LA FRANOSITA’ SISMO INDOTTA o IN PROSPETTIVA...

VENTENNALE DELL’ORDINE DEI GEOLOGI DELLA CAMPANIA Napoli, Castel dell’Ovo, 14 dicembre 2012

Testo della conversazione sul tema :

“ LA FRANOSITA’ SISMO INDOTTA o IN PROSPETTIVA

SISMICA”

di Antonio Rapolla, Professore emerito di Fisica Terrestre nell’Università di Napoli e Presidente del

Centro Interdipartimentale di Ricerca di Urbanistica e Programmazione Territoriale LUPT

Bibliografia recente del gruppo di ricerca “Geofisica del Territorio e

dell’Ambiente”:

Rapolla A., 2009, La Pericolosità sismica: dalla Macrozonazione, alla Microzonazione, alla Risposta Sismica Locale ( con particolare attenzione alla

Campania ). Liguori Editore, Napoli

Rapolla A., Di Fiore V., Di Nocera S., Matano F., Paoletti V., Tarallo D., 2009. The Abruzzi, Italy April 2009 earthquake and its impact on seismic

hazard estimation in Italy, EOS (American Geoph. Union) 90, 410–411.

Rapolla A., Paoletti V., Secomandi M., 2010. Seismically-induced landslide susceptibility evaluation: application of a new procedure to the island of

Ischia, Campania Region, S. Italy, Engineering Geology, 114, 10–25.

Rapolla A.,Di Nocera S., Matano F., Di Fiore V., Paoletti V., Rapolla E.,Tarallo D., 2010.Aspetti geosismologici del terremoto de L’Aquila del 6 Aprile

2009 ed implicazioni sulle modalità di valutazione dell’hazard sismico in Italia, TRIA-Riv. Intern. di Cultura Urbanistica, 5, LUPT,Napoli 9–61.

Rapolla A., S. Di Nocera S., Matano F., Paoletti V., Tarallo D., 2012. Regional zonation on seismic-induced landslide susceptibility: application of a

new procedure to Campania, S. Italy, Natural Hazards, 61, 115–126. DOI 10.1007/s11069-011-9790-z.

Secomandi M., D’Amico S., Paoletti V., Rapolla A., 2012. Macroseismic Attenuation in the Campanian Area, Southern Italy, Izvestiya, Physics of Solid

Earth, Isvestia, in stampa.

Rapolla A.,et al.,2012, Contributi vari su: La franosità sismo indotta con esempi di applicazione al I e II livello, in: La franosità per eventi estremi,

pioggia e sismi, a cura di L. Cascini, Salerno.

LA FRANOSITA’ SISMO INDOTTA o IN PROSPETTIVA SISMICA

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Innanzitutto il mio ringraziamento all’ordine per l’invito a questo importante anniversario. Per me

e’ un onore. Saluto pertanto gli organizzatori, il consiglio regionale Il Presidente nazionale e tutti i

colleghi presenti (fig 1).

A proposito del ventennale dell’ordine ricordo con piacere ed emozione il tempo trascorso

nell’ordine dall’80 ed in particolare nel dopo terremoto a formulare gli articoli di interesse per il

geologo professionista della Legge 9/83 con i colleghi responsabili dell’Ordine del tempo che ricordo

con affetto e principalmente con il collega ed amico Roberto de Riso e le Linee guida della Regione

Campania sul rischio sismico ( BURC, novembre 2006) con i colleghi Cascini, Palazzo, Gasparini e

Cosenza.

E desidero qui ringraziare ancora i tanti miei collaboratori scientifici in questa emozionante

attività di ricerca, e principalmente Valeria Paoletti, ed Enzo Di fiore, oggi responsabile di tutta la

strumentazione di acquisizione e di interpretazione, Fabio Matano, Elena D’aniello, Daniela Tarallo,

Manuela Secomandi ed il collega Silvio di Nocera

Argomenti della conversazione saranno, brevemente, l’Amplificazione sismica locale e,

principalmente, la Franosità sismo indotta (fig 2). Ambedue argomenti di grande interesse nella

ricerca applicata e di immediato riscontro nell’ attività professionale. Di questo sono convinto ed a tale

scopo ho dedicato molta parte del mio tempo, come si vede dai miei continui tentativi, attraverso libri

(si veda ad es. A.Rapolla, La Pericolsità Sismica, Liguori 2009) ed articoli anche sulla rivista dei

geologi, a cercare di trovare dei criteri condivisi e omogenei nella attivita’ di Microzonazione prima, ed

in quella relativa alla Amplificazione locale ed ora alla valutazione della Franosita in prospettiva

sismica.

Per quanto riguarda il primo argomento, la valutazione delle Amplificazioni connesse alla

risposta sismica di sito, del quale mi occuperò molto brevemente perché ne ho già parlato molte altre

volte in convegni con i colleghi geologi, posso certamente affermare che se venissero nella sostanza,

e non solo semplicisticamente, e talora superficialmente, seguite le logiche e le prassi indicate, le

opportunità di lavoro professionale verrebbero enormemente ampliate e si avrebbe un sicuro

guadagno in termini di efficienza e principalmente, di significatività dell’intervento del geologo nel

settore. Ricordo qui solo l’esperienza dell’aquila dove, come dimostrato nelle cinque stazioni da noi

installate appena dopo l’evento principale, di cui solo una posta su materiale rigido, i segnali sismici

registrati nelle varie stazioni poste su suolo a solo alcune centinaia di metri dalla prima, si avevano

amplificazioni del segnale anche del 500%, a dimostrazione che ben più dei valori dell’azione sismica

definita dalla classificazione sismica nazionale, identica per tutte le 5 stazioni, conta la risposta

sismica del sito . Essa dovrà essere valutata attraverso una corretta definizione del modello di

terreno sottostante la specifica area di costruzion e e che solo un accurato studio da parte del

geologo-geofisico può fornire e definire nella sua complessità che raramente coincide con una delle

situazioni del sottosuolo previste nelle categorie di suolo della normativa attuale. Ed è auspicabile che

molto presto, a livello nazionale ma anche a livello regionale, tale norma venga meglio chiarita –

senza dover ricorrere alla categoria S2 – e resa ancora più stringente (Fig 3,4.5).

E passiamo all’argomento principale di questa conversazione (fig. 6), la valutazione della

suscettività alla franosità dei versanti in prospet tiva sismica, che ovviamente non significa, come

pur talora alcuni hanno fatto e fanno, la valutazione qualitativa della suscettività di un versante a


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franare o, peggio ancora, la sola valutazione delle pendenze caratterizzanti un versante. Ho gia

trattato l’argomento estensivamente in vari lavori scientifici pubblicati su riviste internazionali (vedi ad

es.Rapolla a., Paoletti V., Geological Engeenering, 2010; Rapolla A., et al. Natural Hazard, 2012) ed

in volumi dedicati come quello recentemente pubblicato (Rapolla et al., 2012 , in cascini ed., Salerno

2012), sui risultati del progetto di ricerca di interesse nazionale sulla franosita connessa ad eventi

estremi (dal quale sono presi vari brani di questa conversazione).

Vorrei innanzi tutto ricordare che l’Azione Sismica rappresenta una delle principali cause di

innesco dei fenomeni franosi, ma anche di predisposizione e spesso di reattivazione del fenomeno

stesso, come ampliamente documentato dalla letteratura scientifica nazionale ed internazionale.

(Keefer, 1984).

In alcuni casi l'effetto delle frane simo-indotte su popolazione e proprietà può anche superare il

danno direttamente collegato all’azione di scuotimento sismica (Jibson et al., 2000). Questi dati

suggeriscono come la valutazione della stabilità dei versanti in funzione dell’azione sismica

rappresenti una delle maggiori problematiche nello studio della pericolosità sismica di un’area.

Ciononostante, purtroppo questo aspetto non sempre viene tenuto nella dovuta considerazione

e, come dicevo, seppure previsto (vedi L.R. 9/83 e succ. Linee Guida della Regione campania sul

Rischio Sismico, pubblicate nel BURC Campania n 53 del 27 11 06, DGR 1701 del 28,10,2006)

esso non viene sempre attuato correttamente in prospettiva sismica.

E’ ben noto che la stabilità di un versante è influenzata da due fattori: la resistenza dei materiali

al moto, condizionata dalle caratteristiche geologiche e geotecniche dei materiali e l’azione di forze

esterne, che include la forza di gravità e le forze indotte da eventi sismici. Nell’ultimo decennio sono

stati sviluppati alcuni metodi per la valutazione, a diverse scale, di tali fattori, o almeno di parte di

essi.. Con riferimento al primo aspetto diciamo infatti che i fenomeni franosi possono essere di primo

distacco o di riattivazione, parziale o totale, di corpi di frana attivi o quiescenti. Inoltre i litotipi nei quali i

fenomeni si manifestano comprendono una vasta gamma di rocce, tenere o sciolte, le cui proprietà in

campo dinamico possono essere determinate attraverso accurate indagini di sito. Per quanto riguarda

poi le cause innescanti, è noto che i fenomeni di instabilità possono avvenire contemporaneamente o

con un certo ritardo rispetto alle sollecitazioni dinamiche, a testimonianza del ruolo giocato, nella fase

di innesco, da altri fattori. Una corretta stima di tali fattori per ogni scala di studio richiede quindi un

certo dettaglio e completezza delle informazioni, che non sempre sono disponibili.

Ricordiamo che per la zonazione della suscettibilità alla franosità indotta da eventi sismici la

International Society for Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (ISSMGE-TC4, 1999), e

recentemente anche le citate Linee Guida redatte dalla Regione Campania (2006 ) suggeriscono di

impiegare tre differenti livelli di studio, in funzione delle dimensioni dell’area di interesse e delle

conoscenze disponibili, ed indicano per ognuno dei tre, scale di riferimento da utilizzare. Lo Studio I

Livello (piccola scala), che corrisponde in pratica ad una Macrozonazione del territorio per le frane

sismo-indotte, fa essenzialmente riferimento ai terremoti storici, alla loro intensità ed alla distanza

epicentrale. Gli studi di II e III Livello (media e grande scala, che corrispondono invece, in termini di

estensione delle aree studiate, rispettivamente ad uno studio di Microzonazione e Risposta Sismica

Locale (vedi Rapolla, 2004, 2008), si basano su informazioni topografiche, geologiche, geotecniche e

meteorologiche via via più dettagliate. In particolare, gli studi a grande scala, a carattere localissimo,


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richiedono di solito misure dirette dei parametri geotecnici e geofisici, attraverso complesse indagini in

situ e laboratorio.

Studi su scenari globali di franosità sismo-indotta compiuti da Keefer (1984) e da Rodriguez et

al. (1999), hanno permesso agli autori di affermare che le frane che vengono innescate con maggiore

facilità dagli eventi sismici sono, nell’ordine, i crolli, le frane di materiale sciolto, gli scorrimenti

rotazionali e le espansioni laterali.

Per quanto riguarda la relazione tra Magnitudo dei sismi ed area affetta da frane sismo-indotte,

lo studio di Keefer (1984) evidenzia come la massima area del territorio interessata da tali frane vada

da circa 1 km2 per M = 4.0, a 500 000 km2 per M = 9.2. L’assenza, o presenza trascurabile, di

fenomeni franosi sismo-indotti per M < 4 risulta in buon accordo con i risultati dello studio condotto da

Romeo e Delfino (1997) che hanno evidenziato come la soglia di innesco dei fenomeni franosi sia, per

la maggior parte dei casi, pari al VI grado di intensità MCS, che corrisponde circa ad una magnitudo M

= 4 per terremoti a profondità crostale.

Gli studi compiuti da vari autori, in particolare Keefer, e riportati dalla TC dell’ ISSMGE hanno

inoltre consentito di correlare la massima distanza epicentrale di attivazione dei movimenti franosi alla

magnitudo delle onde di superficie, sia in paesi dal clima secco che in paesi dal clima umido.

Per l’Appennino meridionale tale relazione è presente nella diapositiva successiva (Fig 7

Appennino Centro Meridionale : A) Relazione tra Magnitudo dell’evento sismico e distanza epicentrale

del più lontano sito suscettibile di movimento franoso per i climi secchi e umidi (modificato da

ISSMGE-TC4, 1999). I numeri si riferiscono ai sismi riportati in Tabella 6.2_2. Per ogni sisma i numeri

in corsivo indicano la massima distanza epicentrale delle frane negli ottanti cosiddetti Appenninici,

mentre i numeri sottolineati indicano la massima distanza epicentrale delle frane negli ottanti

cosiddetti Anti-Appenninici; B) Ottanti in cui è stata diviso l’Appennino Centro-Meridionale: cosiddetti

Appenninici (con direzione NW, SE, E, W) e Anti-Appenninici (con direzione NE, SW, N, S) (modificato

da Rapolla, 2008). Tabella 6.2_2. Principali terremoti storici avvenuti nell’Appennino Centro-

Meridionale di cui si hanno informazioni sulle frane sismo-indotte.

I dati sulle magnitudo ed intensità dei sismi sono stati reperiti dal DBMI04 (Stucchi et al., 2007);

le profondità ipocentrali dei terremoti più antichi sono state ipotizzate sulla base dalla Zonazione

Sismogenetica ZS9 (INGV, 2004); le profondità ipocentrali dei sismi avvenuti nel XX secolo sono

reperite dal CEDIT (Romeo e Delfino, 1997), così come i dati relativi alle massime distanze epicentrali

dei fenomeni franosi (da Rapolla, 2008)).

Le informazioni che derivano dalle relazioni proposte dall’ISSMGE, individuano, però, ampi

areali in cui è possibile il verificarsi di eventi franosi sismo-indotti, ma non danno alcuna informazione

sulla variabilità spaziale della suscettibilità all'interno dell’areale stesso. Inoltre il confronto tra la

posizione dell’epicentro dei sismi e quella dei fenomeni franosi ad essi connessi mostra come la

distribuzione di questi ultimi sia spesso caratterizzata da un andamento irregolare e asimmetrico

rispetto alla posizione della sorgente sismica (Keefer, 1984) Ciò suggerisce come, a parità d’intensità

sismica, altri fattori (litologici, morfologici, idrogeologici) possano influenzare la suscettibilità del

territorio in maniera predominante, in misura tale anche da mascherare correlazioni dirette tra sismi e

fenomeni franosi (Calcagnile et al., 1978). Questi fattori vengono però normalmente analizzati

nell’ambito di uno studio principalmente a grande scala, dato anche il costo di acquisizione di tali dati,


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e, quindi, non vengono solitamente definiti su scala interregionale o regionale o anche a scala

comunale o intercomunale. E’ questo un forte limite alla significatività del metodo proposto

dall’ISSMGE

Nell’ambito di un progetto di ricerca di interesse nazionale abbiamo recentemente proposto una

nuova procedura, implementata in ambiente GIS, che pur essendo di semplice e rapida applicazione,

ha consentito di ottenere una zonazione accurata alla scala considerata e molto più significativa

rispetto a quanto ottenibile dall’applicazione delle metodologie tradizionali di I e II Livello.

L’impiego a piccola scala della metodologia proposta (Rapolla et al. ,2010) per la stima del

livello di suscettibilità alla franosità sismo-indotta tiene conto, già a piccola scala, delle condizioni

litologiche, morfologiche e sismologiche dell’area in studio. La metodologia, come vedremo, è stata

Iinizialmente applicata alla Regione Campania con lo scopo di fornire un quadro generale, ma

significativo, della suscettibilità a franare sotto l’azione sismica e di individuare quelle aree in cui studi

più dettagliati e costosi dovrebbero essere successivamente eseguiti.

Ma la metodologia può essere facilmente adattata sia anche alla media scala, modificando

opportunamente il dettaglio e/o il tipo di dati utilizzati. Cio’ risulta estremamente interessante dal punto

di vista dell’utilizzo della metodologia in ambito professionale, in quanto il geologo e’ spesso richiesto

di esprimere pareri, obiettivi ,quantitativi e dimostrabili, sulla suscettibilità’ di territori, ad estensione

comunale o intercomunale, alla franosita’ in prospettiva sismica ai fini della programmazione dell’uso

del territorio, diciamo ad esempio in sede di microzonazione; e cio’ può essere fatto, senza ricorrere a

indagini in situ ed in laboratorio eccessive e quindi con costi tutto sommato contenuti. Ovviamnte

studi molto piu’ di dettaglio e quindi anche piu’ costosi potranno e dovranno essere fatti

successivamente in sede di indagini a grande scala, diciamo maggiore di 1: 5000, sulla singola frana

Noi l’abbiamo applicata sia allo studio dell’intero territorio regionale campano che ad alcune

aree della regione caratterizzate da contesti geo-litologici differenti riscontrando un notevole successo

nelle aree test scelte (e, fa sempre piacere dirlo, anche in pubblicazioni a carattere internazionale). le

aree scelte sono in particolare alcune aree del sannio e dell’irpinia ed ischia e qui ve ne presentero’

alcuni aspetti.

Un fattore cruciale per lo sviluppo di una procedura semplice, di tipo euristico-parametrico, ma

significativa, per valutare la suscettibilità alla franosità sismo-indotta di un territorio è quello di

individuare pochi parametri significativi. Noi ne abbiamo individuati tre ( DIA 8: Formula + Significato di

A,B,C ).

Riteniamo innanzitutto che vi siano fondamentalmente due parametri che, a seconda dei loro

valori quantitativi, predispongono l’instabilità di un pendio, cioè:

A) le caratteristiche di suoli o rocce coinvolti nel fenomeno franoso (rappresentati dalla porzione

affiorante, spesso alterata e satura di acqua, delle unità litologiche) e

B) la pendenza del pendio.

vi e’ poi Un terzo parametro, (C) dipendente dal tempo, che rappresenta la forza che innesca i

fenomeni franosi sismo-indotti, cioè l'azione sismica.

Tali fattori sono espressi in “Significatività” (Significances) (da 0% a 100%) o, in modo

equivalente, in “Indici” (da 0 a 1), attraverso relazioni descritte di seguito che quantificano la loro


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influenza sull’instabilità dei versanti. La procedura assume che i primi due fattori contribuiscano

equamente alla suscettibilità alla franosità sismo-indotta e quindi considera la loro media come Fattore

Predisponente. L’azione sismica (Fattore Innescante) è invece considerato il parametro che modula il

Fattore Predisponente. Il livello di suscettibilità di un’area alla franosità sismo-indotta è pertanto data

da:

Sl (%) = [(SA + SB) / 2] · SC / 100

dove Sl è il livello di suscettibilità’ (in %), SA e SB sono le Significatività dei parametri A

(Caratteristiche Litologiche) e B (Pendenza), rispettivamente, e SC è la Significatività del parametro C,

l'azione sismica.

Sappiamo bene che un parametro fondamentale che influenza la stabilità dei versanti è

rappresentato dalla quantità ed il tipo di pioggia. La piovosità può influire sul contenuto di acqua del

terreno, condizionandone quindi le proprietà meccaniche e lito-sismiche (coesione, modulo di taglio,

Vs, vedi Paoletti, 2011). Nei nostri territori la piovosità è stagionalmente-dipendente e pertanto i vari

livelli di suscettibilità individuati dall’analisi (Sl variabile da 0 a 100 %) assumeranno valori diversi se lo

studio sarà riferito a periodi di siccità o a periodi piovosi. Nelle analisi a media e grande scala la

dimensione delle aree in studio è generalmente tale da poter considerare le caratteristiche di piovosità

costanti nello spazio e pertanto il rapporto tra i livelli di suscettibilità delle diverse zone non varierà.

Nelle analisi a piccola scala invece le variazioni areali dalla quantità e del tipo di pioggia possono

modificare il rapporto tra il livello di suscettibilità di un’area rispetto ad un’altra.

A ciò si deve aggiungere che, come vedremo in seguito, alcuni tipi di terreni quali quelli

contenenti argille e silts, vedono le loro proprietà meccaniche e lito-sismiche fortemente influenzate

dal contenuto di acqua del terreno. Ciò influisce sulle caratteristiche del Parametro Litologico

impiegato dal nostro metodo e, di conseguenza, sul valore di Sl. Ne consegue che aree con diversi

contesti litologici possano vedere il loro livello di suscettibilità variare in modo differenziato in periodi di

siccità ed in periodi piovosi.

Descriviamo ora i tre parametri o fattori considerati per la valutazione della suscettibilità di

un’area alla franosità sismo-indotta e le relazioni che consentono di quantificarne l’influenza sulla

instabilità dei versanti. Ovviamente tutta la procedura viene svolta in modo automatico in ambiente

GIS utilizzando le procedure di cui sopra. Per quanto concerne ancora i dati topografici impiegati per

quantificare i vari Parametri della procedura, osserviamo che, come intuibile, negli studi a piccola

scala si suggerisce l’impiego di celle di dimensioni tipicamente di qualche centinaio di metri, mentre

negli studi a media scala le celle hanno normalmente lato di una o poche decine di metri.

Innanzitutto il Parametro A descrivente le Caratteristiche Geo-Litologiche, Geofisiche e

Geotecniche (Fig 9 con Tabella e relazione Vs / Significatività. Tabella : Classificazione dei depositi

litoidi e sciolti basata sulle loro caratteristiche geo-litologiche, geotecniche e geofisiche (modificato da

Rapolla et al., 2010). + Figura : Relazioni tra parametri Litologici, di Pendenza e di Azione Simica e

relative significatività in termini di suscettibilità alla franosità sismo-indotta: A)) Correlazione fra Vs


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(km/s) e Lithology Significance (%)).

Per quanto riguarda le loro caratteristiche tecniche e la loro risposta alle azioni meccaniche, le

rocce e i depositi sciolti possono essere classificati in diversi modi, seguendo criteri qualitativi e/o

quantitativi. Secondo la classificazione proposta dall’OPCM 3274/2003 e dall’EuroCode 8 (2003)

basata su tre diversi criteri (geo-litologico, geotecnico e geofisico), è possibile differenziare terreni e le

rocce affioranti sulla base di quanto riportato in Tabella

Il parametro ritenuto dalle normative antisismiche sopra citate il più adatto per valutare la

risposta dei materiali sotto l'azione sismica è il modulo di taglio e, pertanto, la velocità delle onde

trasversali (Vs). Difatti il valore della velocità delle onde di taglio Vs dipende direttamente dalle

proprietà fisiche di una roccia all’interno della quale si propagano le onde.

Se questi dati non fossero disponibili, la classificazione dei materiali di un versante è ancora

fattibile sulla base delle loro caratteristiche geo-litologiche e/o geotecniche. Oltre alle classi introdotte

dalle citate normative, la Tabella riporta due ulteriori differenziazioni, che abbiamo ritenuto opportuno

aggiungere. Esse riguardano i materiali particolarmente compatti (Vs > 1.5 km/s) ed i materiali argillosi

che vedono il loro comportamento geotecnico e lito-sismico variare sensibilmente in presenza o meno

di acqua

Bisognerà quindi nell’applicazione del metodo innanzitutto attribuire la litologia in affioramento

ad una delle classi riportate in tabella, e successivamente ad essa verrà assegnata una Significatività

in termini di fattore predisponente alla franosità sismo-indotta in base alla relazione mostrata Tale

relazione, i cui limiti sono stati scelti secondo quanto riportato in tabella, lega in modo inversamente

proporzionale la Significatività della Litologia (in %) alla velocità delle onde di taglio (Vs) delle

formazioni suscettibili a franare presenti nei versanti.

In particolare, la Significatività della Litologia sarà bassa o nulla per rocce compatte e non

fratturate che hanno un valore delle Vs superiore a 1,5 km/s e pari al 100 % per depositi aventi Vs

inferiori a 0.18 km/s, vale a dire per terreni poco coerenti o materiali argillosi pseudo-coerenti con alta

umidità naturale.

Aggiungiamo come già detto che il metodo proposto può essere impiegato sia per studi a scala

piccola che media, cambiando opportunamente il dettaglio e il tipo dei dati di input. Per quanto

riguarda i dati geo-litologici, impiegati per quantificare il Parametro A della procedura, osserviamo

come gli studi a piccola scala coinvolgeranno unità complesse e/o miste (e.g., areniti ed argille, o

conglomerati e sabbie), mentre gli studi a media scala prevedranno l’analisi di unità specifiche e più

omogenee (e.g., areniti, argille, conglomerarti o sabbie).

E passiamo al secondo parametro da cui dipende la suscettività alla franosità, il Parametro B

Pendenza. Per definire la relazione di proporzionalità tra pendenza e la relativa Significatività sono

stati analizzati gli studi condotti da Keefer (1984), Rodriguez et al. (1999) e Wasowski et al. (2002).

(Fig 10 Schema riassuntivo delle principali caratteristiche delle frane sismo-indotte dedotte dagli

studi su scenari globali di Keefer (1984) e Rodriguez et al. (1999). + Correlazione fra pendenza (°) e

Slope Significance).

La più bassa pendenza riportata in letteratura per frane indotte da terremoti è circa di 2° per

colate rapide ed aumenta rapidamente per altri tipi di frane, con modalità differenti a seconda che si

tratti di pendii costituiti da materiali sciolti o coerenti. In aree caratterizzate da bassi valori di velocità


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delle onde di taglio (ad es. terreni appartenenti alle Categorie di suolo C e D, quali depositi alluvionali

o costituiti da materiale argilloso), le frane sismo-indotte si verificano in genere su pendii con

inclinazione compresa tra 5° - 25°. Secondo Keefer, (1984) e Wasowski et al. (2002), valori di

pendenza compresi tra 20° - 25° costituiscono una s eparazione tra le frane che hanno luogo su terreni

sciolti e le frane in rocce, che normalmente si innescano su pendii con inclinazioni maggiori. Sono

state quindi definite due leggi, con diversi intervalli di variabilità, che legano la Significatività del

parametro Pendenza con la variazione dell’angolo di pendenza di un versante, a seconda che si tratti

di pendii costituiti da depositi sciolti (soil) o da materiali coerenti (rock). In particolare, la Significatività

(%) per i pendii con depositi sciolti risulta direttamente proporzionale alla pendenza per angoli

compresi tra 0° e 25° e rimane costantemente al 100 % per pendenze oltre i 25°.

La Significatività della pendenza per pendii rocciosi è invece fissata pari a zero per angoli

inferiori a 15° ed è direttamente proporzionale all a pendenza fino a 40°, al di sopra del quale limite

essa viene mantenuta costante assumendo un valore del 100 %.

Quest’ultimo limite è stato scelto sulla base di studi sopra citati, ma anche in base a quanto

riportato nella procedura di Mora e Vahrson (1993), utilizzata alla scala intermedia di studio (II livello),

che assegna un peso massimo a tutte le pendenze superiori a 43°.

Una volta quantificata l’influenza dei primi due fattori sull’instabilità dei versanti sarà possibile

osservare il livello di predisposizione di un’area all’innesco di frane sismo-indotte dalla media delle

Significatività relative ai primi parametri, i.e., le Caratteristiche Litologiche e la Pendenza dei versanti

in studio. Sarà così possibile ottenere una mappa della Significatività dei Fattori Predisponenti. Tale

mappa costituisce in un certo qual modo una mappa della Vulnerabilità dell’Ambiente fisico

naturale alla franosità .

Come detto e come ben noto variazioni dell stagionali delle precipitazioni ed eventi climatici

estremi influiscono notevolmente sul valore della Significatività del Fattore Litologia e di conseguenza

sulla Significatività dei Fattori Predisponenti, dal momento che le suddette precipitazioni possono

fortemente modificare il modulo di taglio dei materiali e quindi i loro valori di Vs. Pertanto la

Significatività dei Fattori Predisponenti avrà un valore relativo e assumerà valori diversi se riferita a

periodi di siccità o periodi piovosi. A ciò si deve aggiungere che, come si può osservare nell’ultima riga

della Tabella precedentemente mostrata, in terreni sciolti o a debole compattazione contenenti argille

e silts, i valori delle Vs diminuiscono fortemente all’aumentare del contenuto di acqua del terreno. Ne

consegue che aree con diversi contesti litologici possano vedere il loro livello di predisposizione alla

franosità sismo-indotta variare in modo differenziato in periodi di siccità ed in periodi piovosi. Come si

vedrà noi, negli esempi che mostreremo, abbiamo sempre per motivi cautelativi utilizzato i valori più

bassi delle Vs dei materiali nei range che le caratterizzano

Infine il terzo parametro che permette l’innesco della frana è ovviamente il Parametro C,

l’Azione Sismica ( Fig 11 : C) Correlazione fra Intensità MCS ed Intensity Significance)

Per quanto riguarda l'azione sismica, osserviamo che, se utilizzata come unico parametro

sismico, la PGA (Peak Ground Acceleration), non sembra essere ottimale per quantificare gli effetti

destabilizzanti dei sismi sui versanti, a causa della non-linearità tra valori di PGA e parametri correlati

alla destabilizzazione dei pendii (e.g., Newmark Displacement) (Saygili e Rathje, 2008). Pertanto, è


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stato utilizzato un fattore sismico basato sulle Intensità MCS (Mercalli-Cancani-Sieberg), assumendo,

anche per similitudine con quanto assunto da Mora e Vahrson (1993), una linearità tra i valori di

Intensità e la relativa Significatività . Dagli studi su fenomeni di franosità storica di Keefer (1984) e

Rodriguez et al. (1999) emerge che il valore di intensità in corrispondenza del quale si inizia ad avere

l’attivazione di frane sismo-indotte è pari al V grado MCS (corrispondente ad una PGA di 0.0125g).

Tale valore è stato quindi scelto come limite inferiore della correlazione tra Intensità e relativa

Significativita’. Per quanto riguarda il limite superiore di questa relazione, anche se gli studi su scenari

globali di Keefer (1984) e Rodriguez et al. (1999) mostrano che per la maggior parte dei terremoti il

limite superiore di attivazione è pari al VIII–IX grado MCS, Pertanto il limite superiore della

correlazione Intensità/Significativita’ andrebbe scelto sulla base dei massimi livelli di scuotimento che

possono presentarsi nell’area di studio. Nel caso della Regione Campania suscettibilità alla franosità

sismo-indotta, La più alta intensità documentata è pari al X grado MCS. Tale valore, che corrisponde

ad una PGA di 0.4g, è stato quindi utilizzato come limite superiore della correlazione

Intensità/Significance e sono stati assunti valori della significatività costanti e pari al 100% per gradi di

intensità superiori al X grado .

Nel caso dei dati sismici, impiegati per quantificare il Parametro C della procedura, per le due

scale di studio nelle quali può essere applicato, può essere preferibile impiegare tipi di dati differenti.

Gli studi a piccola scala infatti rendono preferibile l’uso delle PGA (Peak Ground Acceleration)

riportate nelle stime probabilistiche di pericolosità nazionali (INGV, 2004; DM, 2008), che tengono

conto dell’influenza sull’ampio territorio in tali casi studiato di diversi terremoti storici principali. Le PGA

andranno poi modulate per la presenza di suoli non rigidi (tenendo quindi conto della risposta

sismuica locale attraverso le amplificazioni sismiche caratterizzanti le diverse categorie i suolo)) e

trasformate in Intensità MCS attraverso opportune correlazioni (e.g., Ambraseys, 1975). Negli studi a

media scala invece può essere preferibile l’uso del campo di Intensità macrosismiche di un evento

sismico specifico e rappresentativo (e.g., del 1980 per l’Irpinia), che consente di tenere conto dello

“scenario” relativo al peggiore evento atteso per l’area studiata.

Infine, moltiplicando le Significativita’dei Fattori Predisponenti per la significativita’ relativa

all’azione sismica attesa, si ottiene Finalmente la suscettibilita’ del territorio alla franosita’

sismoindotta ovvero in prospettiva sismica .

E veniamo ad un esempio di applicazione a piccola scala: la regione Campania (Fig 12)

Con riferimento al metodo di zonazione a piccola scala introdotto da Keefer (1984), sono già

state riportate le curve-limite che esprimono la massima distanza dall’epicentro di attivazione delle

frane in funzione della magnitudo del sisma che le ha prodotte, per ognuna delle tre Categorie di frane

introdotte dall’autore

Nella Fig 12 viene mostrata la distribuzione delle frane innescate dal terremoto del 1980, che

rappresentano la maggior parte dei fenomeni sismo-indotti analizzati, in relazione ai limiti delle tre

curve-limite introdotte da Keefer (1984) (Fig 12 : A) Distribuzione delle frane storiche sismo-indotte

nel territorio campano ed aree limitrofe; B) Grafico riassuntivo delle curve-limite di Keefer (1984) e dei

dati delle frane storiche sismo-indotte catalogate (da Rapolla et al., 2011) + Mappa rappresentativa

delle tre curve-limite di Keefer (1984), funzione della distanza epicentrale e della magnitudo, per


10

l’evento sismico del 1980. L’epicentro del sisma (reperito dal Catalogo DBMI04, Stucchi et al., 2007) è

indicato dall’asterisco verde. In rosa è rappresentato il limite proposto da Keefer (1984) per la I

Categoria di frane sismo-indotte, in azzurro quello per la II Categoria e in verde il limite per la III

Categoria (da Tarallo, 2010) + Distribuzione delle frane indotte dal terremoto del 1980 rispetto alle

isosiste (linea rossa = IX grado; linea arancione = VIII grado; linea gialla = VII grado; linea verde = VI

grado) (da Tarallo, 2010). Le isosite sono state ricavate dal Catalogo DBMI04 (Stucchi et al., 2007).

Il sisma ha innescato 251 frane su di un’area di 22.000 km2. La frana più lontana dalla zona

epicentrale è quella verificatesi in Calabria, a Paola (CS), ad una distanza dall’epicentro di circa 170

km. L’analisi della figura mostra come tutte le frane innescate dall’evento del 1980 ricadano all’interno

delle curve-limite di Keefer (1984), eccetto la frana di categoria III verificatasi a Paola. Le informazioni

relative alla franosità storica della Campania sono state raccolte in un nuovo database (Tarallo, 2010;

Rapolla et al., 2011) derivato dal catalogo C.E.D.I.T. (Romeo e Delfino, 1997) ed integrando lo stesso

con le frane censite dall’Autorità di Bacino dei fiumi Liri-Garigliano-Volturno (Cascini, 2008) e da

Esposito et al. (1998). Nel nuovo catalogo prodotto sono state censite 410 frane sismo-indotte

localizzate nella Regione Campania e nelle zone immediatamente adiacenti. Delle frane censite

seguendo la classificazione proposta da Keefer (1984), 82 appartengono alla I Categoria (crolli), 118

alla II Categoria (colate lente, scorrimenti rotazionali), 7 alla III Categoria (colate rapide ed espansioni

laterali), mentre 203 sono descritte come frane generiche e quindi non è possibile classificarle in

nessuna delle categorie proposte dall’autore .

Il “Parametro A”, relativo alla litologia, è stato valutato considerando la litologia prevalente o

l'assemblaggio di unità litologiche simili, e le relative proprietà sismiche(Fig 13 Carta delle unità e dei

complessi litologici della Regione Campania (Di Nocera e Matano, 2011). Per la classificazione della

litologia o dell’associazione litologica prevalente delle rocce e/o dei depositi sciolti del substrato e, dei

depositi recenti di copertura, sono state differenziate 24 unità litologiche o complessi litologici ottenuti

sulla base della bibliografia più recente (Matano e Di Nocera 2011)

Le unità litologiche sono state raggruppate in 11 unità lito-sismiche sulla base dei valori di

velocità media delle onde trasversali (Vs) della porzione affiorante delle formazioni, che costituisce la

parte più alterata e maggiormente coinvolta nei fenomeni franosi. Il raggruppamento delle unità

litologiche nelle unità lito-sismiche è stato effettuato sulla base dei dati sperimentali riportati in

Nunziata et al. (2004) e Rapolla (2008), per quanto riguarda i depositi vulcanici, e in Caputo et al.

(2004, 2006), Cherubini et al. (2008) e Di Giulio et al. (2008), per quanto riguarda i depositi

sedimentari

Si è poi ad ogni litotipo attribuito il valore di velocità Vs il più basso nell’ambito del range tipico

di ogni litologia, ricreando le “peggiori” condizioni lito-sismiche possibili. Le unità sono state poi riferite

ai Tipi di Suolo ( o Ground Types) di cui rispettivamente alle Classificazioni dell’OPCM 3274/2003 e

dell’Eurocode 8 (2003), allo scopo di valutarne il fattore di amplificazione sismica. E quindi attraverso

la relazione descritta si è ricavata la mappa della Significatività della Litologia. (Fig 14 D Mappa

della Lithology Significance (%) per la Regione Campania (da Rapolla et al., 2011)

La carta delle pendenze della regione è stata poi prodotta utilizzando un algoritmo che calcola

la massima differenza di elevazione tra le celle adiacenti, implementato nel software ArcGIS 9.2®.

L’algoritmo è stato applicato ad) un modello di elevazione digitale DTM ottenuto interpolando con un


11

passo di 100 m x 100 m il modello IGM-DTM dell’Istituto Geografico Militare Italiano avente passo di

20 m x 20 m (http://www.igmi.org/prodotti/dati_numerici/dati_matrix.php).

Ottenuta la mappa delle pendenze sono state applicate la leggi di proporzionalità descritte al

Capitolo 9.5, distinguendo tra materiali incoerenti e coerenti. per ottenere infine la mappa della

Significativitò della pendenza mostrata nella Fig 14 (Mappa della Slope Significance (%) per la

Regione Campania (da Rapolla et al., 2011).

Dalla media dei Parametri Litologia e Pendenza è possibile ottenere la mappa della

Significatività dei Fattori Predisponenti (Fig 14 (sovrapposta) Mappa della Significatività (%) dei

Fattori Predisponenti per la Regione Campania) che puo’ in ultima analisi essere considerata come

una mappa della vulnerabilita’ dell’ambiente fisico naturale alla franosita’

Per quanto riguarda infine il “Parametro C”, per la scelta dell’input sismico sono state utilizzate

le intensità MCS derivate dai valori di PGA (Peak Ground Acceleration) forniti dalle stime di

pericolosità sismica nazionali (INGV, 2004). La scelta del tipo di dati utilizzati come input sismico

dipende dalla scala di zonazione. In uno studio a piccola scala, l'utilizzo come input sismico dei valori

di accelerazione ottenuti da stime di pericolosità sismica, che tengono conto dell'influenza sulla

regione di diversi terremoti storici, si è ritenuto essere preferibile all'uso dello “scenario” relativo ad un

evento sismico specifico

I valori di PGA normativi della Campania sono stati poi modulati per la presenza di suoli non

rigidi (con Vs < 800 m/s), sulla base dei fattori di amplificazione riportati dall’OPCM 3274/2003 (vedi

anche Rapolla A., 2004, Boll Geologi campania) e trasformati in Intensità MCS attraverso opportune

relazioni tra PGA ed Intensità MCS. In tal caso è stata utilizzata la relazione log PGA = 0.36 I - 0.408

(Ambraseys, 1975), che consente di ottenere valori di Intensità vicini a quelli effettivamente risentiti

durante i più intensi sismi avvenuti nella regione.

A partire dai valori di Intensità MCS così ricavati è stata quindi calcolata la mappa della Intensity

Significance (Fig. 14(Mappa dell’Intensity Significance (%) per la Regione Campania (da Rapolla et

al., 2011) attraverso la legge di proporzionalità precedentemente detta. I massimi valori di Intensity

Significance si raggiungono nelle aree dove è ovviamente più elevata la possibilità futura che si

verifichino eventi sismici, in accordo con la mappa delle stime di pericolosità sismica redatta dall’INGV

(2004). In particolare, la presenza di basse velocità delle onde di taglio, caratterizzanti per esempio i

litotipi argillosi dell’Irpinia aumenta notevolmente la percentuale della Intensity Significance.

Finalmente, attraverso la relazione precedentemente riportata si è ottenuta la mappa del livello

della suscettibilità alla franosità sismo-indotta per la Regione Campania

Il livello di suscettibilità è stato distinto in quattro classi: suscettibilità molto bassa (0–12 %),

bassa (12–25%), media (25–35%) ed alta (35–65%).

Dato che i dati sismologici utilizzati (ingv 2004) sono relativi ad un specifico intervallo di tempo,

rappresentando la massima accellerazione aspettabile in quell’ intervallo di tempo, la mappa nella dia

15 oltre che rappresentare una suscettività, rappresenta in effetti una pericolosità.

Come può vedersi, allo scopo di verificare l’efficacia del metodo di zonazione, le aree a diversa

suscettibilità della mappa sono state confrontate con le ubicazioni delle frane storiche sismo-indotte


12

catalogate nel nuovo database. Il confronto mostra come la maggior parte dei siti interessati da frane

ricadano all’interno delle aree caratterizzate dai più elevati valori di suscettibilità. Più precisamente,

circa il 76% delle frane si collocano in zone ad alta suscettibilità, il 17.1% in zone di media

suscettibilità, il 4.5% in zone a bassa suscettibilità e solo il 2.4% in zone a suscettibilità molto bassa.

In particolare, le aree del Sannio, dell’Irpinia e della Valle del Sele sono caratterizzate da valori elevati

di suscettibilità e da numerose frane sismo-indotte, che in alcuni casi sono state riattivate dai diversi

eventi sismici.

Per quanto riguarda poi il settore del Cilento, osserviamo come nonostante esso sia

caratterizzato da suscettibilità elevate, non sono state quasi mai documentate frane sismo-indotte. Ciò

potrebbe essere legato innanzitutto al fatto che le aree definite come altamente suscettibili hanno in

realtà una percentuale di suscettibilità del 35–65% il che non implica quindi che esse debbano essere

sicuramente interessate da frane sismo-indotte. Un’altra possibile motivazione potrebbe essere

connessa alla probabile incompletezza, in questo settore, del database delle frane storiche sismo-

indotte.

Difatti il nuovo data base comprende principalmente (per il 74%) frane causate da terremoti

accaduti nel XX secolo e l’assenza di frane sismo-indotte documentate nel Cilento può essere

parzialmente spiegata con la mancanza di sismi che abbiano interessato l’area negli ultimi 150 anni

(l’ultimo evento sismico che ha interessato direttamente il

Cilento, con Ms = 5.5, risale al 1836). Infine, è fondamentale notare come l’alto livello di

suscettibilità del settore Cilentano sia legato principalmente ad alti valori dei Fattori Predisponenti

(cioè ad alta vulnerabilità dell’ambiente fisico naturale alla franosità) combinati con bassi valori del

fattore d’innesco (Intensity Significance). Gli elevati valori dei fattori predisponenti indicano quindi

un’elevata instabilità a causa di fattori meteorici, come testimoniato dall’elevata presenza di frane

innescate da piogge in questa zona (Ispra-Servizio Geologico Nazionale, 2010).

Vorrei completare la presentazione con l’applicazione a scala media (1:25 000) della nuova

metodologia di zonazione della suscettibilità alla franosità sismo-indotta, proposta dalla nostra U.R. n.

5 del Progetto di Ricerca di Interesse Nazionale 2007-2011 sulla franosità dovuta ad eventi estremi,

all’isola vulcanica di Ischia ed a tre aree del Sannio e dell’Irpinia, tutte aree che nella mappa

precedentemente mostrata risultano ad elevata suscettività alla franosità sismo indotta. La scelta di

tali aree test è stata motivata anche dalla considerazione che esse sono caratterizzate dalle due

principali tipologie litologiche della Regione Campania, i.e. terreni vulcanici ed argilloso-sabbiosi, e dal

fatto che esse sono per di più le aree di maggiore sismicità, rispettivamente di tipo vulcanico e

tettonico, della regione. da noi proposto, la cui finalità ultima è, ricordiamo, quella i fornire un utile

supporto alla corretta pianificazione territoriale nell’ambito della Microzonazione di Comuni o gruppi di

Comuni, in prospettiva sismica.

Iniziamo con alcune aree del SANNIO e dell’ IRPINIA ( Fig 15 Carta schematica delle unità

geologiche della Regione Campania con ubicazione delle tre aree di studio (da Tarallo, 2010). +


13

Insieme con Figura 10.4_4. Carte litologiche prodotte per le tre aree studio (da Tarallo, 2010)).

Diversi studi condotti nell’area (e.g., Budetta et al., 1990; AA.VV., 2004) danno testimonianza di

una diffusa franosità sia sismo-indotta che non direttamente innescata da fenomeni sismici In molti

casi si tratta d’intere aree di versante coinvolte da fenomeni deformativi multipli; talvolta, invece,

singoli grandi corpi di frana che hanno interferito con l’andamento planimetrico del reticolo fluviale ed

invaso centri abitati (Esposito et al., 1996). In alcuni casi, come per le frane di Bisaccia, Senerchia,

Buoninventre nell’alto Sele e di Calitri nell’alto Ofanto (tutte rimobilizzate dal sisma irpino del

Novembre 1980), tali fenomeni sono stati oggetto di studi di dettaglio e monitoraggio (

Le unità litologiche caratterizzanti l’Irpinia ed il Sannio, di età mesozoico-terziaria, sono

costituite da membri prevalentemente argillosi e argilloso-calcareo-silicei e, a tetto, membri

prevalentemente arenaceo-marnoso-calcarei e arenaceo-conglomeratici (talora prevalentemente

argilloso-sabbiosi e sabbioso-conglomeratici).

Per l’analisi a scala intermedia sono state quindi scelte tre aree della Campania caratterizzate

da numerosi fenomeni sismo-indotti storici e dove, come detto, la zonazione a piccola scala ha

individuato elevate suscettibilità: 1) il medio bacino del fiume Tammaro, 2) i Monti della Baronia e valle

del fiume Ufita; 3) la zone di spartiacque tra l’alta valle del fiume Sele e il bacino del fiume Ofanto.

Dal punto di vista sismico, i territori del Sannio e dell’Irpinia fanno parte di alcune delle zone a

maggiore pericolosità in Italia. Solo negli ultimi due secoli si possono contare circa sette eventi sismici

di proporzioni notevoli, quattro nell’Ottocento (1805, 1851, 1853, 1857) e tre nel Novecento (1930,

1962 e 1980). La sismicità di questa regione è localizzata all'interno di una stretta fascia composta di

diversi segmenti di faglie normali orientate NO-SE, di lunghezza variabile da 20 a 40 km. I danni

provocati dai sismi all’ambiente fisico hanno determinato deformazioni gravitative dei pendii (intese sia

come innesco di nuovi fenomeni che come rimobilizzazione di frane già esistenti) e variazioni del

regime delle acque sotterranee.

I sismi risentiti con maggiore intensità nelle tre aree analizzate sono stati, rispettivamente,

quello del 1688 per il medio bacino del fiume Tammaro (Area 1), quello del 1930 per la zona Irpina dei

Monti della Baronia e la valle del fiume Ufita (Area 2) e quello del 1980 per l’area dello spartiacque tra

la l’alta valle del fiume Sele e il bacino del fiume Ofanto (Area 3). Le Intensità macrosismiche degli

eventi del 1930 e 1980 presentano un valore massimo pari al X grado MCS, mentre il terremoto del

1688 presenta un valore massimo pari all’XI grado MCS. Tali sismi sono stati considerati

rappresentativi dell’azione sismica del peggiore “scenario” che si potrebbe verificare nelle tre aree

studio

Le caratteristiche litologiche delle tre aree di studio sono state definite a partire dalle

recentissime carte geologiche 1:50 000 del Progetto CARG Le diverse unità geologiche sono state

assemblate sulla base del criterio delle litologie prevalenti. Nell’analisi sono state individuate 7

differenti unità litologiche quaternarie e 13 unità del substrato pre-quaternarie, rappresentate in carte

litologiche digitali che risultano essere basilari per la caratterizzazione geofisica e geotecnica dei

diversi litotipi individuati (Fig 16 Tabella: Unità litostratigrafiche considerate e corrispondenti valori

assegnati alle velocità delle onde di taglio Vs (da Tarallo, 2010). + Fig). Dalla Litologia e dai

corrispondenti valori assegnati alle onde di taglio secondo le modalità già precedentemente discusse

e considerando la legge di proporzionalità inversa tra le Vs e la significatività del parametro litologico


14

si sono ottenute le mappe della relativa Significatività mostrate nella Figura.

Per quanto riguarda il secondo parametro considerato, la pendenza, è stato utilizzate il modello

di elevazione digitale (DEM) disponibile, ed utilizzando una griglia con celle di dimensioni 20 m x 20

m. Dalle mappe delle pendenze sono state poi calcolate le mappe della relativa Significatività

applicando le relazioni di correlazione tra pendenza e relativa Significance per i suoli e per le rocce.

Dalla media poi dei parametri Litologia e Pendenza sono state ottenute le mappe della

Significatività dei Fattori Predisponenti ovvero della VULNERABILITA’ DEL TERRITORIO FISICO,

mappe che forniscono un grado di significatività dei fattori litologici e topografici.

Come detto precedentemente, variazioni stagionali delle precipitazioni possono influire

notevolmente sul valore della Significatività del Fattore Litologia e di conseguenza sulla Significatività

dei Fattori Predisponenti, dal momento che possono fortemente modificare il modulo di taglio dei

materiali argillosi e quindi i loro valori di Vs . Si ricorda che nelle elaborazioni, a scopo cautelativo, si è

utilizzato il valore di Vs relativo ai terreni umidi.

abbiamo detto che La scelta del tipo di azione sismica da utilizzare con input è strettamente

legata alla scala di studio Nel caso di studi a media scala come in questo caso, si è ritenuto più

appropriato derivare l’azione sismica dalle intensità relative allo "scenario" connesso al peggior evento

atteso nell'area di studio. L’utilizzo dell’evento sismico specifico per una determinata area di studio

permette infatti di considerare in maniera indiretta tutti quei parametri sismici caratterizzanti un dato

territorio, quali il meccanismo focale, la profondità epicentrale e le differenze locali sull’attenuazione

sismica. Sono state pertanto utilizzate le isosiste dei terremoti più forti avvenuti nelle tre aree

analizzate:

per la valle del fiume Tammaro (Area 1) si è considerato il terremoto del 1688, per la zona

Irpina dei Monti della Baronia e la valle del fiume Ufita (Area 2) si è utilizzato il terremoto del 1930 e

per l’area tra l’alta valle del fiume Sele e il bacino del fiume Ofanto (Area 3) sono stati utilizzati i valori

di Intensità del terremoto del 1980. Le Intensità macrosismiche degli eventi del 1930 e 1980

presentano un valore massimo pari al X grado, mentre il terremoto del 1688 presenta un valore

massimo pari all’XI grado (Fig. 17).

Successivamente, utilizzando le relazioni già descritte si sono ottenuti i valori di Intensity

Significance per le tre aree considerate ed infine le mappe del livello di suscettibilità alla franosità

sismo-indotta per le aree studio sono state calcolate moltiplicando i valori di Intensity Significance

(fattore innescante) per la media delle Significances dei due fattori predisponenti). Il livello di

suscettibilità così ottenuto è stato distinto in quattro classi: bassa (0 - 25%), media (25 - 50%), alta (50

- 75%) e molto alta (75 - 100%). (Fig.18 Mappe del Livello di Suscettibilità alla franosità sismo-indotta

per le tre aree in studio del Sannio-Irpinia (da Tarallo, 2010)).

I risultati ottenuti sono stati poi confrontati con la distribuzione conosciuta nelle aree delle frane

storiche sismo-indotte, riportate come poligono e derivate dalle Carte inventario dei fenomeni franosi

delle Autorità di Bacino e del Progetto IFFI. L’analisi della mappa ottenuta per l’Area 3 (spartiacque tra

l’alta valle del fiume Sele e il bacino del fiume Ofanto), ottenuta utilizzando come input sismico le

Intensità macrosismiche del terremoto del 1980, evidenzia una buona efficacia del metodo, in quanto

la totalità delle frane attivate o riattivate dal terremoto del 1980 ricade in aree con valori alti o molto alti


15

(> 60%) della suscettibilità a franare sotto l’azione sismica.

Per le mappe relative alle Aree 1 e 2, non essendo disponibile una mappatura significativa delle

frane sismo-indotte innescate dagli eventi sismici del 1688 e dal 1930 si è fatto un confronto con le

frane attivate nelle medesime aree dal terremoto del 1980. I risultati risulto essere comunque

soddisfacenti in quanto vi è una buona corrispondenza tra la distribuzione delle frane storiche e le

aree individuate come le più suscettibili. Più specificamente, circa il 60% delle frane si collocano nella

zona ad alta suscettibilità e il 40% nella zona a suscettibilità molto alta.

E passiamo infine all’applicazione ad un’area vulcanica : l’isola di ISCHIA. In un’isola

densamente popolata come Ischia, lo studio della pericolosità sismica ai fini della pianificazione

dell’uso del territorio non può prescindere da una valutazione a media e grande scala della stabilità

dei pendii in relazione all’azione sismica.

I fenomeni naturali più significativi recentemente registrati sull’isola sono una sismicità

superficiale, manifestazioni idrotermali ed eventi bradisismici e franosità. In particolare Terremoti di

una discreta intensità si sono registrati nel 1762, 1796, 1828, 1881 e 1883 nei settori settentrionale ed

occidentale dell’isola (Boschi et al., 1997) Gli epicentri relativi alla gran maggioranza dei terremoti

storici sono localizzati nell’area nord-occidentale dell’isola. (fig 19 :Sono qui riportati gli Epicentri dei

sismi storici dell’Isola d’Ischia come riportati da Alessio et al. (1996) (modificato da Rapolla et al.,

2010). + la Carta geo-litologica dell’Isola d’Ischia derivata da carte con scala 1:10.000 (Vezzoli, 1984;

AdBNOC, 2002), con sovrapposte le frane storiche sismo-indotte dell’isola (Guadagno e Mele, 1995;

Mele e Del Prete, 1998). Modificato da Rapolla et al. (2010).

Ischia si estende su una superficie di circa 42 km2 ed è morfologicamente dominata dal Mt.

Epomeo (787 m s.l.m.), struttura considerata risorgente da diversi autori (e.g., Rittman e Gottini,

1980). L’isola è costituita da rocce vulcaniche (trachiti, trachiti alcaline, trachibasalti, latiti, fonoliti)

(e.g., Orsi et al., 1991), sedimenti marini e depositi da frana. La presenza dei diversi tipi di depositi è

legata all’interazione tra tettonica, vulcanismo, erosione, sedimentazione e fenomeni gravitativi lungo i

versanti, come discusso da De Vita et al. (2006). Il loro studio ha mostrato che il fenomeno di

risorgenza del blocco del Monte Epomeo è il fattore principale di innesco dell’instabilità dei versanti

dell’isola, in quanto esso è accompagnato dall’attivazione delle faglie e da fenomeni vulcanici, che a

loro volta creano un aumento della pendenza dei versanti e della sismicità, innescando i fenomeni

franosi

Il territorio dell’isola d’Ischia ha costituito quindi un test ideale anche per verificare l’efficacia

della metodologia: oltre che per la tipologia dei depositi che la costituiscono (materiali vulcanici sciolti

e litoidi a vario grado di alterazione), anche per le pendenze molto variabili, e in alcuni casi

particolarmente acclivi, e per essere stata storicamente interessata da numerosi fenomeni franosi

indotti da sismi superficiali (1-3 km) di origine vulcanica. .

Le principali unità litologiche coinvolte storicamente nei fenomeni di instabilità sismo-indotta

sono (Fig 20: Mappa della Lithology Significance (%) per l’Isola d’Ischia (da Rapolla et al., 2010). In

alto a sinistra è riportata la legge di proporzionalità tra l’inverso della velocità delle onde trasversali e

la significatività del parametro litologia. Le aree tratteggiate indicano la presenza di materiali litoidi +


16

Tabella con la Classificazione dei depositi litoidi e sciolti basata sulle loro caratteristiche geo-

litologiche, geotecniche e geofisiche. Nell’ultima colonna è riportata l’attribuzione delle unità geo-

litologiche dell’isola d’Ischia alle diverse Categorie di Suolo di cui all’OPCM 3274/2003 (da Rapolla et

al., 2010)) :

a) la facies saldata del Tufo Verde, affiorante in corrispondenza delle ripide scarpate con

pendenze superiori a 40°, del Monte Epomeo. Analisi di laboratorio (Guadagno e Mele, 1995) lo

classificano questa formazione come "soft rock”, in quanto esso risulta notevolmente influenzato da

processi di esfoliazione, erosione superficiale ed alterazione termo-chimica; b) i depositi da debris flow

derivanti dalla degradazione del Tufo Verde, che ricoprono le pendici del Monte Epomeo nelle aree

pedemontane, con pendenze tra i 20° ed i 30°. Anali si granulometriche mostrano che tali depositi

presentano una prevalenza di sabbia, mentre la frazione argillosa è trascurabile o assente. Prove di

taglio drenate mostrano un angolo di attrito di 32° (Guadagno e Mele, 1995).

Seguendo il criterio già illustrato, i terreni e le rocce dell’isola d’Ischia sono stati classificati sulla

base delle loro caratteristiche geo-litologiche, geotecniche e geofisiche e sono quindi stati attribuiti ad

una delle Categorie già elencate. Le informazioni sulle unità sono state reperite da carte geologiche a

scala 1:10.000 (Vezzoli, 1984; Autorità di Bacino Nord Occidentale della Campania, 2002) e da

indagini geotecniche e sismiche eseguite dai Comuni di Ischia, che hanno in molti casi fornito

informazioni dirette sulle velocità medie delle onde di taglio dei depositi.

Per ogni litotipo sono stati scelti i valori delle velocità delle onde di taglio Vs più bassi,

caratterizzanti la parte interessata dai fenomeni franosi, cioè la parte più superficiale, alterata e meno

resistente delle litologie affioranti.

A partire dai valori delle Vs è stato quindi possibile ottenere la mappa della Significatività della

Litologia(Figura II.3.23B), applicando la legge di proporzionalità tra velocità delle onde trasversali e

relativa Significance). Le unità litologiche caratterizzate da una maggiore significatività, i.e., da una

maggiore suscettibilità alla franosità sismo-indotta, siano costituite dai depostiti piroclastici ed i

depositi detritici da debris flow, che presentano i valori di Vs più bassi. Notiamo poi che i depositi

tufacei posti alle pendici del Monte Epomeo, pur essendo di natura litoide, presentano valori di Vs

relativamente bassi a causa dei processi di esfoliazione ed erosione superficiale

Per quanto riguarda il secondo parametro, legato alle caratteristiche topografiche dei versanti,

nella DiapositivaSuccessiva (Fig 21) sono mostrate rispettivamente la carta delle pendenze dell’isola e

quella della Slope Significance, quest’ultima ottenuta attraverso l’applicazione della relativa legge di

proporzionalità . In alto a sinistra sono riportate le due legge di proporzionalità, per suoli e rocce, tra la

pendenza del versante e la significatività del parametro pendenza

Dai Parametri Litologia e Pendenza è possibile ottenere la mappa della Significatività dei Fattori

Predisponenti ovvero di VULNERABILITA’ DELL’AMBIENTE FISICO che fornisce un grado di

significatività dei fattori litologici e topografici in termini relativi (Fell et al., 2008) (Fig 22,A e B :

Vengono qui mostrate per confronto - A) Mappa della Significance dei Fattori Predisponenti (litologia

e pendenza) ; B) Mappa della suscettibilità all’innesco di frane dell’isola (da Autorità di Bacino Nord

Occidentale della Campania, 2002)).

Similmente con quanto osservato per la Regione Campania, la mappa risulta influenzata dal

contesto climatico del territorio. Questo può infatti influire sulle sue condizioni idrogeologiche e sul


17

contenuto di acqua del terreno, condizionandone le proprietà meccaniche (modulo di taglio e

coesione) e di conseguenza quelle lito-sismiche. Ad Ischia, come praticamente ovunque, le

caratteristiche Vs di un suolo dipendono delle variazioni stagionali delle precipitazioni e quindi la

Significatività della mappa assumerà valori diversi se riferita a periodi di siccità o periodi piovosi.. E’

bene comunque osservare che Ischia è caratterizzata da depositi la cui la frazione argillosa è

trascurabile. Ciò rende le variazioni delle caratteristiche meccaniche e lito-sismiche al variare del

contenuto di acqua notevolmente inferiori a quanto si verifica invece in terreni con alta frazione

argillosa e/o limosa, quali quelli fortemente diffusi in Irpinia

I valori più elevati di Significatività si osservano nel settore sud-orientale dell’isola, storicamente

affetto da numerosi fenomeni franosi, nessuno dei quali però sismo-indotto (Del Prete and Mele,

2006). Un’alta predisposizione si osserva inoltre lungo le pendici settentrionali del Monte Epomeo,

caratterizzate da depositi da frana e materiali litoidi alterati.

E’ interessante notare che il confronto della mappa con la carta della suscettibilità all’innesco di

frane dell’isola redatta dall’Autorità di Bacino Nord Occidentale della Campania (2002) DIA 22 B -

ottenuta sulla base di informazioni geologiche, geomorfologiche, sullo spessore delle coperture,

sull’acclività e sull’uso del suolo - mostra una discreta corrispondenza tra le aree a maggiore

Significatività dei Fattori Predisponenti e le aree di maggiore suscettibilità. Ciò mostra che nonostante

la franosità sia un fenomeno condizionato da diversi fattori tra loro spesso interconnessi, un’accurata

analisi delle sole caratteristiche e condizioni litologiche del terreno (stato di alterazione/fratturazione,

contenuto in argilla e contenuto di acqua), abbinata con una dettagliata valutazione delle

caratteristiche topografiche, può portare ad una già efficace definizione della predisposizione del

territorio alla franosità.

Per quanto riguarda il fattore innescante, legato all’Azione Sismica, questo è stato

valutato utilizzando come riferimento il più importante sisma storico verificatosi nell’isola

d’Ischia, quello di Casamicciola del 1883, le cui isosiste, trasformate in valore

dell’azione sismica espressa in frazioni dell’accalerazione di gravità, sono rappresentate

in Fig 23 (Fig 23 : Carta delle isosiste del terremoto di Casamicciola del 1883 (da Luongo et al.,

1987). I numeri tra un’isosista e l’altra indicano i corrispettivi valori di accelerazione massima

orizzontale (modificato da Rapolla et al., 2010)).

Esso è stato considerato come rappresentativo dell’azione sismica del peggiore “scenario” che

si potrebbe verificare nell’isola . Il sisma ha innescato numerose frane sismo-indotte e costituisce il

terremoto documentato più distruttivo per danni sulle strutture antropiche e sull’ambiente fisico

verificatosi nell’isola. Il sisma fu caratterizzato da un’intensità massima pari al X grado MCS (Mercalli-

Cancani–Sieberg), da una Magnitudo pari a 5.78 e da una profondità ipocentrale di 1 km o poco più

(Luongo et al., 1987; Cubellis e Luongo, 1998). La posizione dell’epicentro è stata ipotizzata sulla

base dell’andamento dell’isosista di massima intensità, la cui forma sembra indicare la presenza di

due possibili piani di faglia con orientazione rispettivamente E-O e NO-SE (Luongo et al., 1987).

L’origine del sisma del 1883 è stata attribuita alla sopracitata attività di risorgenza nell’isola, e più

specificatamente, alle faglie con orientazione E–O presenti nell’area settentrionale dell’isola (Cubellis,

1985; Alessio et al., 1996). L’impiego di uno “scenario” relativo al peggiore evento sismico verificatosi

nell’area in studio e’ stato preferito all’uso di stime di pericolosità sismica nazionali come negli studi a


18

media e grande scala, in quanto in grado di rappresentare in modo più realistico gli effetti locali

dell’attività sismica. Attualmente l’isola è caratterizzata da una sismicità di bassa intensità localizzata

sul versante occidentale del Monte Epomeo (http://www.ov.ingv.it/ufmonitoraggio/ italiano/index.htm).

Applicando poi la legge di proporzionalità tra Intensità MCS e relativa Significatività è stata

ottenuta prima la mappa della Intensity Significance ed infine il livello di Suscettibilità dell’isola alla

franosità sismo-indotta, viene ottenuto moltiplicando la Significatività dei Fattori Predisponenti per la

Significatività del Fattore Innescante , mostrata in Fig 24 (Fig 24 : A) Mappa del Livello di

Suscettibilità alla franosità sismo-indotta ad Ischia ottenuta attraverso l’applicazione del nuovo metodo

proposto da Rapolla et al. (2010), con sovrapposte le nicchie di distacco e le aree di recapito delle

frane storiche sismo-indotte; B) Istogramma dei dati di suscettibilità)

L’analisi della mappa mostra la presenza di alte suscettibilità in corrispondenza delle pendici

settentrionali del Monte Epomeo, dove ad alti valori della Significatività dei Fattori Predisponenti si

associano i più elevati valori della Significance del Fattore Innescante, legati alla posizione

dell’epicentro del sisma di Casamicciola del 1883. Il confronto tra le mappe dei Fattori Predisponenti e

del Livello di Suscettibilità (Figure II.3.26A e II.3.29A, rispettivamente) mostra un andamento

relativamente diverso delle aree a maggiore Significance nelle due mappe.

La mappa Fattori Predisponenti è caratterizzata da valori elevati in diversi settori: lungo le

ripide pareti rocciose poste a Sud-Est vicino a P.ta San Pancrazio e in corrispondenza dei Monti

Rotaro, Trippodi ed Epomeo mentre la mappa della suscettibilità alla franosità sismo-indotta è

caratterizzata da una sola zona con i più alti valori di suscettibilità, posta unicamente lungo le pendici

Nord-Occidentali del Monte Epomeo. La presenza di questa zona è naturalmente legata alla sismicità

attesa dell'isola, che è concentrata nella sua zona Nord-Occidentale .

Un raffronto tra l’andamento delle aree definite come ad alta suscettibilità e la distribuzione dei

punti di innesco delle frane storiche sismo-indotte mostra un ottimo accordo tra le aree più suscettibili

e le frane sismo indotte note.

Osserviamo in particolare come tutte le frane ricadano in aree individuate dalla procedura come

altamente suscettibili, pur risultando l’estensione di tali aree relativamente limitata, come richiesto da

Fell et al. (2008).

Le aree con suscettibilità medio-alta (> 60%) risultano essere solo circa l’8% della superficie

totale dell’isola, quelle con suscettibilità del 30% – 60% occupano circa il 52% della superficie totale

dell’isola, mentre quelle con suscettibilità < 30% occupano circa il 40% della superficie totale dell’isola.

Concludo questa mia esposizione sperando di aver mostrato come i risultati della ricerca

finalizzata possano avere quasi immediato riscontro nell’attività professionale. il nostro settore e’ un

settore professionale giovane e dinamico. le esperienze pregresse divengono rapidamente obsolete

ed e’ necessario un aggiornamento continuo ed una continua rincorsa alle applicazioni

scientificamente piu’ moderne. come avviene in tanti altri settori della geologia e della geofisica

applicate alle attivita’ professionali, anche io spero di aver dato il mio piccolo contributo durante la

mia lunga carriera accademica

Valutazione della franosità in

prospettiva sismica

Antonio Rapolla( Professore Emerito di Fisica Terrestre, Università di Napoli “Federico II”)

Ventennale dell’Ordine dei Geologi della Campania

Napoli, Castel dell’Ovo, 14 dicembre 2012

20 anni dell’Ordine dei Geologi della

Campania

Argomenti della conversazione:

• AMPLIFICAZIONE SISMICA LOCALE (Cenni)

• FRANOSITA SISMO-INDOTTA :

• Metodologia

• Applicazione di I livello (Campania)

• Applicazione di II livello :• Tre aree del Sannio-Irpinia

• Isola d’Ischia

Stazione Sismica

Coordinate Geografiche

Tipo sensore Tipo di terreno in affioramento

S1 42° 19.426'N Velocimetro 3D Rigido (Calcari Miocenici) 13° 24.062'E 1-80 Hz

S2 42° 19.845'N Velocimetro 3D Sabbie, sabbie limose e limi 13° 24.222'E 1-80 Hz Pliocene-Pleistocene Inf.

S3 42° 19.601'N Velocimetro3D Sabbie, sabbie limose e limi 13° 24.259'E 1-80 Hz Pliocene-Pleistocene Inf.


S5 42° 20.405'N Velocimetro 3D Alluvioni, sabbie, limi e ciottoli 13° 23.922'E 1-80 Hz Olocene


L’AQUILA: Ubicazione Stazioni Sismiche S1-S6

Università degli Studi di Napoli / CUGRI / CNR, 2009

(Di Fiore et al., 2009, GeoItalia; Rapolla et al., 2010, TRIA)

STAZIONE SISMICA S2

STAZIONE SISMICA S1

(Di Fiore et al., 2009, GeoItalia)

Relazione tra SR (valore massimo della funzione di amplificazionesismica nei siti S2 – S6 rispetto al sito rigido S1) e la ML

(Di Fiore et al., 2009, GeoItalia; Rapolla et al., 2010, TRIA)

Legge 9/83 e segg.

Linee Guida Rischio Sismico BURC 2006

- Numeri in corsivo: massima distanza

epicentrale delle frane negli ottanti

Appenninici.

- Numeri sottolineati: massima

distanza epicentrale delle frane negli

ottanti Anti-Appenninici.

Sl (%) = [(SA + SB) / 2] · SC / 100

• Sl (%) : livello di suscettibilità alla franosità

sismo-indotta

Significatività dei tre parametri utilizzati:

• A : Caratteristiche di suoli o rocce coinvolti nel

fenomeno franoso (rappresentati dalla porzione

affiorante, spesso alterata e satura di acqua, delle

unità litologiche).

• B : Pendenza del pendio.

• C : Forza che innesca i fenomeni franosi sismo-

indotti, cioè l‘Azione Sismica.

Geo-Lithological Characteristics:

- Ground Type (EuroCode 8, 2003; OPCM 3274/03)- Internal Disruption Level- Natural Humidity

Geotechnical

Parameters

NSPT Cu (kPa)

Geophysical

Parameter

Vs (km/s)

(average

value)

Ground Type A

1) Coherent, non-fractured materials

2) Coherent, slightly fractured

materials

> 1.5

1.5 – 0.8 (1.15)

Ground Type B

Coherent, strongly fractured

materials; Deposits of stiff soil

>50 > 250 0.8 – 0.36

(0.58)

Ground Type C

Deposits of dense or medium-dense

soil

15 – 50 250– 70 0.36 – 0.18

(0.27)

Ground Type D

Deposits of cohesionless soil <15 < 70 < 0.18

Pseudo-coherent (Clayey)

Materials

1) Low natural humidity

2) High natural humidity

> 50

< 50

> 0.18

< 0.18

Classificazione di rocce e suoli sulla base delle loro caratteristiche Geo-litologiche, Geologico-tecniche e Geofisiche

Parametro A: Caratteristiche Geo-litologiche, Geologico-tecniche e Geofisiche

Nell’attribuire un valore di Vs ad una data litologia si è scelto il valore più cautelativo, i.e., il valore più basso del range di Vs che caratterizza ogni litologia.

Parametro B: Pendenza

Mappa della Significance relativa aidei Fattori Predisponenti (in %)

Media delle Significances relative a Litologia e Pendenza

Limiti dedotti da diversi studi diletteratura:- Keefer (1984);- Rodriguez et al. (1999);- Mora e Vahrson (TC4, 1999);- Wasowski et al. (2002).

Secondo i suddetti studi unrange di pendenza di circa 20°sembra dividere le frane in suolidalle frane in roccia.

Parametro C: Azione Sismica in termini di Intensità MCS

Mappa del Livello di suscettibilità alla franosità sismo-indotta (in %)

Prodotto tra la media delle Significances relative ai primi due Parametri per la Significance dell’Azione Sismica

( )C

BA SSS

Sl ⋅+=2

(%)

Il limite inferiore dellarelazione è stato scelto sulla basedegli studi di Keefer (1984) eRodriguez et al. (1999).

Il limite superiore viene sceltosulla base delle massimeIntensità che probabilmentecolpiranno l’area di studio.

Nel caso della Campania le piùalte intensità documentate sonopari al X grado MCS e quindiquesto valore è stato posto comelimite di saturazione dellaSignificance.

Distribuzione delle frane storiche sismo-

indotte nel territorio campano ed aree

limitrofe (come da Keefer 1984, ISSMGE,

TC4 1999)

Mappa delle tre curve-

limite di Keefer (1984) per

l’evento sismico del 1980.

Epicentro del sisma (da

DBMI04, Stucchi et al.,

2007) indicato dall’asterisco

verde.

In rosa: limite proposto da

Keefer (1984) per la I

Categoria di frane sismo-

indotte; in azzurro: limite

per la II Categoria; in verde:

limite per la III Categoria

(da Tarallo, 2010).

Distribuzione delle frane indotte dal terremoto

del 1980 rispetto alle isosiste

(linea rossa = IX grado; linea arancione = VIII

grado; linea gialla = VII grado; linea verde = VI

grado)

Isosiste ricavate dal Catalogo DBMI04 (Stucchi et

al., 2007) (da Tarallo, 2010).

Frequenza del numero di frane

sismo-indotte in Campania ed

aree immediatamente limitrofe.

Le frane generiche sono indicate

con la sigla NN (da Tarallo,

2010).

Carta delle unità e dei complessi litologici della

Regione Campania (Di Nocera e Matano, 2011)

(da Rapolla et al., 2012)

( )C

BA SSS

Sl ⋅+=2

(%)

Carta schematica delle unità geologiche della Regione Campania con ubicazione delle tre aree

di studio (da Tarallo, 2010).

Carte litologiche per le tre aree studioSono state dedotte dalla carta geologica 1:50.000 (CARG).Sono state individuate 7 unità litologiche quaternarie e 13unità pre-quaternarie

Litotipo Vs (m/s)Depositi antropici (an) 150Detrito eterometrico a struttura caotica (fr) 150

Ghiaie e brecce con sabbia (gh) 500

Ghiaie e ghiaie sabbiose (gs) 450Limi e torbe (lt) 150Sabbie, limi e torbe (sp) 250Ignimbrite Campana (IC) 800

Argille e siltiti (AT) 300Argille, calcari e calcari marnosi (AM) 400Argille, siltiti e marne (AS) 350

Argilliti e diaspri (AD) 400

Sabbie (SA) 350Areniti, calcareniti e peliti (AP) 400

Arenarie e conglomerati (AC) 800Conglomerati e sabbie (CS) 800Calcari clastici (CC) 1200

Calcari clastici, marne e argille (CM) 600

Calcari e calcari dolomitici (CA) 1500Dolomie (DO) 1300Evaporiti (EV) 1200

Mappe della Lithology Significancedelle aree studio (da Tarallo, 2010).

Mappe della Slope Significance delle aree studio (da Tarallo, 2010).

Mappe della Significance dei Fattori Predisponenti delle aree studio (da Tarallo, 2010).

Mappe della Intensity Significance delle aree studio

Sisma 1688

Sisma 1930

Sisma 1980

UTILIZZO DI SCENARI :Isosiste dei sismi risentiti conmaggiore intensità nelle trearee studio:sisma del 1688 per l’Area 1,sisma del 1930 per l’Area 2 esisma del 1980 per l’Area 3.Dati sulle intensitàmacrosismiche da DBMI04(Stucchi et al., 2007).

Mappe del Livello di Suscettibilità alla franosità sismo-indotta per le tre aree in studio del Sannio-Irpinia

Il confronto dei risultati ottenuti con la distribuzione conosciuta nelle aree dellefrane storiche sismo-indotte del 1980, derivate dalle Carte inventario dei fenomenifranosi delle Autorità di Bacino e del Progetto IFFI, ha evidenziato una buonaefficacia del metodo, in quanto il 60-90% delle frane si colloca in aree con valori altio molto alti della suscettibilità a franare sotto l’azione sismica.In totale per le tre aree, il 12,2% delle frane storiche sismo-indotte ricade in zone

a molto alta suscettibilità, il 58,5% in zone ad alta suscettibilità, il 22% in zone amedia suscettibilità ed il 7,3% in zone a bassa suscettibilità.

YearEpicentre Location

MCS Intensity

1883 Casamicciola X1881 Casamicciola IX1867 Casamicciola VI1863 Casamicciola VII1841 Casamicciola VII1828 Casamicciola VIII-IX1796 Casamicciola VII1767 Northern

SectorVII-VIII

1762 Casamicciola VII1557 Campagnano VII-VIII1302 Arso VIII1228 Casamicciola IX-XII-III

Cent. A.D.Western Sector

–

IV Cent. B.C.

Western Sector

–


Terremoto di Casamicciola del1883, terremoto rappresentativodella sismicità dell’isola (scenario).Ipocentro: 1,5 kmPiani di faglia: E-O e NO-SE(da Luongo et al., 2006).

Valori di accelerazione massima orizzontalein g(da Rapolla, 2010)

Epicentri dei sismi storici dell ’Isolad’Ischia come riportati da Alessio et al.(1996).

Landslide Number

Landslide Type YearAverage

slope Epicentral

Distance (km)

1 Debris Flow – 30° 1.68

2 Debris Flow – 30° 1.47

3–4–5–61828, 1863, 1881, 1883 42° 1.73

7–8–9–101828, 1863, 1881, 1883 43° 1.33

11 Debris Slide 1883 20° 1.98

12 Debris Slide – 30° 1.64




16 Debris Slide 1883 28° 1.14

17 Debris Slide 1883 29° 0.95

18 Debris Slide II-III Cent. A.D. 30° 2.72

19 Debris Slide II-III Cent. A.D. 30° 3.05

20 Deep-Seated Slump IV Cent. B.C. 30° 1.65

21 Deep-Seated Slump IV Cent. B.C. 25° 1.72

Inventario delle frane storiche sismo-indotte dell’isola (da Rapolla et al., 2010). L’anno ed il tipo dei fenomeni franosi sono da Guadagno e Mele (1995)

e Mele e Del Prete (1998).

Frane Sismo-indotte e mappa geo-litologica di Ischia derivata da carte con scala 1:10.000 (Vezzoli, 1984; AdBNOC, 2002)


Geo-Lithological Characteristics:

- Ground Type (EuroCode 8, 2003; OPCM 3274/03)

- Internal Disruption Level- Natural Humidity

Geotechnical

Parameters

NSPT Cu (kPa)

Geophysical

Parameter

Vs (km/s)

(average

value)

Geo-lithological Units

at Ischia

Ground Type A

1) Coherent, non-fractured materials

2) Coherent, slightly fractured

materials

> 1.5

1.5 – 0.8

(1.15)

- Lavas

Ground Type B

Coherent, strongly fractured

materials; Deposits of stiff soil

>50 > 250 0.8 – 0.36

(0.58)

- Siltstones

- Pumice Breccias and

Welded scoriae

- Tuff (Welded Facies)

Ground Type C

Deposits of dense or medium-dense

soil

15 – 50 250– 70 0.36 – 0.18

(0.27)

- Debris Deposits

- Tuff (Unwelded Facies)

- Pyroclastic Deposits

- Reworked Pyroclastic

Deposits

Ground Type D

Deposits of cohesionless soil <15 < 70 < 0.18

- Sand and Filling

Materials

Pseudo-coherent (Clayey)

Materials

1) Low natural humidity

2) High natural humidity

> 50

< 50

> 0.18

< 0.18

Classificazione dei depositi litoidi e sciolti basata sulle loro caratteristiche geo-litologiche, geotecnichee geofisiche. Nell’ultima colonna è riportata l’attribuzione delle unità geo-litologiche dell’Isola d’Ischiaalle diverse Categorie di Suolo di cui all’OPCM 3274/2003 (da Rapolla et al., 2010).

Parametro A: Litologia Parametro B: Pendenza

Applicazione Metodologia a Ischia (Rapolla et al., 2010)

Parametro C: Intensità SismicaMedia dei Parametri A e B: Fattori Predisponenti

A) Mappa della Significatività dei Fattori Predisponenti (litologia e pendenza) (modificato da Rapolla et al., 2010).

B) Mappa della Suscettibilità all’innesco di frane dell’isola (da Autorità di Bacino Nord Occidentale della Campania, 2002).

Mappa del Livello di Suscettibilità alla franosità sismo-indotta ad Ischia ottenuta attraversol’applicazione del nuovo metodo proposto da Rapolla et al. (2010), con sovrapposte lenicchie di distacco e le aree di recapito delle frane storiche sismo-indotte.

Alte suscettibilità si osservano in corrispondenzadelle pendici settentrionali del Monte Epomeo,dove ad alti valori della Significatività dei FattoriPredisponenti si associano i più elevati valoridella Significatività del Fattore Innescante, legatialla posizione dell’epicentro del sisma diCasamicciola del 1883.

Un raffronto tra l’andamento delle aree definitecome ad alta suscettibilità e la distribuzione deipunti di innesco delle frane storiche sismo-indotte mostra un ottimo accordo tra le aree piùsuscettibili e le frane.

Tutte le frane ricadono in aree individuatedalla procedura come altamentesuscettibili, pur risultando l’estensione ditali aree relativamente limitata, comerichiesto da Fell et al. (2008).

Infatti le aree con suscettibilità medio-alta (>60%) risultano essere solo circa l’8% dellasuperficie totale dell’isola.Le aree con suscettibilità del 30% – 60%occupano circa il 52% della superficie totaledell’isola.Le aree con suscettibilità < 30% occupano circail 40% della superficie totale dell’isola.

GRAZIE

LA FRANOSITA’ SISMO INDOTTA o IN PROSPETTIVA...

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