San romano in garfagnana


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ARFAGNANA



 Par. 

9.1


Inquadramento 

generale


 

 

 



 

 

         

 

 



 

 

SAN ROMANO IN GARFAGNANA 

 

 

 



 

 

 



 

9.1

 

I

NQUADRAMENTO GENERALE

:

 GEOLOGIA E MORFOLOGIA LOCALE

 

Il centro urbano di San Romano Garfagnana è ubicato sul versante sinistro 

del fiume Serchio ad una quota di 550 -570 m s.l.m; la sua parte più antica 

sorge su due dorsali e su un versante parallelo (schematizzati in Figura 9.1 

secondo la classificazione geomorfologica adottata dalla regione Toscana 

per classificare i Comuni della Garfagnana), mentre la zona di espansione 

sorge su un versante parallelo. 

Il centro abitato è stato costruito in larga parte sulla formazione delle 

argille e calcari (ac), classificata anche come complesso di base (cb) che, in 

questa località, è abbastanza ricco in livelli calcarei (cb1). Una parte più 

recente dell'abitato si estende su terreni di copertura (detriti e detriti di falda, 

dt), provenienti dall'alterazione delle arenarie del Macigno (mg); in alcune 

zone, per effetto di trincee originatesi alla testa di superfici subpianeggianti 

per imponenti movimenti di versanti frane e deformazioni gravitative 

profonde, sono presenti dei depositi palustri (p). 

Il versante di San Romano è infatti coinvolto da una grande quantità 

di fenomeni gravitativi, diversi tra loro per tipologia e stati attività che 

ricoprono quasi l’intero territorio. 

Sebbene in quest’area il problema più evidente, ma anche quello più 

urgente, sia legato alla stabilità delle numerose aree in frana, la valutazione 

degli effetti sismici locali in questo sito, come negli altri, è stata ugualmente 

finalizzata alla determinazione delle velocità di propagazione delle onde 

sismiche sia nelle coperture che nel substrato ed alla definizione degli effetti 

amplificativi legati alla litologia. (con particolare riferimento alla geometria e 

 

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 Par. 

9.1


Inquadramento 

generale


 

alle proprietà fisico-meccaniche), per poi utilizzare i risultati così ottenuti 

come base per una successiva analisi di stabilità in condizioni sismiche. 

 

Figura 9.1 – Schematizzazione delle morfologie rilevate nel Comune di San Romano in Garfagnana: 



dorsale (a) e versante parallelo (b) 

Per quanto riguarda la geologia superficiale, raffigurata in Figura 9.2 

(Nardi et al 1983-1985), al di sotto di ampie e potenti coperture affiorano 

formazioni appartenenti alla Successione Toscana non metamorfica, 

all'Unità di Canetolo e all'Unità di Ottone-Santo Stefano; tali unità e le 

formazioni ad esse appartenenti, in ordine di sovrapposizione geometrica 

dall'alto verso il basso, sono: 

 



SUCCESSIONE TOSCANA: Macigno (mg). 

 



UNITA' DI CANETOLO: Argille e calcari (ac o cb1) 

 



UNITA' DI OTTONE SANTO-STEFANO: Complesso di Monte Penna –

Casanova (Brecce di Santa Maria (cb), Brecce a prevalenti elementi calcarei (bc)). 

 



DEPOSITI QUATERNARI: Depositi detritici (dt); Depositi alluvionali recenti 

e attuali (all); Depositi Palustri (p). 

 



attuali (all); Terreni di riporto (rp). 

 

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9.1


Inquadramento 

generale


 

Detrito


Quaternario (dt)

dt

cb

Complesso di base. Cretaceo-Eocene (cb)



cb1

Complesso di base con strati e blocchi di

calcareniti, calcari marnosi e silicei o

argille e calcari .

Cretaceo-Eocene (cb1 o ac)

Sondaggio e prova down-hole (S)



LEGENDA

Sito 2 e 3:

1. spessore e

proprietà dinamiche

del detrito (dt)

2. stratigrafia ai due

lati della faglia



SAN ROMANO IN

GARFAGNANA

Sezioni precedentemente investigate



Sito 1:

1. spessore e

proprietà dinamiche

delle argille e calcari

(ac)

2. spessore e



consistenza dei livelli

calcarei


S2

S1

 

Figura 9.2 – Carta della geologia superficiale relativa al Comune di San Romano in Garfagnana con 

relativa legenda (riportata limitatamente alle formazioni di interesse) e l’ubicazione dei siti e delle prove 

Tali formazioni geologiche sono poi state classificate, dal punto di 

vista delle caratteristiche meccaniche in campo statico e dinamico (fornite in 

termini di densità, 

ρ

, velocità delle onde SV



S

, e rapporto di smorzamento 

iniziale,  D

0

) come Unità Litologico-Tecniche, che per l’area in oggetto 

risultano essere: 

ULT B


:  materiali lapidei stratificati (substrato) costituiti da Macigno (V

s

 = 

1700 m/s; D

0

 = 0.005; 

ρ

 = 2.4 t/m



3

); 


ULT C

:  materiali granulari cementati (substrato) costituiti da brecce a 

prevalenti elementi calcarei (V

s

 = 900 m/s; D

0

 = 0.02; 

ρ

 = 2 t/m



3

);  


ULT D

:  materiali coesivi consolidati (substrato), costituiti dalle Brecce di 

Santa Maria (V

s

 = 700 m/s; D

0

 = 0.02; 

ρ

 = 2 t/m



3

); 


Sez. 1

Sez. 2

Macigno (mg)

Oligocene medio/sup.-Oligocene sup.

S3

mg

Faglia


175 metri

350 metri

 

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 Par. 

9.1


Inquadramento 

generale


 

ULT E


:  materiali granulari non cementati o debolmente cementati 

(copertura), costituiti da depositi detritici, da depositi alluvionali e 

da corpi di frana. 

Dal punto di vista dell’analisi della risposta sismica locale nei siti di 

San Romano in Garfagnana il bedrock è in generale costituito dal complesso 

di base, nella sua forma più comune, cioè costituito prevalentemente da 

argilliti (cb), oppure costituito da argilliti alternate a strati e blocchi di 

calcareniti, calcari micritici e calcari marnosi, più comunemente definito 

come argille e calcari (ac). Limitatamente ad alcune zone il bedrock è 

costituito dall’arenaria ‘macigno’ (mg). 

La copertura è costituita dai depositi alluvionali, composti 

principalmente da detriti (dt). 



9.2

 

A

NALISI E RICERCHE PRECEDENTEMENTE EFFETTUATE

 

9.2.1

 

Analisi di maggiore pericolosità sismica locale 

Sulla base della carta geologica, geomorfologica e litotecnica sono state 

delimitate le aree classificate come pericolose dal punto di vista sismico 

(carta delle zone a maggiore pericolosità sismica locale riportata in Figura 

9.3, C.N.R, 1998) e sono state riconosciute le seguenti tipologie: 

 



 



 

 



zone caratterizzate da movimenti franosi attivi e quiescenti (zona 1 

zona 2); 

zone con acclività > 35% associate alle coperture detritiche (zona 4

zone di cresta rocciosa, cocuzzolo, dorsale (zona 7); 

zone di contatto tra litotipi con caratteristiche fisico-meccaniche diverse 

(zona 10). 

Nelle zone 1, 2 e 4 gli effetti attesi riguardano le possibili accentuazioni dei 

fenomeni di instabilità in atto e potenziali a seguito di un evento sismico, in 

particolare la zona 1, con fenomeni franosi attivi, interessa una limitata area 

sulla viabilità principale tra le località S. Antonio e Naggio; la zona 2, con 

fenomeni franosi quiescenti interessa in parte il versante su cui è costruito il 

centro abitato e la zona 4 è stata individuata nel versante a monte del centro 

urbano. 


Nella  zona 7 gli effetti attesi sono dovuti alle possibili amplificazioni del 

moto del suolo connesse con la focalizzazione delle onde sismiche; in 

particolare tale zona interessa gran parte del centro abitato. 

Nella  zona 10 gli effetti attesi riguardano amplificazioni differenziate del 

moto del suolo, dove potrebbero verificarsi dei cedimenti; tali zone 

interessano direttamente il centro abitato. 

 

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Par. 9.2


Analisi e ricerche precedentemente effettuate

 

Come già ricordato più volte le indagini e le sperimentazioni sono state 



finalizzate allo studio dei fenomeni di amplificazione legati alla 

caratteristiche meccaniche delle differenti litologie presenti (zona 7 e 10) 

rinviando lo studio dei seppur numerosi fenomeni d’instabilità (zona 1, 2 e 

4) ad altri studi. 

Figura 9.3 – Carta delle zone a maggiore pericolosità sismica  relativa al Comune di San Romano in 

Garfagnana 

9.2.2

 

Analisi di amplificazione locale  

Nel Comune di san Romano in Garfagnana è stata effettuata un’indagine di 

sismica a rifrazione, finalizzata alla taratura dei parametri da utilizzare per 

un’analisi numerica, dove è stata adottata come sorgente un’esplosione in 

una delle cave di marmo presenti nelle vicinanze (CNR-IRRS, 1993). 

Le stazioni di registrazione sono state ubicate lungo due profili 

trasversali orientati NNW-SSE e ENE-WSW. 

Per valutare la funzione di amplificazione rispetto ad un sisma atteso è 

stata quindi effettuata una modellazione numerica dell'area di San Romano 

in Garfagnana attraverso due sezioni rappresentative (riportate in Figura 9.2, 

e indicate come Sez. 1 e 2), ortogonali tra di loro e intersecantesi in 

corrispondenza del centro urbano. 

 

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Par. 9.2


Analisi e ricerche precedentemente effettuate

 

Sulla base dei risultati dell’analisi sperimentale per ciascuna sezione 



sono state considerate tre Unità Litologico-Tecniche: 

ULTB


 (materiali lapidei stratificati: Macigno) con valore del peso di volume 

di 2.4 t/m



3

 e con valore di V



s

 di 1700 m/s

ULTC

 (materiali granulari cementati: brecce a prevalenti elementi calcarei) 



con valore del peso di volume di 2 t/m

3

 e con valore di V



s

 di 900 m/s

ULTD


 (materiali coesivi consolidati: Argille e calcari) con valore del peso di 

volume di 2 t/m



3

 e con valore di V



s

 di 700m/s

In Figura 9.4 e 9.5 sono riportati i valori del coefficiente di 

amplificazione relativi alle due sezioni, mentre in Figura 9.6 sono 

rappresentati i risultati in modo areale, interpolando i dati delle due sezioni 

analizzate. 

Il modello ha mostrato che l'area è caratterizzata da una 

amplificazione generalizzata rispetto al sisma atteso sull'ipotetico sisma di 

riferimento. In particolare si può notare come le maggiori amplificazioni 

siano localizzate nelle aree dove sono presenti i litotipi con caratteristiche 

meccaniche più scadenti. 

9.2.3

 

Analisi di vulnerabilità  

Per il capoluogo di San Romano in Garfagnana è stata effettuata una 

valutazione della vulnerabilità basata su una serie di informazioni riguardanti 

le caratteristiche degli elementi costruttivi degli edifici: la maggioranza degli 

edifici rientrano nella classe a vulnerabilità bassa e solo alcuni presentano 

valori di vulnerabilità medi. 



9.3

 

P

ROGRAMMAZIONE DELLE INDAGINI

 

9.3.1

 

Problematiche individuate 

Sulla base degli studi descritti al Paragrafo precedente sono dunque emerse 

le seguenti esigenze: 

a)

 



definire la geometria della dislocazione tettonica che mette a contatto la 

formazione delle Argille e calcari (ac) e la formazione del Macigno (mg); 

b)

 

definire i parametri dinamici (velocità delle onde S, V



S

, e modulo di 

taglio, G) delle formazioni presenti (Argille e calcari e Macigno); 

c)

 



definire gli spessori e la geometria della coltre detritica (dt); verificare 

l'ipotizzata possibilità di un aumento della frazione calcarea nella 

formazione delle Argille e calcari in corrispondenza del Comune. 

 

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Par. 9.3


Programmazione delle indagini

 

Figura 9.4 – Funzione di amplificazione determinata con un modello ad elementi finiti (Quad4) per la 



sezione 2  ottenuta adottando due differenti modelli geologici 

9.3.2

 

Scelta dei siti 

Per la risoluzione delle problematiche e per il conseguimento degli obiettivi 

sopra elencati sono stati individuati tre siti, rappresentati in Figura 9.2, 

insieme all’ubicazione delle indagini in sito (sia di sismica superficiale che 

geotecniche), alla geologia superficiale e alle tracce delle sezioni investigate 

nelle precedenti modellazioni. 



Sito 1: tale sito è stato scelto per caratterizzare dinamicamente la 

formazione delle Argille e calcari su cui poggia gran parte del centro urbano  

e per la quale sono stati ritenuti sufficienti valori puntuali di velocità delle 

onde S, e per verificare lo spessore dei livelli calcarei localmente presenti. 

 

 

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Par. 9.3


Programmazione delle indagini

 

 



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Figura 9.5 – Funzione di amplificazione determinata con un modello ad elementi finiti (Quad4) per la 

sezione 1  ottenuta adottando due differenti modelli geologici 

 

 

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Par. 9.3


Programmazione delle indagini

 

Figura 9.6 – Distribuzione areale dei valori del coefficiente di amplificazione determinati con un modello 



ad elementi finiti (Quad4) nel Comune di San Romano in Garfagnana 

Sito 2: il sito è stato scelto per definire gli spessori, la geometria e la natura 

delle coperture detritiche nonché per determinare la velocità delle onde S 

delle coperture e del substrato.  

Sito 3: questo sito, posizionato in prossimità della faglia, è stato scelto per 

definire la successione stratigrafica del substrato, individuare l'altezza 

piezometrica della falda e eventualmente determinare la velocità di 

propagazione delle onde S nel detrito e nel substrato. 



9.3.3

 

Scelta del tipo di indagini 

In corrispondenza dei siti individuati sono state effettuate le seguenti 

indagini in sito: 

 



 tre sondaggi geotecnici con prova down-hole in corrispondenza di 

ciascuno dei tre siti (indicati in Figura 9.2 rispettivamente con S1S2 e 



S3), condotti sino alle profondità di 31 m40 m e 30 m

Sui 14 campioni estratti durante i sondaggi sono state eseguite le 

seguenti prove di laboratorio: 

 

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Par. 9.3


Programmazione delle indagini

 



 

prove di classificazione (peso di volume, contenuto d’acqua, analisi 

granulometrica, limiti di Atterberg); 

 



prove edometriche con misura di k

0



 

prove triassiali monotone k

0

-consolidate drenate; 



 

prove di colonna risonante; 



 

prove di taglio torsionale ciclica; 



 

misure con bender elements. 



9.4

 

E

LABORAZIONE ED ANALISI DEI RISULTATI DELLE PROVE IN SITO

 

9.4.1

 

Caratterizzazione stratigrafica 

Le caratteristiche stratigrafiche dei tre siti esplorati, tenendo conto anche di 

risultati di altri sondaggi eseguiti nel passato, possono essere così 

sinteticamente descritte.  

La copertura detritica presenta uno spessore molto variabile: 

praticamente assente sul versante più a valle rispetto al centro abitato, 

laddove la formazione delle Argille e Calcari sono affioranti (sondaggio S1), 

diventa più consistente (con uno spessore di 3 m circa) sulla parte più a 

monte del versante immediatamente a ridosso dell’affioramento del 

Macigno (sondaggio S2), fino a raggiungere uno spessore di oltre 9 m in 

prossimità della faglia, in località S.Antonio (sondaggio S3). Tale copertura è 

costituita prevalentemente da limi e limi sabbiosi di colore da marroncino a 

ocraceo con inclusi arenacei molto alterati (derivanti dalla disgregazione del 

Macigno sovrastante) che diventano preponderanti e più fini con la 

profondità, dove il detrito assume le caratteristiche di una matrice limoso 

sabbiosa o limoso argillosa con inclusi arenacei molto fini e diffusi e misti a 

inclusi argillitici e siltitici. 

Il substrato è costituito, in corrispondenza di tutti i tre siti esaminati, 

dalle argille e calcari (ac), che però presentano caratteristiche piuttosto 

differenti, essendo costituite in alcuni casi prevalentemente da argilliti, 

mentre in altri da livelli calcarei e siltitici alternati e talora predominanti. 

Infatti in corrispondenza del sito 2 e 3, a parte uno strato intermedio di 

passaggio di argilliti molto alterate, dello spessore di circa 2 m, vengono 

raggiunte subito le argilliti integre (grigie e molto fissili) che nel sito 2 

costituiscono uno strato omogeneo fino alla profondità di 36 m, con una 

compattezza e una resistenza che crescono progressivamente con la 

profondità. A partire dai 36 m si alternano all’argillite molto integra e tenace, 

livelli calcarei di uno spessore di 10 

÷

 15 cm intercalati con livelli siltitici. Nel 

 

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Par. 9.4


Elaborazione ed analisi dei risultati delle prove in sito

 

sito  3 invece le argilliti integre, seppure nettamente prevalenti, presentano 



già a partire dai 15 m alternanze con livelli calcarei e siltitici. 

Diversa è la situazione del substrato rilevata nel sito 1, in questo caso, 

infatti, la mancanza di una copertura detritica, rende le argilliti del substrato 

nei primi 6 m molto alterate e soprattutto alternate, con una frequenza 

sempre maggiore al crescere della profondità, con livelli siltitici scuri che 

tendono a diventare prevalenti sulle argilliti e sempre più compatti, fino a 

raggiungere uno strato di siltite scura compatto tra 6 e 10.5  m. Tra 10.5 m e 

16 m si ripresenta un’alternanza piuttosto fitta tra strati di argillite e di siltite 

dello spessore medio di 50 cm, con un incluso calcareo di spessore di circa 



m. Tra 16 e 18.5 m prevale nettamente l’argillite integra, mentre tra 18.5 e 27 

m è stato incontrato uno strato quasi omogeneo di siltite, intercalato a strati 

di argillite nella parte inferiore, che diventa prevalente da 27 m fino a fondo 

foro (33 m). In ogni caso a partire da 16 m sia l’argillite che la siltite risultano 

molto integre e compatte assumendo un aspetto e una consistenza litoide. 

La falda è risultata molto superficiale al sito 3 (1.80 m dal p.c.), più 

profonda al sito 1 e 2 (rispettivamente 4.5 m e 6.7 m dal p.c.). 

Le stratigrafie rilevate durante l’esecuzione dei sondaggi S1, S2 e S3 

sono riportate in Figura 9.7, con l’indicazione delle quote di prelievo dei 

campioni ed evidenziando la posizione e lo spessore relativo a ciascuna delle 

formazioni incontrate.  

 

A parte lo strato superficiale, corrispondente alla copertura detritica, i 



materiali incontrati durante l’esecuzione dei sondaggi sono risultati 

particolarmente duri e rigidi, tanto che le misure SPT, al di sopra di una 

certa profondità, soprattutto in corrispondenza del substrato, hanno dato 

per la gran parte rifiuto. I valori di N



SPT

 relativi alla copertura sono 

progressivamente crescenti con la profondità e variano tra 15 (1.9 m) e 26 

(8m). 

Non sono purtroppo disponibili i risultati delle prove DH effettuate in 

corrispondenza dei tre fori. 

 

 

 



 

 

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Par. 9.4


Elaborazione e analisi dei risultati delle prove in sito

 

Argilliti grigio-scure 



mediamente-molto 

alterate con livelli 

silititici scuri in 

frammenti centimetrici 

con rari orizzonti di 

arenaria molto fine

Siltiti scure compatte

con vene di calcite

Siltite scura in 

frammenti centimetrici

nella parte superiore  

e compatto con 

caratterisstiche litoidi 

nella parte centrale. 

Nella parte inferiore è 

alternata a strati di 

argliite compatta 

Argillite compatta

Sabbie e limi 

avana


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