 

classi di comuni con situazioni omogenee di scuotibilità in occasione di eventi 

sismici” del 2009 (Enea, 2009) 

Territorio regionale in 5 sottozone (1, 2A, 2B, 3A, 3B), in base al valore di 

accelerazione orizzontale attesa (a rif ) e la definizione dei sets di accelerogrammi 

registrati assegnati a ciascuna Unità Amministrativa Sismica (UAS) 

Al fine di disporre di una sufficiente rappresentatività della pericolosità sismica 

regionale in termini di accelerogrammi sono state scelte 4 UAS di riferimento 

quali: 

Vallerotonda: massimo valore di a rif della sottozona 1 

Monte San Giovanni Campano: minimo valore di a rif della sottozona 2A 

Roma V: minimo valore di a rif della sottozona 3A 

Ponza: minimo valore di a rif della sottozona 3B

Regione Lazio 

Accelerazione (g) 




0.15 

0.10 

0.05 

0.00 

-0.05 

-0.10 

-0.15 

0.30 

0.20 

0.10 

0.00 

-0.10 

-0.20 

-0.30 

0.30 

0.20 

0.10 

0.00 

-0.10 

-0.20 

-0.30 

0.30 

0.20 

0.10 

0.00 

-0.10 

-0.20 

-0.30 

acc1 

0 10 20 30 40 

Tempo (s) 

acc4 

0 10 20 30 40 

Tempo (s) 

acc5 

0 10 20 30 40 

Tempo (s) 

acc1 

0 5 10 15 20 25 30 

Tempo (s) 


0.30 

0.20 

0.10 

0.00 

-0.10 

-0.20 

-0.30 

0 10 20 30 40 

Tempo (s) 

PSA (g) 


0.15 

0.10 

0.05 

0.00 

-0.05 

-0.10 

1.20 

1.00 

0.80 

0.60 

0.40 

0.20 

0.00 

VALLEROTONDA 

acc2 


0.30 

0.20 

0.10 

0.00 

-0.10 

-0.20 

-0.30 

acc3 

0 10 20 30 40 

Tempo (s) 

acc1 acc2 acc3 acc4 acc5 NORMATIVA CAT A MEDIA 

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 

Periodo (s) 

acc4 

ROMA V 


0.15 

0.10 

0.05 

0.00 

-0.05 

-0.10 




acc5 

0.25 

0.20 

0.15 

0.10 

0.05 

0.00 

-0.05 

-0.10 

-0.15 

-0.20 

-0.25 

0 5 10 15 20 25 30 

Tempo (s) 

0.25 

acc2 

0.20 

0.15 

0.10 

0.05 

0.00 

-0.05 

-0.10 

-0.15 

-0.20 

-0.25 

0.25 

0.20 

0.15 

0.10 

0.05 

0.00 

-0.05 

-0.10 

-0.15 

-0.20 

-0.25 

acc1 

0 5 10 15 20 25 30 

Tempo (s) 

acc3 

0 5 10 15 20 25 30 

Tempo (s) 


0.05 

0.03 

0.00 

-0.03 

-0.05 

acc1 

0 5 10 15 20 25 30 

Tempo (s) 


0.25 

0.20 

0.15 

0.10 

0.05 

0.00 

-0.05 

-0.10 

-0.15 

-0.20 

-0.25 

PSA (g) 

MONTE SAN GIOVANNI CAMPANO 

0 5 10 15 20 25 30 

Tempo (s) 

0.80 

0.70 

0.60 

0.50 

0.40 

0.30 

0.20 

0.10 

0.00 


0.050 

0.025 

0.000 

-0.025 

acc4 


0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 

Periodo (s) 

acc4 


0.25 

0.20 

0.15 

0.10 

0.05 

0.00 

-0.05 

-0.10 

-0.15 

-0.20 

-0.25 

PONZA 


acc5 

0 5 10 15 20 25 30 

Tempo (s) 

0.050 

0.025 

0.000 

-0.025 

acc5 

0.15 

0.10 

acc2 

-0.15 

0 5 10 15 20 25 30 

Tempo (s) 

-0.15 

0 5 10 15 20 25 30 

Tempo (s) 

0.050 

acc2 

-0.050 

0 5 10 15 20 25 30 

Tempo (s) 

-0.050 

0 5 10 15 20 25 30 

Tempo (s) 


0.05 

0.00 

-0.05 

-0.10 

0.80 

0.70 

0.60 



0.025 

0.000 

-0.025 

0.20 

0.15 


-0.15 

0.15 

0.10 

0 5 10 15 20 25 30 

Tempo (s) 

acc3 

PSA (g) 

0.50 

0.40 

0.30 

-0.050 

0.050 

0.025 

0 5 10 15 20 25 30 

Tempo (s) 

acc3 

PSA (g) 

0.10 


0.05 

0.00 

-0.05 

0.20 

0.10 


0.000 

0.05 

-0.10 

-0.15 

0 5 10 15 20 25 30 

Tempo (s) 

0.00 

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 

Periodo (s) 

-0.025 

-0.050 

0 5 10 15 20 25 30 

Tempo (s) 

0.00 

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 

Periodo (s)

Regione Lazio 

Scelta del codice di calcolo 

Codice di calcolo monodimensionale finalizzato ad analizzare siti 

caratterizzati da strati piano paralleli 

Scelta della struttura degli abachi 

I 2 parametri di ingresso degli abachi regionalizzati sono: 

• la profondità del substrato rigido H 

• la velocità media equivalente V SH , calcolata fino al raggiungimento del 

substrato rigido, mediante la seguente formula: 

Il parametro di uscita è: 

FH 

0.5 

∫ 

0.1 

0.1-0.5 

= 

0. 5 

PSAoutput(T, )dT 

∫ 

0.1 

PSAinput(T, )dT

Regione Lazio 

Analisi dei dati reperiti 

Per ciascuna unità geofisica: 

i valori dello spessore, della 

densità , della velocità V S , il 

rapporto di smorzamento iniziale 

D 0 e le relative curve di 

decadimento del modulo di 

taglio normalizzato G/G 0 e del 

rapporto di smorzamento D con 

la deformazione tangenziale 

Per i dati di spessore e velocità 

V S sono stati reperiti n. 42 

indagini geofisiche (sismica in 

foro–DHesismicasuperficiale 

– MASW) eseguite nel territorio 

regionale 

z (m da pc) 

0 

5 

10 

15 

20 

25 

30 

35 

40 

45 

50 

Vs (m/s) 

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Regione Lazio 

Le diverse litologie sono state accorpate in base ad 

analoghi andamenti di V S – z in 5 gruppi: 

• ghiaie alluvionali, detritiche e sabbie di alterazione 

(arenarie – travertini e tufi) 

• 2 gruppi di sabbie alluvionali e piroclastiti 

• 2 gruppi di argille e limi 

Curve di decadimento 

G/G0 

1.0 

Sabbie di alterazione e Piroclastiti 

Sabbie alluvionali 

Ghiaie alluvionali e detritiche 

Argille e Limi 

D% 

21 

Sabbie di alterazione e Piroclastiti 

Sabbie alluvionali 

Ghiaie alluvionali e detritiche 

Argille e Limi 

0.8 

18 

15 

G/G0 

0.6 

0.4 

D% 

12 

9 

6 

0.2 

3 

0.0 

0.0001 0.001 0.01 0.1 1 

(%) 

0 

0.0001 0.001 0.01 

(%) 

0.1 1

Regione Lazio 

Analisi numeriche 

Per ogni colonna stratigrafica applicazione dei 4 sets di 

accelerogrammi selezionati (4 x 5 accelerogrammi) 

Costruzione di colonne stratigrafiche tipo, variando lo spessore h e la 

velocità V S di ogni unità geofisica nel rispetto del relativo gradiente di 

velocità 

Ogni colonna stratigrafica analizzata è stata definita in termini di 

coppia V SH – H e i risultati delle analisi sono espressi in termini di 

fattore di amplificazione FH; per la costruzione degli abachi ad ogni 

colonna stratigrafica, analizzata con i diversi accelerogrammi, è stato 

assegnato il valore medio di FH

FH 

Costruzione degli abachi 

La stessa coppia V SH – H può essere generata da diverse 

combinazioni di spessori h e velocità V S delle unità geofisiche 

costituenti la colonna stratigrafica, alle quali corrispondono valori 

diversi di FH 

Al fine di ottenere una correlazione a due parametri tra il valore di nFH e 

4× ∑h 

i 

le coppie di valori V SH – H è stato introdotto il parametro T: 

i=1 

2.0 

1.9 

1.8 

1.7 

1.6 

1.5 

1.4 

1.3 

1.2 

1.1 

1.0 

Regione Lazio 

y = -12.265x 2 + 7.1723x + 0.703 

R 2 = 0.7257 

y = -7.255x 2 + 3.9603x + 0.9457 

R 2 = 0.7643 

y = -3.8144x 2 + 2.4563x + 0.9495 

R 2 = 0.6954 

y = -5.5414x 2 + 2.543x + 0.9086 

R 2 = 0.8447 

y = -3.3753x 2 + 1.1632x + 0.9991 

R 2 = 0.5646 

0 0.1 0.2 T (s) 0.3 0.4 0.5 

CURVA 1 

CURVA 2 

CURVA 3 

CURVA 4 

CURVA 5 

Profondità dal pc H (m) 

T = 

n 

∑ 

i=1 

Vs 

n 

i=1 

i 

∑ 

h 

×h 

Velocità media V SH (m/s) 

200 180 250 300 360 350 400 450 500 600 700 

5 1.3 1.2 1.1 1.1 1.1 1.1 1.0 1.0 1.0 

10 1.4 1.4 1.2 1.2 1.1 1.1 1.0 

15 1.6 1.5 1.3 1.3 1.2 1.1 1.1 

20 1.7 1.6 1.4 1.3 1.2 1.1 1.1 

25 1.6 1.5 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 

30 1.5 1.5 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 

35 1.4 1.4 1.3 1.3 1.2 1.1 

40 1.4 1.3 1.3 1.2 1.1 

45 1.3 1.2 1.2 1.1 

FH 0.1-0.5 

i 

i

Regione Lazio 

ABACHI 


GHIAIE ALLUVIONALI 

GHIAIE DETRITICHE 

SABBIE DI ALTERAZIONE DA ARENARIE 

SABBIE DI ALTERAZIONE DA TRAVERTINI 

SABBIE DI ALTERAZIONI DA TUFI VULCANICI 

FH 0.1-0.5 


180 250 300 360 400 450 500 600 700 

5 1.3 1.2 1.1 1.1 1.1 1.1 1.0 1.0 1.0 

10 1.4 1.4 1.2 1.2 1.1 1.1 1.0 

15 1.6 1.5 1.3 1.3 1.2 1.1 1.1 

20 1.7 1.6 1.4 1.3 1.2 1.1 1.1 

25 1.6 1.5 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 

30 1.5 1.5 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 

35 1.4 1.4 1.3 1.3 1.2 1.1 

40 1.4 1.3 1.3 1.2 1.1 

45 1.3 1.2 1.2 1.1 

GRADIENTE DI VELOCITA’ PER VALIDITA’ ABACO 


0 

20 

40 

60 

80 

100 

120 

Vs (m/s) 

0 100 200 300 400 500 600 700 800 

V S = 14.5 z + 150 

ABACO 

NON VALIDO

Regione Lazio 

ABACHI 


SABBIE ALLUVIONALI e PIROCLASTITI 

Profilo di velocità a gradiente minimo 

FH 0.1-0.5 


180 250 300 360 400 450 500 600 700 

5 1.3 1.3 1.2 1.2 1.1 1.1 1.1 1.0 1.0 

10 1.5 1.4 1.4 1.2 1.2 1.2 1.1 1.0 

15 1.6 1.6 1.5 1.3 1.3 1.3 1.1 1.1 

20 1.7 1.6 1.4 1.4 1.3 1.1 1.1 

25 1.7 1.6 1.5 1.4 1.4 1.2 1.1 

30 1.5 1.5 1.5 1.4 1.4 1.2 1.1 

35 1.4 1.4 1.4 1.4 1.2 1.1 

40 1.4 1.4 1.4 1.2 1.1 

45 1.4 1.3 1.2 1.1 

50 1.3 1.3 1.2 1.1 

55 1.2 1.2 1.1 1.1 

60 1.2 1.2 1.1 1.1 

70 1.1 1.0 1.0 

80 1.0 1.0 1.0 

90 1.0 1.0 

100 1.0 

GRADIENTI DI VELOCITA’ PER VALIDITA’ ABACO 



0 

20 

40 

60 

80 

100 

120 

0 

20 

40 

60 

80 

100 

120 

Vs (m/s) 

0 100 200 300 400 500 600 700 800 

ABACO 

NON VALIDO 

V S = 16.7 z + 130 

Vs (m/s) 

0 100 200 300 400 500 600 700 800 

ABACO 

NON VALIDO 

V S = 5 z + 300 

SABBIE ALLUVIONALI e PIROCLASTITI 

Profilo di velocità a gradiente massimo 


FH 0.1-0.5 


180 250 300 360 400 450 500 600 700 

5 1.3 1.3 1.2 1.2 1.1 1.1 1.1 1.0 1.0 

10 1.6 1.5 1.4 1.4 1.3 1.3 1.2 1.1 1.0 

15 1.7 1.6 1.6 1.5 1.5 1.4 1.3 1.1 1.1 

20 1.6 1.7 1.7 1.6 1.6 1.5 1.3 1.1 1.1 

25 1.4 1.6 1.7 1.7 1.6 1.6 1.4 1.2 1.1 

30 1.4 1.6 1.7 1.6 1.6 1.4 1.2 1.1 

35 1.3 1.5 1.6 1.5 1.5 1.4 1.2 1.1 

40 1.4 1.6 1.5 1.5 1.4 1.2 1.1 

45 1.4 1.5 1.5 1.5 1.4 1.2 1.1 

50 1.4 1.4 1.5 1.5 1.4 1.2 1.1 

55 1.3 1.4 1.5 1.4 1.3 1.1 1.1 

60 1.2 1.3 1.4 1.4 1.3 1.1 1.1 

70 1.2 1.3 1.3 1.1 1.0 1.0 

80 1.1 1.2 1.2 1.0 1.0 1.0 

90 1.1 1.1 1.0 1.0 1.0 

100 1.1 1.0 1.0 1.0 



0 

20 

40 

60 

80 

100 

120 

Vs (m/s) 

0 100 200 300 400 500 600 700 800 

ABACO 

NON VALIDO 

V S = 6.7 z + 130


Regione Lazio 

ARGILLE e LIMI 

Profilo di velocità a gradiente minimo 

FH 0.1-0.5 


180 250 300 360 400 450 500 600 700 

5 1.6 1.4 1.3 1.2 1.1 1.1 1.1 1.0 1.0 

10 1.8 1.7 1.6 1.4 1.3 1.2 1.2 1.1 1.0 

15 1.9 1.7 1.5 1.4 1.3 1.2 1.1 1.1 

20 1.8 1.8 1.7 1.5 1.4 1.3 1.1 1.1 

25 1.7 1.7 1.6 1.5 1.4 1.2 1.1 

30 1.7 1.7 1.6 1.5 1.4 1.2 1.1 

35 1.6 1.5 1.4 1.4 1.2 1.1 

40 1.5 1.5 1.4 1.4 1.2 1.1 

45 1.4 1.3 1.3 1.2 1.1 

50 1.3 1.3 1.3 1.2 1.1 

55 1.2 1.2 1.1 1.1 

60 1.2 1.1 1.1 

ABACHI 



0 

20 

40 

60 

80 

100 

120 

Vs (m/s) 

0 100 200 300 400 500 600 700 800 

ABACO 

NON VALIDO 

ARGILLE e LIMI 

Profilo di velocità a gradiente massimo 

V S = 10.8 z + 150 


FH 0.1-0.5 

Velocità medie V SH 

180 250 300 360 400 450 500 600 700 

5 1.6 1.4 1.3 1.2 1.1 1.1 1.1 1.0 1.0 

10 1.8 1.7 1.6 1.5 1.3 1.3 1.2 1.1 1.0 

15 2.0 1.9 1.8 1.6 1.5 1.4 1.3 1.1 1.1 

20 1.7 2.0 1.9 1.7 1.6 1.5 1.3 1.1 1.1 

25 1.5 1.7 1.7 1.7 1.6 1.6 1.4 1.2 1.1 

30 1.4 1.5 1.7 1.7 1.6 1.6 1.5 1.2 1.1 

35 1.3 1.5 1.6 1.6 1.5 1.5 1.5 1.2 1.1 

40 1.4 1.5 1.6 1.5 1.5 1.5 1.2 1.1 

45 1.3 1.4 1.5 1.5 1.5 1.4 1.2 1.1 

50 1.2 1.4 1.4 1.5 1.5 1.4 1.2 1.1 

55 1.3 1.4 1.5 1.5 1.4 1.1 1.1 

60 1.2 1.3 1.4 1.4 1.4 1.1 1.1 

70 1.2 1.3 1.4 1.3 1.1 1.1 

80 1.2 1.2 1.3 1.2 1.1 1.1 

90 1.2 1.2 1.2 1.1 1.0 

100 1.1 1.1 1.0 1.0 

110 1.1 1.1 1.0 1.0 

120 1.1 1.1 1.0 1.0 



0 

20 

40 

60 

80 

100 

120 

Vs (m/s) 

0 100 200 300 400 500 600 700 800 

V S = 4 z + 100 

per z ≤ 50 m 

ABACO 

NON VALIDO 

V S = 7.1 z – 57 

per z > 50 m

Regione Lazio 

Condizioni geologiche particolari 

Situazioni con la presenza in superficie di materiali più 

rigidi rispetto a quelli sottostanti per spessori anche di 

alcune decine di metri 

Le analisi numeriche condotte per queste situazioni 

particolari hanno evidenziato valori di FH inferiori 

FH% 

 

FHindisturbato FHdisturbato 

FHindisturbato 

Decremento % 

Spessore h 1 (m) 

5 10 15 20 

1.5 -5% -10% -15% -20% 

V s1 /V s2 

2.0 -10% -20% -30% -40% 

3.0 -20% -30% -40% -50% 

Decremento % del fattore di amplificazione applicato al FH 

ottenuto da una sequenza indisturbata rispetto alla situazione 

disturbata dalla presenza di uno strato superficiale più rigido di 

quello sottostante con spessore maggiore di 5 m e differenza di 

velocità non inferiore a 200 m/s

Regione Lazio 

Definizione soglie Ss e uso degli abachi 

Il territorio regionale è suddiviso in Unità Amministrative Sismiche 

(UAS) 

La soglia Ss è il valore calcolato, sugli spettri di risposta elastici in 

accelerazione presenti nella normativa, come rapporto tra gli integrali 

di output (categoria di sottosuolo B-C-D-E) e di input (categoria di 

sottosuolo A) nell’intervallo compreso tra 0.1-0.5 s (NTC 2008). 

Pertanto per ogni UAS sono forniti 4 diversi valori di soglia riferiti a 

ciascuna categoria di sottosuolo diversa dalla A 

Il confronto tra il valore FH, desunto dagli abachi regionalizzati, e il 

valore di Ss scelto permette di discriminare le aree nelle quali sono 

necessari gli approfondimenti di livello 3, identificate come quelle aree 

nelle quali il valore di FH supera il valore di Ss

Approccio quantitativo 

Due metodologie: 

• Analisi numeriche 

• Analisi sperimentali

Livello di approfondimento di zone suscettibili di amplificazioni o di instabilità, 

nei casi di situazioni geologiche e geotecniche complesse, non risolvibili con 

abachi o metodi semplificati 

Può modificare sostanzialmente le carte di microzonazione di livello 2 (es. 

inversione di velocità) 

Indagini 

• campagne di acquisizione dati sismometrici, sondaggi, prove in foro e in superficie 

per la determinazione di profili di Vs, sismica a rifrazione, prove geotecniche in situ e 

in laboratorio, microtremori, finalizzate alla definizione del modello del sottosuolo di 

riferimento 

Elaborazioni 

• Definizione dell’input sismico 

• analisi numeriche 1D, 2D e 3D per le amplificazioni e/o analisi sperimentali 

Prodotti 



Livello 3 

• carta di microzonazione sismica con approfondimenti e relazione illustrativa


Livello 3 

Zone di deformazione permanente 

Zone stabili suscettibili di amplificazione 

caratterizzate da spettri di risposta in 

accelerazione al 5% dello smorzamento 

critico 

Zone stabili

Analisi numerica 

Dati e strumenti necessari: 

• Moto sismico di riferimento (input sismico) 

• Stratigrafia del sottosuolo 

• Proprietà meccaniche dei materiali 

• Codici di calcolo


MOTO SISMICO DI RIFERIMENTO 

• Riferimenti normativi 

• Tipologie di accelerogrammi 

• Banche dati generali e locali 

• Utilizzo degli accelerogrammi 

• Esempi di utilizzo


O.P.C.M. n. 3274/2003 e s.m.i. 

Il punto 3.2.7 degli allegati tecnici definisce: 

- Accelerogrammi simulati 

- Accelerogrammi artificiali 

Generati 

- Accelerogrammi naturali – registrati 

Utilizzo di almeno 3 gruppi di accelerogrammi 

(X, Y e se necessario Z) prendendo il risultato 

più sfavorevole oppure 7 prendendo il valore 

medio (4.5.5)


DM 14-01-2008 NTC e circolare esplicativa 

Al punto 3.2.3.6 e 7.3.5: 

- Accelerogrammi simulati - sintetici 

- Accelerogrammi artificiali 


Utilizzo di almeno 3 gruppi di accelerogrammi 

(X, Y e se necessario Z) prendendo il risultato 

più sfavorevole oppure 7 prendendo il valore 

medio per gli edifici


DM 14-01-2008 NTC e circolare esplicativa 

Al punto 3.2.3.6 e 7.11.3.5.2: 

- Accelerogrammi simulati - sintetici 

- Accelerogrammi artificiali (non ammessi) 


Utilizzo di almeno 5 accelerogrammi per RSL e 

opere e sistemi geotecnici


SIMULATI O SINTETICI 

Ottenuti tramite la simulazione del processo di rottura 

causato dall’evento sismico e generalmente si riferiscono 

ad uno scenario caratteristico del sito in termini di 

magnitudo (M), distanza (R) e caratteristiche sismologiche 

della sorgente. 

Problemi di necessaria dettagliata conoscenza delle sorgenti, di calcolo e 

simulazione di certe componenti spettrali ad alta frequenza influenzate da 

caratteristiche dei materiali lungo il percorso


ESEMPI DI PARAMETRI NECESSARI


ESEMPIO SIMULATO EVENTO MOLISE - BONEFRO


ARTIFICIALI 

Storie temporali in accelerazione create attraverso la 

Random Vibration Theory: generati da modelli iterativi di 

generazione e aggiustamento di segnali nel dominio della 

frequenza o del tempo 

Altri definiscono artificiali le registrazioni di eventi reali 

manipolate nel dominio della frequenza, anche mediante 

l’inserimento di frequenze impulsive, al fine di renderli 

spettro-compatibili con uno spettro di target (Ibridi) 

Elevato numero di cicli, eccessivo contenuto di energia, scarsa significatività 

fisica 

Problemi quando si adattano a spettro probabilistico ottenuto con contributo 

sorgenti a distanze e magnitudo diverse


ESEMPIO PARMA 

target parma acc1 acc2 acc3 acc4 acc5 acc6 acc7 Spettro medio 

0.80 

0.70 

0.60 

0.50 

Psa (g) 

0.40 

0.30 

0.20 

0.10 

0.00 

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.20 2.40 

Periodo (s)


ESEMPIO PARMA 

0.20 

0.15 

Acc1 

0.20 

0.15 

Acc2 

0.10 

0.10 


0.05 

0.00 

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 

-0.05 


0.05 

0.00 

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 

-0.05 

-0.10 

-0.10 

-0.15 

-0.15 

-0.20 

-0.20 

Tempo (s) 

Tempo (s) 

0.20 

0.15 

Acc3 

0.20 

0.15 

Acc4 

0.20 

0.15 

Acc7 

0.10 

0.10 

0.10 


0.05 

0.00 

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 

-0.05 

-0.10 

-0.15 


0.05 

0.00 

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 

-0.05 

-0.10 

-0.15 


0.05 

0.00 

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 

-0.05 

-0.10 

-0.15 

-0.20 

-0.20 

Tempo (s) 

Tempo (s) 

-0.20 

Tempo (s) 

0.20 

0.15 

Acc5 

0.20 

0.15 

Acc6 

0.10 

0.10 


0.05 

0.00 

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 

-0.05 


0.05 

0.00 

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 

-0.05 

-0.10 

-0.10 

-0.15 

-0.15 

-0.20 

-0.20 

Tempo (s) 

Tempo (s)


NATURALI O REGISTRATI 

Ottenuti da registrazioni accelerometriche di eventi 

sismici 

Somiglianza del contesto sismotettonico, 

Compatibilità e coerenza dei segnali (durata, PGA), 

Compatibilità e coerenza dei parametri sismogenetici (Magnitudo, 

Distanza, Meccanismo di sorgente) 

Significatività delle caratteristiche del sito di registrazione (suolo A) 

Contenuti in diverse BANCHE DATI


BANCHE DATI 

• JAPAN K-NET http://www.k-net.bosai.go.jp/ KiK-net http://www.kik.bosai.go.jp/ 

• ITALY ITalian ACcelerometric Archive: ITACA http://itaca.mi.ingv.it/ 

• ITALY Center for Engineering Strong Ground Motion Data: CESMD 

http://strongmotioncenter.org/ 

• USA PEER Strong Motion Database http://peer.berkeley.edu/peer_groun 

• USA d_motion_database U.S. Geological Survey National Strong Motion Project: NSMP 

http://nsmp.wr.usgs.gov/ 

• EUROPE European Strong-Motion Data Base: ESMD http://www.isesd.hi.is/ 

• NEW ZEALAND Institute of Geological and Nuclear Sciences: GNS 

http://www.geonet.org.nz 

• TURKEY Turkish National Strong Motion Project: T-NSMP http://daphne.deprem.gov.tr 

• IRAN Iran Strong Motion Network ISMN http://www.bhrc.ac.ir/


ESEMPIO PARMA 

Sigla 

Lat 

(°) 

Long 

(°) 

Distanza 

epicentrale (km) 

Evento Data Ora Stazione Comp. 

SRC0 46.226 12.998 16 Friuli 4° shock 15-09-1976 09:21:18 S. Rocco N-S 

MTL 43.249 13.008 29 

Umbria-Marche 2° 

shock 

26-09-1997 09:40:25 Matelica W-E 

CAT 37.447 15.047 31 Sicilia Orientale 13-12-1990 00:24:26 Catania (Piana) W-E 

CSN0 41.523 13.864 20 Val Comino 1 07-05-1984 17:49:43 

Cassino – 

Sant’Elia 

W-E 

NVL 44.842 10.731 13 Zona Parma 15-10-1996 09:56:01 Novellara W-E 

CSA_NS 43.008 12.591 21 

CSA_WE 43.008 12.591 21 

App. Umbro 

Marchigiano 1 

App. Umbro 

Marchigiano 1 

06-10-1997 23:24:53 

06-10-1997 23:24:53 

Castelnuovo 

(Assisi) 

Castelnuovo 

(Assisi) 

N-S 

W-E


ESEMPIO PARMA 

target parma SRC0 CAT NVL CSN0 CSA_NS CSA_WE MTL Spettro medio 

800 

700 

600 

500 

Psa (cm/s2) 

400 

300 

200 

100 

0 

0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 2.20 2.40 

Periodo (s)


200 

160 

SRC0 

ESEMPIO PARMA 

200 

160 

MTL 

120 

120 

80 

80 

Accelerazione (cm/s2) 

40 

0 

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 

-40 


40 

0 

0 5 10 15 20 25 30 

-40 

-80 

-80 

-120 

-120 

-160 

-160 

-200 

-200 

Tempo (s) 

Tempo (s) 

200 

160 

120 

CAT 

200 

160 

120 

CSN0 

20 0 

16 0 

CSA_WE 

80 

80 

12 0 


40 

0 

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 

-40 

-80 


40 

0 

0 5 10 15 20 25 30 

-40 

-80 

Acce le razione (cm/s2) 

80 

40 

0 

0 5 1 0 15 20 25 30 

-4 0 

-120 

-120 

-8 0 

-160 

-160 

-12 0 

-200 

-200 

-16 0 

Tempo (s) 

Tempo (s) 

-20 0 

Tempo (s) 

200 

160 

NVL 

200 

160 

CSA_NS 

120 

120 

80 

80 


40 

0 

0 5 10 15 20 25 30 

-40 


40 

0 

0 5 10 15 20 25 30 

-40 

-80 

-80 

-120 

-120 

-160 

-160 

-200 

-200 

Tempo (s) 

Tempo (s)


ESEMPIO PARMA


ESEMPIO PARMA 

0.7 

0.7 

0.6 

0.6 

Psa (g) 

0.5 

0.4 

0.3 

0.2 

acc1 

acc2 

acc3 

acc4 

acc5 

acc6 

acc7 

media generati 

target parma 

Psa (g) 

0.5 

0.4 

0.3 

0.2 

SRC0 

MTL 

CAT 

CSN0 

NVL 

CSA_NS 

CSA_WE 

media registrati 

target parma 

0.1 

0.1 

0 

0 0.5 1 1.5 2 2.5 

0.7 

Periodo (s) 

0 

0 0.5 1 1.5 2 2.5 

Periodo (s) 

0.6 

0.5 

Fa Generati Registrati 

Psa (g) 

0.4 

0.3 

media registrati 

media generati 

target parma 

0.1-0.5 1.55 1.53 

0.5-1.5 1.80 1.86 

0.2 

0.1 

0 

0 0.5 1 1.5 2 2.5 

Periodo (s)


Esempio Instabilità 

N - M a n 

-W n 

+ N e 

= 0 

Ne 

Te 

T - M a t 

-W t 

+ T e 

= 0 

Corpo di frana assimilato ad un blocco rigido libero di muoversi lungo 

un piano inclinato che simula la superficie di scivolamento 

Analisi in termini di spostamento 

attraverso la doppia integrazione 

dell’equazione differenziale del 

moto negli intervalli in cui 

l’accelerazione è maggiore di 

quella critica e in tutti gli istanti in 

cui la velocità relativa del blocco è 

positiva: SOMMATORIA DEGLI 

SPOSTAMENTI RELATIVI 

y 

M at 

z 

x 

W 

M an


Esempio Instabilità 

V (m 3 ) M (t) (t/m 3 ) (°) (°) 

Corpo globale 24.347 48.450 1.99 17 10.0 

Corpo a-b 10.447 20.790 1.99 17 10.5 

Corpo c 2.980 5.930 1.99 17 11.0


Accelerogrammi artificiali 

0.60 

0.60 

0.60 

0.40 

0.40 

0.40 

Accelerazioni (g) 

0.20 

0.00 

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 

-0.20 


0.20 

0.00 

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 

-0.20 


0.20 

0.00 

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 

-0.20 

-0.40 

-0.40 

-0.40 

-0.60 

Tempo (s) 

-0.60 

Tempo (s) 

-0.60 

Tempo (s) 

0.60 

0.60 

0.40 

0.40 


0.20 

0.00 

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 

-0.20 


0.20 

0.00 

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 

-0.20 

-0.40 

-0.40 

-0.60 

Tempo (s) 

-0.60 

Tempo (s)


Accelerogrammi registrati 

0.60 

0.60 

0.60 

0.40 

0.40 

0.40 


0.20 

0.00 

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 

-0.20 


0.20 

0.00 

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 

-0.20 


0.20 

0.00 

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 

-0.20 

-0.40 

-0.40 

-0.40 

-0.60 

Tempo (s) 

-0.60 

Tempo (s) 

-0.60 

Tempo (s) 

0.60 

0.60 

0.40 

0.40 


0.20 

0.00 

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 

-0.20 


0.20 

0.00 

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 

-0.20 

-0.40 

-0.40 

-0.60 

Tempo (s) 

-0.60 

Tempo (s)


Spostamenti cumulati attesi (m) Corpo C 

SATURAZIONE ARTIFICIALI NATURALI 

40% 0.064 0.050 

50% 0.138 0.100 

60% 0.350 0.235


Regione Emilia-Romagna: selezione di gruppi di 

3 accelerogrammi naturali scalati per ciascun 

comune – banca dati utilizzata ESMD con criterio 

di similarità degli spettri di risposta (Marcellini et 

al., 2007) 

Regione Lombardia: selezione di gruppi di 5 

accelerogrammi naturali scalati per ciascuna 

fascia di pericolosità regionale – banca dati 

utilizzata ITACA (Politecnico di Milano, 2009) 

Regione Lazio: gruppo di 5 accelerogrammi 

naturali e di 5 ibridi spettro-compatibili per 

ciascuna UAS (ENEA, 2011)


MOTO SISMICO DI RIFERIMENTO 

• 5 registrazioni (ITACA, 2006); 

• Caratteristiche sismogenetiche della sorgente; 

• Coppia magnitudo-distanza dalla sorgente (da dati di 

disaggregazione prodotti dal Gruppo di Lavoro, 2004); 

• Massima accelerazione orizzontale attesa (Gruppo di Lavoro, 

2004); 

• Registrazioni effettuate su bedrock sismico (sottosuolo di 

categoria A, NTC). 

Le registrazioni scelte possono essere oggetto di scalatura, per 

ottenere un valore medio del picco di accelerazione scalato più 

vicino possibile al valore di a max atteso conformemente a quanto 

previsto dalle NTC.


CARATTERIZZAZIONE DELLE SITUAZIONI 

• Costruzione delle sezioni da modellare 

• Reperimento dei parametri geotecnici e 

geofisici necessari per la modellazione 

(velocità onde S, velocità onde P, 

modulo di taglio, coefficiente di Poisson, 

rapporto di smorzamento, densità, curve 

di decadimento)


MODELLAZIONE 

• Scelta dei programmi di calcolo 

(monodimensionali, bidimensionali, ecc.) 

• Scelta dei parametri che definiscono 

l’amplificazione (Pga, accelerogrammi, 

spettri di risposta, ecc.)


PROGRAMMI DI CALCOLO MONODIMENSIONALI 

Shake: 

Desra - Onda: 

modello a strati continui paralleli 

dominio frequenze 

lineare equivalente 

sforzi totali 

modello a masse concentrate 

non lineare 

sforzi efficaci


Modello a strati continui 

Modello a masse 

concentrate


PROGRAMMI DI CALCOLO MONODIMENSIONALI 

Limiti: 

modello a volte troppo semplicistico per 

alcune situazioni reali 

Vantaggi: 

applicabilità su aree vaste (colonnine tipo) 

non necessita della conoscenza della 

geometria sepolta bidimensionale


PROGRAMMI DI CALCOLO BIDIMENSIONALI 

Flac: 

Quad - Flush: 

Besoil – Elco: 

Else: 

Ahnse: 

differenze finite (DFM) 

varie leggi costitutive 

elementi finiti (FEM) 

modello a masse concentrate 

lineare equivalente 

dominio del tempo 

elementi di contorno (DEM) 

elastico 

dominio delle frequenze 

elementi spettrali (SM) 

elastico 

possibili versioni 3D 

metodo ibrido SM-FEM


350 

340 

330 

320 

310 

300 

290 

280 

270 

260 

FEM 

0 50 100 150 200 250 300 350 400 

BEM


PROGRAMMI DI CALCOLO BIDIMENSIONALI 

Limiti: 

complessità nella costruzione del modello 

necessità di conoscenza delle caratteristiche 

geometriche sepolte (> indagini) 

Vantaggi: 

buona risposta 

possibilità di modellazione per casi particolari


RISULTATI 

• Accelerogrammi in superficie 

• Spettri risposta elastici e di Fourier in 

superficie 

• Fattori di amplificazione (Fa) 

Rapporti di intensità spettrale (SI) calcolati per gli 

spettri in pseudovelocità, 5% di smorzamento, per 

diversi intervalli di periodo (es: 0.1-0.5s) 

Fa = SI out / SI inp


Due metodologie: 

• Analisi numeriche 

• Analisi sperimentali


• Acquisizione di dati strumentali attraverso 

campagne di registrazione eseguite in sito 

usando velocimetri o accelerometri 

• Registrazioni di rumore di fondo (microtremore 

di origine naturale o artificiale) o eventi sismici 

di magnitudo variabile; i dati acquisiti elaborati 

permettono di definire la direzionalità del 

segnale sismico e la geometria della zona 

sismogenetica-sorgente 

I metodi di analisi strumentale più diffusi ed 

utilizzati sono il metodo HVSR di Nakamura 

(1989) e il metodo dei rapporti spettrali HHSR di 

Kanai e Tanaka (1961)


METODO DI NAKAMURA - HVSR 

• Componente verticale del moto non risente di effetti di 

amplificazione 

• Al bedrock il rapporto tra la componente verticale e 

quella orizzontale è prossimo all’unità 

• Il rapporto tra la componente orizzontale e quella 

verticale fornisce un fattore di amplificazione e il 

periodo proprio dei depositi 

• In generale è necessario effettuare la media di quanti 

più eventi possibile; in questo modo si può inoltre 

valutare l'effetto di più sorgenti di rumore tra loro 

combinate, superando il problema di una loro 

eventuale accentuata localizzazione


METODO DI NAKAMURA – HVSR 

Definendo come H S e V S gli spettri di Fourier delle componenti 

orizzontali e verticali del moto misurato in superficie, come H B eV B 

quellemisuratesubedrockeA S eA B la componente della sorgente 

locale si ottiene: 

R V = V S / V B = A S / A B 

R H = H S / H B = [A S S S ] / A B 

R H / R V = S S = [H S V B ] / [H B V S ] 

V B / H B = 1 

S S = H S / V S


METODO DEI RAPPORTI SPETTRALI - HHSR 

• Basato su registrazioni accelerometriche, 

velocimetriche o di spostamento in 

corrispondenza di varie stazioni tra cui una 

considerata di riferimento (posta su bedrock) 

• Il rapporto tra lo spettro di Fourier delle 

stazioni e lo spettro di Fourier del riferimento 

permette di calcolare le funzioni di 

trasferimento del deposito che, applicate al 

moto di input, forniscono il grado di 

amplificazione


Il metodo si articola nelle seguenti fasi 

– lettura degli arrivi primari delle onde S 

– calcolo degli spettri di Fourier 

– lisciamento degli spettri 

– calcolo dei rapporti spettrali (FUNZIONE DI 

TRASFERIMENTO DEL SITO) ottenuti calcolando il 

rapporto per ogni frequenza tra lo spettro di ciascun 

sito e lo spettro del sito di riferimento


HVSR 

Funzione ricevitore 

HHSR 

Funzione di 

trasferimento


HVSR - HHSR 

Limiti: 

Risposta solo in campo elastico 

Difficoltà nella scelta del sito di riferimento (HHSR) 

Tempi di acquisizione sufficientemente lunghi 

Vantaggi: 

Semplicità ed economicità (HVSR) 

Determinazione periodo proprio deposito (HVSR) 

Determinazione funzione di trasferimento (HHSR)

Applicazione - Perugia 

OBIETTIVI 

• Microzonazione sismica di livello 3 

utilizzando sia analisi numeriche sia 

analisi sperimentali del centro urbano; 

• Rendere disponibili strumenti operativi 

per la pianificazione urbanistica, per la 

pianificazione delle emergenze per la 

protezione civile e per la progettazione.


ENTI COINVOLTI 

• Regione Umbria 

• Comune di Perugia 

ENTI DI RICERCA 

• INOGS di Trieste 

• CNR-IDPA di Milano 

• Politecnico di Milano 

• Dipartimento Scienze della Terra di Pisa


FASI FONDAMENTALI DELLO STUDIO 

Rilevamento geologico di 4 sezioni (scala 1:10.000) 

Redazione di carte geologiche e di pericolosità sismica 

locale 

Raccolta dati geologici, geomorfologici, geofisici e 

geotecnici sia esistenti sia da indagini in sito e in 

laboratorio effettuate nell’ambito del progetto 

Studio storico e d’archivio sul danneggiamento da 

terremoti della città di Perugia 

Costruzione del modello geologico-geofisico ed 

individuazione delle sezioni rappresentative


FASI FONDAMENTALI DELLO STUDIO 

Individuazione dell’input sismico 

Modellazione numerica 1D e 2D e determinazione dei 

fattori di amplificazione e degli spettri di risposta elastici 

in accelerazione 

Analisi strumentale in punti significativi e determinazione 

dei fattori di amplificazione e degli spettri di risposta 

elastici in accelerazione 

Confronti tra i risultati delle modellazioni numeriche e 

delle analisi sperimentali 

Prime proposte per un uso dei risultati sia in ambito 

pianificatorio sia in ambito progettuale


RACCOLTA DATI 

Indagini geologiche e geotecniche (800 sondaggi) 

Informazioni sul danneggiamento storico da terremoti (500 dati) 

Carte geografiche storiche realizzate a partire dal 1572 (156 mappe) 

Nuova campagna geognostica: 

• 12 sondaggi a carotaggio continuo della profondità di 40 m 

ciascuno, con relativi Down-Hole 

• 11 prove SPT 

• 11 stendimenti di sismica superficiale a rifrazione (138 m ognuna) 

con restituzione tomografica per onde SH e P 

• 3 profili sismici con tecniche MASW e REMI 

• prove di laboratorio statiche e dinamiche su 23 campioni 

indisturbati (proprietà fisiche, analisi granulometrica, prova 

edometrica, prova triassiale e colonna risonante)


Nuove campagne di indagini 

Sondaggi 

Sismica a rifrazione

Applicazione - Perugia




G/G0 

unità geofisica sigla Vs (m/s) Vp (m/s) (kN/m 3 ) 

riporti R 220 710 19.2 

frane F 250 750 19.2 

unità eluvio-colluviale EC 260 830 19.6 

unità ghiaiosa alluvionale GA 300 1020 19.7 

unità limosa alluvionale LA 270 780 19.4 

unità argillosa Pian di Massiano APM 250 1800 19.7 

unità argillosa S. Sisto SS 350 1350 19.3 

unità conglomeratica Tassello CT 510 1890 20.2 

unità sabbiosa Monterone SM 470 2060 21 

unità argillosa Monteluce AM 500 1870 20 

unità conglomeratica Piscille CP 650 2200 20 

unità torbiditica alterata TA 540 2120 20 

unità Marnoso-Arenacea MA 760 2440 20.9 

unità Schlier S 900 2300 21 

unità Bisciaro B 900 2400 23.5 

unità Scaglia Cinerea SC 1000 2520 24.2 

unità Scaglia Rossa SR 1800 4560 25.5 

S1C2 APM 

S5C2 SS-LA 

S1C2 APM 

S5C2 SS-LA 

S6C2 SM 

S8C2 AM 

S6C2 SM 

S8C2 AM 

S9C3 TA 

S12C1 EC-F-R 

S9C3 TA 

S12C1 EC-F-R 

Rollins (1998) CP-CT-GA 

Sintema di Fighille (2001) AM 

Rollins (1998) CP-CT-GA 

Sintema di Fighille (2001) AM 

1 

20.00 

0.9 

18.00 

0.8 

16.00 

0.7 

14.00 

0.6 

12.00 

0.5 

10.00 

0.4 

8.00 

0.3 

6.00 

0.2 

4.00 

0.1 

2.00 

0 

0.00 

0.00001 0.0001 0.001 0.01 0.1 0.00001 0.0001 0.001 

Deformazione tangenziale (g%) 

Deformazione tangenziale (g%) 

0.01 0.1 

D% 

MODELLO 

GEOLOGICO 

GEOFISICO



SEZIONI GEOLOGICHE - GEOFISICHE 

500 

400 

300 

200 

100 

0 

1 

EC 2 

TA 

3 

CT 

4 5 8 

6 

9 

7 R CT 

AM 

R 10 

Centro Storico 

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 800 

12 

11 EC 

AM 

TA 

13 14 

15 EC 

16 

GA 

500 

400 

300 

200 

100 

0 

1 2 

APM 

TA 

Pian di Massiano 

3 

4 

CT 

6 

5 EC 

CT 

TA 

7 EC 

AM 

F 8 

Centro Storico 

9 

CT 

10 

R 11 

SM 

CT 

TA 

EC 

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 5500 6000 6500 7000 7500 8000 8500 

12 

CT 

TA 

13 GA 

TA


INPUT SISMICO 

Come previsto dalle Norme Tecniche per le Costruzioni (D.M. 14/01/08): 

5 accelerogrammi registrati su suolo di categoria A 

Compatibili con le caratteristiche sismogenetiche dell’area 

Compatibili convalore di a max atteso (GdL, 2004) 

Compatibili con coppia magnitudo-distanza da analisi di disaggregazione 

Database ITACA 

Evento Data Ora 

Lat 

(°) 

Long 

(°) 

Profondità 

(km) 

Mw ML Regime tettonico 

VAL NERINA 1979-09-19 21:35:37 42.800 13.040 6.0 5.8 5.5 Faglia normale 

GUBBIO 1984-04-29 05:03:00 43.208 12.568 6.0 5.6 5.2 Faglia normale 

UMBRIA-MARCHE 

1° SHOCK 

1997-09-26 00:33:12 43.023 12.891 3.5 5.7 5.6 Faglia normale 

UMBRIA-MARCHE 

2° SHOCK 

1997-09-26 09:40:25 43.015 12.854 9.9 6.0 5.8 Faglia normale


INPUT SISMICO 

Sigla 

Lat 

(°) 

Long 

(°) 

Distanza epicentrale 

(km) 

Evento Stazione Comp. Litologia 

Pga 

(g) 

CSC 42.710 13.010 9.3 VAL NERINA Cascia W-E Roccia 0.203 

PTL 43.420 12.440 26.1 GUBBIO Pietralunga N-S Roccia - 0.172 

PTL 43.420 12.440 26.1 GUBBIO Pietralunga W-E Roccia - 0.177 

ASS 43.070 12.600 24.0 

UMBRIA-MARCHE 

1° SHOCK 

Assisi N-S Roccia 0.155 

ASS 43.070 12.600 21.4 

UMBRIA-MARCHE 

2° SHOCK 

Assisi W-E Roccia 0.188 

0.80 

VAL NERINA_CSC_W-E 

0.70 

GUBBIO_PTL_N-S 

GUBBIO_PTL_W-E 

0.60 

U-M 1° shock_ASS_N-S 

U-M 2° shock_ASS_W-E 

0.50 

MEDIA 

PSA (g) 

0.40 

0.30 

NTC_Categoria A_Perugia 

0.20 

0.10 

0.00 

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 

Periodo (s)


0.20 

0.15 

VAL NERINA_CSC_WE 

0.10 


0.05 

0.00 

0 5 10 15 20 25 30 

-0.05 

-0.10 

-0.15 


-0.20 

0.20 

GUBBIO_PTL_NS 

0.15 

0.10 

0.05 

0.00 

0 5 10 15 20 25 30 

-0.05 

-0.10 

-0.15 

Tempo (s) 

0.20 

GUBBIO_PTL_WE 

0.15 

0.10 


0.05 

0.00 

0 5 10 15 20 25 30 

-0.05 

-0.10 

-0.15 

INPUT 

SISMICO 

-0.20 

Tempo (s) 

-0.20 

Tempo (s) 

0.20 

0.15 

U-M 1° SHOCK_ASS_NS 

0.20 

0.15 

U-M 2° SHOCK_ASS_WE 

0.10 

0.10 


0.05 

0.00 

0 5 10 15 20 25 30 

-0.05 


0.05 

0.00 

0 5 10 15 20 25 30 

-0.05 

-0.10 

-0.10 

-0.15 

-0.15 

-0.20 

Tempo (s) 

-0.20 

Tempo (s)


0.010 

0.009 

VAL NERINA_CSC_WE 

0.008 

0.007 

Ampiezza (g*s) 

0.006 

0.005 

0.004 

0.003 

0.002 

0.001 

0.000 

0 5 10 15 20 25 30 

Frequenza (Hz) 


0.010 

0.009 

0.008 

0.007 

0.006 

0.005 

0.004 

0.003 

0.002 

GUBBIO_PTL_NS 


0.010 

0.009 

0.008 

0.007 

0.006 

0.005 

0.004 

0.003 

0.002 

GUBBIO_PTL_WE 

INPUT 

SISMICO 

0.001 

0.001 

0.000 

0 5 10 15 20 25 30 


0.000 

0 5 10 15 20 25 30 


0.010 

0.009 

U-M 1° SHOCK_ASS_NS 

0.010 

0.009 

U-M 2°SHOCK_ASS_WE 

0.008 

0.008 

0.007 

0.007 


0.006 

0.005 

0.004 


0.006 

0.005 

0.004 

0.003 

0.003 

0.002 

0.002 

0.001 

0.001 

0.000 

0 5 10 15 20 25 30 


0.000 

0 5 10 15 20 25 30 

Frequenza (Hz)


CODICI DI CALCOLO 

In relazione alle caratteristiche geologiche, geotecniche e 

geofisiche dell’area in esame, che presentano un andamento degli 

strati più superficiali assimilabili a strati piano-paralleli, è stato 

scelto di utilizzare principalmente un codice di calcolo 

monodimensionale 1D 

Lungo la sezione n. 2 sono state individuate due morfologie 

bidimensionali, che sono state oggetto di analisi 2D: 

una valle (Pian di Massiano) - FEM 

un rilievo (centro storico Perugia) - BEM


RISULTATI 

Nei punti di indagine, riportati nelle sezioni, scelti in 

modo da avere una rappresentatività dei profili 

caratterizzati da diverse sequenze di unità geofisiche e 

diversi spessori. 

I risultati sono stati espressi in termini: 

Fattori di amplificazione Fa (0.1-0.5s; 0.5-1.5s; 0.1-2.5s) 

Spettri di risposta elastici in accelerazione al 5% dello 

smorzamento critico


RISULTATI 

I risultati delle analisi in termini di fattore di amplificazione 

mostrano in generale modesti valori di amplificazione se si 

escludono le aree caratterizzate dalla presenza di riporti (R), coltri 

eluvio-colluviali (EC) e unità limose e ghiaiose alluvionali (LA e 

GA) con spessori maggiori di 5 m 

2.0 

2.0 

1.96 

1.9 

1.86 

fa .1-0.5 fa .5-1.5 fa .1-2.5 

1.9 

1.91 

fa .1-0.5 fa .5-1.5 fa .1-2.5 

1.8 

1.8 

1.76 

1.79 

1.80 

1.74 

1.7 

1.67 

1.7 

1.68 

Fa 

1.6 

1.5 

1.48 1.48 

1.47 

Fa 

1.6 

1.5 

1.46 

1.53 

1.55 

1.51 

1.46 

1.4 

1.3 

1.2 

1.1 

1.41 

1.35 1.35 

1.31 

1.25 

1.25 1.25 

1.22 1.23 1.23 

1.18 1.18 1.18 1.19 1.19 

1.07 

1.08 1.08 

1.39 

1.33 

1.31 

1.28 

1.24 

1.04 

1.38 

1.36 1.36 

1.31 

1.28 

1.22 

1.22 

1.19 1.201.19 

1.35 1.35 

1.31 

1.27 

1.25 1.26 

1.22 

1.20 

1.09 

1.4 

1.3 

1.2 

1.1 

1.40 

1.35 

1.33 

1.28 

1.23 1.24 

1.22 

1.10 1.10 

1.06 

1.26 

1.20 

1.41 

1.32 

1.31 

1.22 1.22 

1.13 

1.33 

1.29 

1.18 

1.16 

1.13 

1.27 

1.37 

1.0 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 

Profili analizzati 

1.0 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 

Profili analizzati

1.00 

0.90 

0.80 

0.70 


RISULTATI 

Gli spettri di risposta elastici in accelerazione mostrano modesti 

livelli di amplificazione, ben rappresentati dagli spettri di normativa 

associati alle relative categorie di sottosuolo, ad esclusione dei casi 

sopra citati. 

P1 

P3 

P5-P6 

P9 

P12 

P14 

P16 

P2 

P4 

P8 

P11 

P13 

P15 

NTC_Categoria B_Perugia 

SEZIONE 1 

PSA (g) 

0.60 

0.50 

1.00 

0.40 

0.90 

0.30 

0.80 

0.20 

0.70 

0.10 

0.60 

0.00 

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 0.50 

Periodo (s) 

0.40 

PSA (g) 

P7 P10 NTC_Categoria C_Perugia 

0.30 

0.20 

0.10 

0.00 

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 

Periodo (s)

RISULTATI 

1.00 

0.90 

0.80 

P3 

P5 

P9 

P12 

P4 

P6 

P10 


1.00 

0.90 

0.80 

P1 P2 P7 P8 NTC_Categoria C_Perugia 

0.70 

0.70 

PSA (g) 

0.60 

0.50 

0.40 

0.30 

0.20 

0.10 

PSA (g) 

0.60 

0.50 

0.40 

0.30 

0.20 

0.10 

PSA (g) 

0.00 

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 

Periodo (s) 

1.00 

0.90 

P11 P13 NTC_Categoria E_Perugia 

0.80 

0.70 

0.60 

0.50 

0.40 

0.00 

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 

Periodo (s) 

SEZIONE 2 

0.30 

0.20 

0.10 

0.00 

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 

Periodo (s)

RISULTATI 

1.00 

0.90 

0.80 

P2 

P6 

P8 

P10 

P12 

P3 

P7 

P9 

P11 

NTC Categoria B Perugia 

1.00 

0.90 

0.80 


0.70 

0.70 

PSA (g) 

0.60 

0.50 

0.40 

0.30 

0.20 

0.10 

PSA (g) 

0.60 

0.50 

0.40 

0.30 

0.20 

0.10 

PSA (g) 

0.00 

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 

Periodo (s) 

1.00 

0.90 

P5 

NTC_Categoria E_Perugia 

0.80 

0.70 

0.60 

0.50 

0.40 

0.00 

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 

Periodo (s) 

SEZIONE 3 

0.30 

0.20 

0.10 

0.00 

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 

Periodo (s)

PSA (g) 

PSA (g) 

1.00 

0.90 

0.80 

0.70 

0.60 

0.50 

0.40 

0.30 

0.20 

0.10 

0.00 

1.00 

0.90 

0.80 

0.70 

0.60 

0.50 

0.40 

0.30 

0.20 

0.10 

0.00 

P1 

P3 

P7 

P9 

P2 

P4 

P8 


0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 

Periodo (s) 


RISULTATI 

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 

Periodo (s) 

4 

4 

PSA (g) 

1.00 

0.90 

0.80 

0.70 

0.60 

0.50 

0.40 

0.30 

0.20 

0.10 

0.00 

SEZIONI 4 - 5 

P1 

P3 

P5 

P7 

P9 


P2 

P4 

P6 

P8 

P10 

5 

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 

Periodo (s)

RISULTATI 

1.60 

1.40 

P1 P2 P3 P4 P5 NTC_Categoria B_Perugia 

PSA (g) 

1.20 

1.00 

0.80 

0.60 

SEZIONE 6 

0.40 

0.20 

0.00 

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 

Periodo (s) 

2.5 3.0 3.5 

1.60 

4.0 

1.40 

1.20 

P6 

NTC_Categoria C_Perugia 

PSA (g) 

1.00 

0.80 

0.60 

0.40 

0.20 

0.00 

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 

Periodo (s)

RISULTATI 

PSA (g) 

1.60 

1.40 

1.20 

1.00 

0.80 

0.60 

0.40 

P1 P2 P3 NTC_Categoria B_Perugia 

7 

SEZIONE 7 - 8 - 9 

PSA (g) 

0.20 

0.00 

1.40 

1.20 

1.00 

0.80 

0.60 

0.40 

0.20 

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 

Periodo (s) 

P1 P2 P3 NTC_Categoria B_Perugia 

8 

PSA (g) 

1.40 

1.20 

1.00 

0.80 

0.60 

0.40 

0.20 

0.00 

P1 

P3 

P5 


0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 

Periodo (s) 

P2 

P4 

P6 

9 

0.00 

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 

Periodo (s)


RISULTATI 

L’analisi 2D effettuata sul rilievo del centro storico non ha 

evidenziato sostanziali effetti di amplificazione topografica: è 

mostrato il confronto tra gli spettri di risposta medi ottenuti in 

corrispondenza del punto sommitale del rilievo (punto 6 sezione 2) 

dalle analisi 1D e 2D 

1.0 

0.9 

Media_1D Media_2D NTC_Categoria B_Perugia 

0.8 

0.7 

0.6 

PSA (g) 

0.5 

0.4 

0.3 

0.2 

0.1 

0.0 

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 

Periodo (s)


RISULTATI 

L’analisi 2D condotta in corrispondenza del Pian di Massiano ha 

evidenziato valori di amplificazione molto simili a quelli ottenuti 

dalle analisi 1D, mostrando una scarsa influenza delle geometrie 

sepolte sull’amplificazione: è mostrato il confronto tra gli spettri di 

risposta medi ottenuti in corrispondenza del punto 2 sezione 2 dalle 

analisi 1D e 2D 

1.0 

0.9 

Media_1D Media_2D NTC_Categoria C_Perugia 

0.8 

0.7 

0.6 

PSA (g) 

0.5 

0.4 

0.3 

0.2 

0.1 

0.0 

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 

Periodo (s)


ANALISI SPERIMENTALI 

Metodo dei rapporti spettrali 

28 siti di cui 2 di riferimento su substrato rigido 

Sensori a 3 componenti Lennartz Le-3Dlite 

Registrazioni per 9 mesi 

2100 eventi, Ml = 1.0-5.8, D = 20-500 Km 

METODOLOGIA: 

Calcolo rapporti spettrali 

Funzione di amplificazione 

Calcolo di Fa e spettri di risposta ai siti utilizzando input sismici della 

modellazione numerica


UBICAZIONE SITI REGISTRAZIONI


RAPPORTI SPETTRALI


RISULTATI


CONFRONTO RISULTATI 

I risultati ottenuti dalle analisi numeriche stati confrontati con quelli 

ottenuti dalla campagna strumentale: sono in generale tra loro 

concordi sia in termini di Fa sia in termini di spettri di risposta come 

mostrato nei due esempi punto 10 sezione n. 1 con presenza di 

riporto con spessore maggiore di 5 m, punto 2 sezione n. 1 con 

presenza di coltri eluvio-colluviali con spessore inferiore a 5 m 

1.4 

1.2 

NUMERICA STRUMENTALE INPUT 

1.4 

1.2 

NUMERICA STRUMENTALE INPUT 

1.0 

1.0 

PSA (g) 

0.8 

0.6 

PSA (g) 

0.8 

0.6 

0.4 

0.4 

0.2 

0.2 

0.0 

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 

Periodo (s) 

0.0 

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 

Periodo (s)


UTILIZZO DEI RISULTATI 

Considerando la robustezza dei risultati ottenuti si può prevedere: 

• per i valori di Fa un utilizzo in fase di pianificazione per definire 

una graduatoria di pericolosità delle aree, previa estrapolazione 

geologica e geofisica e relativa redazione di opportune carte 

• per gli spettri di risposta elastici un utilizzo diretto in fase di 

progettazione oppure un utilizzo indiretto per l’ottimizzazione della 

scelta dello spettro di norma che meglio rappresenta la situazione 

analizzata


UTILIZZO DEI RISULTATI


UTILIZZO DEI RISULTATI 

PSA (g) 

1.00 

0.90 

0.80 

0.70 

0.60 

0.50 

0.40 

P1 

P3 

P5-P6 

P9 

P12 

P14 

P16 

P2 

P4 

P8 

P11 

P13 

P15 


0.30 

0.20 

0.10 

0.00 

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 

Periodo (s) 

PSA (g) 

1.00 

0.90 

0.80 

0.70 

0.60 

0.50 

0.40 

0.30 

0.20 

0.10 


0.00 

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 

Periodo (s)

Carte di Microzonazione di livello 2 e 3 - Ingegneria - UniversitÃ ...

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