The huge impact caused by liquefaction during past earthquakes stimulates the interest of researchers in investigating the factors ruling the susceptibility of subsoil and the triggering conditions. The concern of stakeholders raises the need for risk assessment methods applicable at the large scale. A crucial aspect for liquefaction risk assessment consists in the subsoil characterization, with the stratigraphic classification into homogeneous soil layers and the identification of the susceptible volumes, with the aim of constructing 2D and 3D geo-mechanical models. In the current practice, the CPT-based soil behavior type (SBT) and the soil behavior type index (Ic), are widely used to identify soil boundaries discontinuities (Robertson, 2016). Sometimes, the interpretation of subsoil profile is not immediate and unique, due to the lack of evident boundary changes. In these cases, the need is felt for sound, widely applicable tools that provide univocal identification of subsoil strata. Statistical procedure, developed over the years, provides a less subjective interpretation of the subsoil and, in conjunction with artificial intelligence, can lead to improve the current methodology obtaining an objective and extensive site characterization. This work exposes a data-driven analysis for the subsoil stratigraphic recognition combining geostatistical tools and AI genetic algorithms. The presented procedure is calibrated and validated on the case study of Terre del Reno (Italy), severely struck by liquefaction during the 2012 Mw 6.1 earthquake and characterized by complex geo-stratigraphic conditions. The selected area, homogeneously covered by about 1700 geognostic surveys, is investigated within the "PERL" research project, carried out by the Emilia Romagna Region (RER), CNR-IGAG and UniCas-DiCeM, aiming to provide a reliable procedure for liquefaction risk assessment and a seismic microzonation. From the RER geodatabase, 102 pairs of complementary CPT and boreholes were extracted to calibrate the method, defined as the couples of surveys located at a relative distance less than 30m, considered for this purpose as spatially correlated. Starting from the information available from the boreholes, a geologic-sedimentologic study has been carried out to define the main stratigraphic units. In parallel, CPT profiles are processed with a statistical method based on the spatial variability analysis of the measured parameters, identifying statistically homogeneous layers and associating to each of them the correspondent stratigraphic unit reported in the complementary borehole. At this stage, an artificial intelligence algorithm has been calibrated merging the outcomes derived from couples of CPTs and boreholes. Subsequently, the procedure has been applied to the remaining CPTs, combining the geological and geotechnical knowledge of the subsoil in an efficient and automatic way to enable a large-scale reconstruction of the subsoil stratigraphy.

Terre del Reno is a municipality in the Emilia-Romagna Region (Italy) that experienced relevant liquefaction events during the 2012 seismic crisis, which was characterised by two main shocks (ML 5.9 and 5.8). Such events are mainly related to the complex geo-stratigraphic setting of the area. In this background, the present work is devoted to achieving two main objectives: i) define a new integrated methodology to assess liquefaction susceptibility in complex stratigraphic conditions through a multi-level approach; ii) perform a level 3 seismic microzonation study of Terre del Reno. To this purpose, more than one thousand geophysical and geotechnical measurements vailable from three different databases and some hundreds of new collected investigations were stored in a dedicated geodatabase. Data and metadata, that were spatially and statistically manipulated to guarantee their harmonization, standardization, and uniqueness, were explored to reconstruct a model for the Terre del Reno subsoil. Specifically, a geological model of the studied area (~ several hundreds of meters) was first reconstructed as well as the seismic bedrock geometry (the latter defines as the layer characterized by the stiffness requirement: Vs > 800 m/s). This model was obtained by integrating deep bore-hole data available from previous studies and geophysical and geotechnical investigations. Furthermore, a high-resolution geological reconstruction of the upper 30 m has also been performed through sedimentological and paleo morphological analysis to characterize the sedimentary units affected by liquefaction. This analysis may be used to compare both well-known and innovative geotechnical indicators for liquefaction susceptibility assessment. Thus, a set of acceleration time histories, that are spectrum-compatibles with the spectrum of reference input motion at outcropping bedrock of the site, were used as input in 1D and 2D site effect numerical modelling. The obtained results were synthetized and represented in a level 3 seismic microzonation study with the aim of providing operational indicators devoted to urban planning and for challenging problem related to liquefaction.

On August 21, 2017, the volcanic island of Ischia was struck by a Mw 3.9 (http://cnt.rm.ingv.it/event/16796811) earthquake which caused two victims and heavy damages on wide portions of the Casamicciola Terme, Lacco Ameno and Forio municipalities. Following the Decree 1/2018 of the Government Commission for the reconstruction of damaged areas of Ischia Island, a Grade 3 Seismic Microzonation study was committed by each municipality to private consultants, who were scientifically supported by a multidisciplinary team of geologists, geophysicists and geotechnical engineers from CNR, INGV and University of Naples "Federico II". The existing data from previous geological and geotechnical investigations were integrated with the results of new geo-lithological surveys and geophysical measurements (HVSR, MASW, Down hole tests) carried out by the consultants. The whole amount of data was quality checked, homogenized and collected in a SQLite/SpatiaLite geodatabase using a QGIS open source software by the support team. A geo-lithological map of northern and western sides of the island was then produced, and the results of routine geophysical tests were coupled with those of seismic 2D ambient vibration arrays, to obtain shear wave velocity profiles (several hundreds of meters deep) down to the seismic bedrock, made of lithic tuffs and lavas, and to define its buried morphology. This in turn enabled to draw a map of seismically homogeneous microzones of the entire study area. Cyclic torsional shear tests were carried out on 10 undisturbed soil samples, mainly taken from epiclastic cover deposits, to characterize their non-linear behavior to be adopted for seismic response analyses. These latter were carried out along 1D profiles characterizing each microzone and along selected 2D cross sections running from the Mount Epomeo to the coast. The dynamic analyses allowed to detect and map areas characterized by variable amplification factors, of spectral accelerations throughout different ranges of periods (0.1-0.5s, 04.-0.8s, 0.7-1.1 s). The zones most prone to site amplification are those corresponding to localized graben-like depressions at the toe of Mount Epomeo, such as Maio neighborhood of Casamicciola, where thickened epiclastic covers are entrenched into blocks of uplifted bedrock and where a combination of 1D stratigraphic amplification and 2D reflection and diffraction effects is expected.

In May and June 2012, Emilia region (Italy) was struck by a seismic crisis characterized by morethan 2000 earthquakes with two main shocks (20 May and 29 May events with ML 5.9 and 5.8,respectively) and several earthquake-induced effects. Relevant liquefaction events were observedall over the area showing a maximum intensity at San Carlo and Mirabello, two main hamlets inthe Terre del Reno Municipality. In this work, a methodology is proposed for assessing liquefactionsusceptibility in wide areas characterized by complex geo-stratigraphic conditions through a multi-level approach based on simplified models. To this aim, extensive geological studies and morethan one thousand geophysical and geotechnical surveys available from previous studies havebeen collected in a dedicated geographical information system. The database is structured toguarantee data and metadata harmonization and standardization, useful for the realization of anintegrated and interoperable system progressively supplemented with new information.Preliminary 2D and 3D high resolution geological and geotechnical models are elaborated toreconstruct the complex subsoil setting of Terre del Reno area. This study forms the base for the2D numerical modelling carried out with a finite difference code (FLAC) to identify the mechanismof pore pressure increase and of liquefaction triggering. The rationale behind this study concernsthe definition of a simplified approach based on synthetic indicators. Specifically, starting fromparametric analyses, the role of different variables on the triggering process is evaluated togetherwith the definition of set of thresholds able to model the occurrence of liquefaction effects. Thespatial variability of the soil properties, layering and mechanical characteristics is considered witha geo-statistical approach. A comparison between the liquefaction effects observed in 2012 andthe results obtained from calculations is performed for demonstrating the reliability of theproposed approach in extensively simulating a liquefaction occurrence.

Il presente report descrive la metodologia utilizzata per produrre Carte di MS di area vasta. Tale procedura è stata applicata per realizzare le Carte di Livello 1 nei Contesti Territoriali (CT) delle due Regioni, previste nel secondo anno dell'Accordo tra la Presidenza del Consiglio dei Ministri - il Dipartimento della Protezione Civile e il CNR-IGAG (Prot. IGAG 280/2019), ossia: il CT di Lugo per la Regione Emilia Romagna e il CT di Sanremo per la Regione Liguria.

Questo report è suddiviso in due parti. Nella prima parte viene descritta la metodologia seguita per la selezione dell'input sismico adottato per le analisi numeriche di risposta sismica locale eseguite ai siti oggetto di studio, localizzati nei contesti territoriali di: Albenga (SV) e Sanremo (IM), nella Regione Liguria, Lugo (RA) e Terre del Reno (FE). Nella seconda parte, vengono invece descritti gli input selezionati per lo studio del fenomeno della liquefazione in un'area test localizzata in provincia di Ferrara

I terreni di copertura rappresentano un'importante porzione superficiale della litosfera, soprattutto in aree caratterizzate da evoluzione geologica neogenico-quaternaria, come il bacino mediterraneo.Tali terreni sono localizzati prevalentemente ai margini di bedrock affioranti, ossia in conche intramontane, fasce pedemontane, piane alluvionali e costiere, aree deltizie. Data la loro origine, sono costituiti da sedimenti sciolti o poco consolidati e da rocce tenere, che spesso fungono da terreni di fondazione per l'edilizia residenziale e industriale. Per loro natura e distribuzione, sono particolarmente soggetti ad hazard naturali, quali frane, inondazioni e allagamenti, amplificazioni sismiche, cedimenti, liquefazioni. Il loro studio riveste quindi notevole importanza per la mitigazione dei rischi naturali.Da anni l'IGAG investiga queste tipologie di terreni (ad esempio, con i Progetti Urbisit), soprattutto per studi di Microzonazione Sismica (MS), con approcci integrati di tipo geologico, geofisico e geotecnico per la definizione dei modelli di sottosuolo. L'approccio geologico è importante non solo per definire la geometria esterna dei depositi in relazione al bedrock, ma anche per ricostruire la struttura interna dei terreni investigati in termini di organizzazione stratigrafica dei litotipi affioranti e sepolti. I metodi utilizzati sono quelli della stratigrafia fisica, in particolare l'analisi di facies e la stratigrafia sequenziale per particolari contesti fluvio-costieri. Tali metodi permettono di definire l'architettura stratigrafica e la dinamica paleo-ambientale delle aree investigate, tramite l'identificazione delle litofacies e delle loro associazioni, l'individuazione e la gerarchizzazione di superfici limite, l'interpretazione di meccanismi e ambienti deposizionali (Miall, 2016). A tali fini, dati di affioramento, cartografici e di perforazione sono correlati tra loro e integrati con dati di letteratura, per investigare aree estense generalmente alcune decine di km2 e per profondità fino a 100 m. I prodotti derivati, elaborati nel Laboratorio GIS dell'IGAG Montelibretti, costituiscono carte geologiche e sezioni a grande scala (>=1:10.000), pannelli di correlazione e schemi di dettaglio dei rapporti stratigrafici. Essi sono alla base di tutte le elaborazioni successive per lo studio dei geohazard, ad esempio per la produzione di carte geo-tematiche (Carte MOPS, Carte MS), per la parametrizzazione geotecnica e idrogeologica del sottosuolo tramite correlazione litofacies-unità geotecniche (Mancini et al., 2014), per il supporto alla modellazione degli effetti di sito, per la pianificazione di campagne di indagine geofisica, geotecnica e idrogeologica. Aree test di applicazione di questo approccio sono il bacino romano e aree recentemente soggette a sismi (L'Aquila, Amatrice, Ischia), con prospettiva di applicazione ad aree urbane di Georgia e Albania (Accordi Bilaterali CNR).

Mappe di Microzonazione Sismica (MS) di Livello 1 conformi a ICMS 2008 (Gruppo di Lavoro MS, 2008) e agli Standard di rappresentazione e archiviazione informatica, alla scala di Contesto Territoriale.

Vengono sintetizzate le attività svolte durante la prima annualità del progetto del WP3 (2019). In questa fase del cronoprogramma, il gruppo di lavoro CNR-IGAG ha intrapreso una campagna di indagini e una raccolta dati in situ finalizzati alla caratterizzazione geologico-tecnica e geofisica del sottosuolo di n°40 siti dei Contesti Territoriali (CT) di due Regioni (Marche e Toscana) che ospitano edifici strategici e\o in siti di particolare interesse per le finalità di protezione civile.

Il report descrive la metodologia utilizzata per produrre Carte di Microzonazione Sismica di area vasta. Tale procedura è stata applicata per realizzare le Carte di Livello 1 nei Contesti Territoriali (CT) di due Regioni (Marche e Toscana): il CT di Prato per la Regione Toscana e il CT di Fermo per la Regione Marche.

In questo report viene descritta la metodologia seguita per la selezione dell'input sismico adottato per le analisi numeriche di risposta sismica locale eseguite ai siti oggetto di studio, localizzati nei contesti territoriali di: Castelnuovo di Garfagnana (FI), Prato (PO), Borgo San Lorenzo (FI), nella Regione Toscana, e Fermo (FM), nella Regione Marche. Per ogni sito vengono inoltre presentati i risultati della selezione eseguita.

Applicativo sviluppato per facilitare la procedura di regolarizzazione degli spettri di output delle analisi di risposta sismica locale. La procedura implementata è indicata anche in Ordinanza n. 55 del 24 aprile 2018 del Commissario Straordinario Ricostruzione Sisma - 2016.

Guida all'applicativo sviluppato per facilitare la procedura di regolarizzazione degli spettri di output delle analisi di risposta sismica locale. La procedura di regolarizzazione implementata è indicata anche in Ordinanza n. 55 del 24 aprile 2018 del Commissario Straordinario Ricostruzione Sisma - 2016.

Con l'Ordinanza n.1 del 27 novembre 2018 (in seguito, Ordinanza), il Commissario straordinario del Governo per la ricostruzione nei territori dell'isola di Ischia interessati dall'evento sismico del 21 agosto 2017 ha disposto la realizzazione degli studi di microzonazione sismica di III livello come definiti dagli "Indirizzi e criteri per la microzonazione sismica" approvati il 13 novembre 2008 dalla Conferenza delle Regioni e delle Province autonome di Trento e Bolzano, da utilizzare per la pianificazione e la progettazione esecutiva nelle aree maggiormente colpite dal sisma. Il presente documento corrisponde al report 8.2_4 "Relazione tecnico-scientifica finale" previsto dall'allegato A dell'allegato 2 dell'Ordinanza. In particolare questa relazione si riferisce all'attività A.8.2 "Monitoraggio delle attività di progetto per la verifica del raggiungimento dei risultati attesi" e riassume le modalità con le quali si è espletata l'attività in oggetto. La relazione integra e completa tutti i prodotti fino ad ora consegnati al Commissario. Essa si articola in un primo capitolo "Quadro riassuntivo delle attività" che sintetizza per fasi cronologiche le attività svolte e i prodotti correlati di volta in volta consegnati. Segue un secondo capitolo "Dati di base", in cui si riportano i dati relativi all'evento sismico del 21 agosto 2017 e si elencano le indagini pregresse e di nuova esecuzione, svolte dagli affidatari e dalla Struttura di supporto e coordinamento. Il terzo capitolo "Considerazione sui risultati degli studi di MS" concerne l'elaborazione dei dati di base e l'analisi e lo sviluppo degli studi di microzonazione sismica di III livello consegnati dagli affidatari. Il quarto capitolo "Considerazioni conclusive" sintetizza i punti di forza e le criticità emerse durante l'intero lavoro di coordinamento e supporto agli studi di microzonazione sismica nei territori di interesse.

Rapporto sullo stato dell'arte dei metodi di definizione dell'input sismico per amplificazioni e instabilità cosismiche

Rapporto sullo stato dell'arte dei metodi di valutazione delle instabilità cosismiche

Con l'Ordinanza n.1 del 27 novembre 2018 (in seguito, Ordinanza), il Commissario straordinario del Governo per la ricostruzione nei territori dell'isola di Ischia interessati dall'evento sismico del 21 agosto 2017 ha disposto la realizzazione degli studi di microzonazione sismica di III livello come definiti dagli "Indirizzi e criteri per la microzonazione sismica" approvati il 13 novembre 2008 dalla Conferenza delle Regioni e delle Province autonome di Trento e Bolzano, da utilizzare per la pianificazione e la progettazione esecutiva nelle aree maggiormente colpite dal sisma. Il presente documento costituisce il report relativo alle attività A.8, "Coordinamento e gestione del progetto" previste dall'allegato A dell'allegato 2 dell'Ordinanza e contiene le informazioni relative alle attività di coordinamento e gestione del progetto realizzate fino alla consegna del presente documento. Il Report intende riassumere le informazioni relative alle diverse riunioni tenute da novembre 2018 al 7 gennaio 2019 che hanno coinvolto i membri della Struttura di supporto e coordinamento individuata nell'art. 4 dell'allegato A dell'Allegato 2.

Con l'Ordinanza n.1 del 27 novembre 2018 (in seguito, Ordinanza), il Commissario straordinario del Governo per la ricostruzione nei territori dell'isola di Ischia interessati dall'evento sismico del 21 agosto 2017 ha disposto la realizzazione degli studi di microzonazione sismica di III livello come definiti dagli "Indirizzi e criteri per la microzonazione sismica" approvati il 13 novembre 2008 dalla Conferenza delle Regioni e delle Province Autonome di Trento e Bolzano, da utilizzare per la pianificazione e la progettazione esecutiva nelle aree maggiormente colpite dal sisma. Il presente documento costituisce il report relativo alle attività A.3, "Aggiornamento degli affidatari" previste dall'allegato A dell'allegato 2 dell'Ordinanza e contiene le informazioni relative alle attività di coordinamento e gestione del progetto realizzate fino alla consegna del presente documento. In particolare tale report si riferisce all'attività A.3.2 "Organizzazione e realizzazione di corsi formativi per gli affidatari e per i soggetti istituzionali che ne facciano richiesta". La formazione si è svolta tra il 22 ed il 25 gennaio ed il presente report contiene le informazioni relative ai programmi dei corsi ed i relativi docenti, membri della Struttura di supporto e coordinamento individuata nell'art. 4 dell'allegato A dell'Allegato 2.

Con l'Ordinanza n.1 del 27 novembre 2018 (in seguito, Ordinanza), il Commissario straordinario del Governo per la ricostruzione nei territori dell'isola di Ischia interessati dall'evento sismico del 21 agosto 2017 ha disposto la realizzazione degli studi di microzonazione sismica di III livello come definiti dagli "Indirizzi e criteri per la microzonazione sismica" approvati il 13 novembre 2008 dalla Conferenza delle Regioni e delle Province autonome di Trento e Bolzano, da utilizzare per la pianificazione e la progettazione esecutiva nelle aree maggiormente colpite dal sisma. Il presente documento costituisce il report relativo alle attività A.2, "Supporto agli affidatari" previste dall'allegato A dell'allegato 2 dell'Ordinanza e contiene le informazioni relative alle attività di coordinamento e gestione del progetto realizzate fino alla consegna del presente documento. In particolare tale report si riferisce all'attività A.2.4 "Organizzazione di incontri periodici con gli affidatari per valutare lo stato di avanzamento dei lavori". Il Report riporta quanto emerso durante il secondo di questi incontri, che ha coinvolto i professionisti incaricati ed i membri della Struttura di supporto e coordinamento individuata nell'art. 4 dell'allegato A dell'Allegato 2.