comune di zagarise

COMUNE DI ZAGARISE
(Provincia di Catanzaro)
“PROGETTO PER LA REALIZZAZIONE DI UNA CAVA
PER L’ESTRAZIONE DI MATERIALE INERTE E
SUCCESSIVA SISTEMAZIONE IN LOCALITA’
CASE MANDILE”
Relazione geologico-geomorfologica e
sulla stabilit€ dei pendii
RELAZIONE
COMMITTENTE: Salvatore PERRI
Dott. Geol. Beniamino M. Capicotto
V. A. Moro 30 88050 Pentone CZ
P.I.: 01604970804
Cel.: 3474819466 Tel/Fax: 0961925640
E-mail: [email protected]
Il Geologo
Dott. Geol. Beniamino Michele Capicotto
Timbri degli uffici competenti
Collaborazione:
Dott. Geol. Ezio Infelise
SOMMARIO
1. GENERALIT€ ...................................................................................... 2
1.1 Natura della perizia .......................................................................................................................2
1.2 Elaborati .......................................................................................................................................3
2. LA ZONA IN STUDIO.......................................................................... 4
2.1 Situazione geologica .....................................................................................................................4
2.2 Granulometria, composizione mineralogica e petrografica dell’affioramento..................................6
2.2.1 conglomerati pliocenici ..........................................................................................................6
2.2.2. Graniti...................................................................................................................................7
2.3 Geomorfologia e tettonica .............................................................................................................7
2.4 Condizioni idrauliche superficiali ed idrogeologia .........................................................................8
2.5 Classificazione sismica .................................................................................................................8
2.6 Caratteristiche meteo-climatiche..................................................................................................11
3. CARATTERISTICHE GEOTECNICHE E GIACIMENTOLOGICHE 13
3.1 Caratteristiche geotecniche del conglomerato ..............................................................................13
3.2 caratterizzazione del granito: Metodo R.M.R. ..............................................................................13
3.3.2 Determinazione del valore RQD ...........................................................................................14
3.3 Condizioni giacimentologiche .....................................................................................................15
3.4 Riconoscimento del materiale da estrazione.................................................................................15
4. VERIFICA DELLA STABILIT€ DEL PENDIO................................. 17
4.1 Normativa di riferimento............................................................................................................17
4.2 Definizione.................................................................................................................................17
4.3 Introduzione all'analisi di stabilit‚ ...............................................................................................17
4.4 Metodo equilibrio limite (LEM) ..................................................................................................18
4.5 Metodo dei conci ........................................................................................................................18
Metodo di BISHOP (1955) ...............................................................................................................19
4.6 Ricerca della superficie di scorrimento critica..............................................................................20
4.7 Risultati e commenti ...................................................................................................................20
5. CONCLUSIONI................................................................................... 22
1
1. GENERALIT€
1.1 NATURA DELLA PERIZIA
Il sottoscritto Dott. Geol. Beniamino Michele CAPICOTTO, iscritto all'Ordine
Regionale dei Geologi della Calabria con numero di riferimento 499, ha ricevuto dalla
PERRI Salvatore, l’incarico di eseguire un’indagine geologica, geomorfologica e sulla
stabilit‚ dei pendii nell'area destinata alla realizzazione di una cava per l’estrazione di
materiale inerte, coltivazione e definitiva sistemazione ambientale sita in localit‚ Case
Mandile nel Comune di Zagarise (CZ) L’area ƒ distinta in catasto al foglio 44 nella
particella 42. Il sottoscritto si ƒ avvalso della collaborazione tecnica e scientifica del
Dott. Geol. Ezio INFELISE.
Per l’ubicazione dell’area si rimanda agli allegati 1, 2 e 3 di questa relazione.
La presente indagine ƒ volta a fornire al Progettista indicazioni utili al corretto
sfruttamento del giacimento ed ha lo scopo di definire la geologia, le caratteristiche
strutturali e meccaniche delle rocce e dei terreni, in conformit‚ con quanto prescritto da
leggi, regolamenti e piani nazionali e regionali.
Lo studio, tenendo anche conto delle notizie e dichiarazioni reperite in sito, si „
svolto secondo il seguente iter:
 Ricerca bibliografica;
 Consultazione della cartografia ufficiale e sopralluogo con lo scopo di chiarire la
situazione geologica di superficie e le modalit‚ operative dell'indagine geologica;
 Rilevamento
geologico,
geomorfologico
idrogeologico
e
caratterizzazione
geotecnica dei terreni in studio;
 Elaborazione dati e stesura della presente relazione.
2
1.2 ELABORATI
La perizia seguente contiene in dettaglio i dati raccolti ed i risultati ottenuti ed ƒ
inoltre corredata dai seguenti elaborati:
1. Allegato n… 1: Carta topografica alla scala 1:25.000 (tavoletta Cropani IV 576) con
ubicazione del sito di intervento.
2. Allegato n… 2: Corografia alla scala 1:10000 con ubicazione dell’area in studio;
3. Allegato n… 3: Stralcio dell’aerofotogrammetria comunale alla scala 1:5000 con
ubicazione dell’area d’interesse e fotoaerea documentante il territorio;
4. Allegato n… 4: Stralcio della carta catastale (foglio 44) con ubicazione dell’area in
esame alla scala 1:2000;
5. Allegato n… 5: Inquadramento dell’area ai sensi del Piano Stralcio di Bacino per
l’Assetto Idrogeologico (P.A.I.) in scala 1:25000 e sovrapposizione sulla foto aerea
alla scala 1:5000;
6. Allegato n… 6: Carta dei topoieti e tabelle relative alle precipitazioni e temperature;
7. Allegato n… 7: Planimetria quotata con riportata la situazione ante operam e
ubicazione delle sezioni d’analisi di stabilit‚ del pendio;
8. Allegato n… 8: Stralcio della Carta Geologica della Calabria alla scala 1:25.000 con
ubicazione dell’area in esame;
9. Allegato n… 9: Carta d’inquadramento geologico-strutturale alla scala 1:5000;
10. Allegato n… 10: Carta clivometrica dell’area in esame alla scala 1:5000;
11. Allegato n… 11: Risultati analitici della caratterizzazione dell’ammasso roccioso;
12. Allegato n… 12: Carta geomorfologia ed idrogeologica alla scala 1:5000 dell’area in
esame;
13. Allegato n… 13: Elaborazioni e grafici risultanti dall’analisi di stabilit‚ dei pendii
eseguita su sezioni ante e post operam;
14. Allegato n… 14: Servizio Fotografico
3
2. LA ZONA IN STUDIO
2.1 SITUAZIONE GEOLOGICA
Come riferito prima, la situazione geologica generale ƒ stata ricostruita
attraverso diversi sopralluoghi eseguiti nell’area, una ricerca bibliografica e con
l’ausilio della cartografia geologica esistente in bibliografia. Nella fattispecie, l’area
oggetto di questa relazione ricade nella tavoletta della Carta Geologica della Calabria
(vedi All.8), di seguito specificata:
 Carta Geologica della Calabria alla scala 1:25000 (F242 I N.O. - Cropani) a cura
della Cassa per il Mezzogiorno (1959)
Nell'area in esame sono individuabili tre formazioni, una ascrivibile al Quaternario le
sltre due al pliocene. Esse sono cos† descritte in letteratura:
 (af) - Alluvioni fissate, dalla vegetazione o artificialmente. Epoca: Quaternario.
 (P1cl)
–
Conglomerati poligenici, con ciottoli ben arrotondati di rocce ignee e
metamorfiche, occasionalmente di calcare ed altre rocce sedimentarie. Essi sono
localmente associati a sabbie. Questo complesso ƒ generalmente friabile e
moderatamente resistente all’erosione. Permeabilit‚ elevata. Epoca: Pliocene
Inferiore
 () Granito biotitico piuttosto grossolano, con sporadici xenoliti. La roccia ƒ
generalmente fresca, e resistente all’erosione. Permeabilit‚ bassa, con aumento
della stessa nelle zone di fratturazione. Epoca: Paleozoico.
L’impianto della cava ricade principalmente sulla formazione granitica e solo alla
sommit‚ interessa il conglomerato pliocenico. La parte a valle, in prossimit‚ del corso
d’acqua e dove saranno posti in essere i piazzali, ƒ caratterizzata dalle alluvioni fissate.
Nella carta d’inquadramento geologico-strutturale (All. 9) alla scala 1:5000 i limiti tra la
4
le varie formazioni sono state adeguate rispetto alla cartografia ufficiale, poich„ dal
rilievo di campagna sono risultate delle difformit‚.
I terreni conglomeratici si inquadrano in un ciclo sedimentario trasgressivo
studiato da numerosi autori e datato in Calabria tra il Messiniano Sup. ed il Pliocene
Inferiore. Durante tale fase si ƒ avuta una deposizione di sedimenti di natura detritica
risultante dai normali fenomeni di erosione avvenuti sulle formazioni cristalline
(Graniti, Gneiss, Calcari cristallini, ecc.) presenti, nel settore centrale della Calabria, in
corrispondenza dell'Altopiano Silano e della fascia Presilana e formazioni sedimentarie
mioceniche.
Il giacimento conglomeratico, presenta clasti eterometrici non classati. I clasti
possono raggiungere dimensioni ragguardevoli, veri propri megaliti che, talvolta,
venendo isolati dall'erosione della frazione pi‡ fine, possono staccarsi e rotolare verso
valle. La frazione fine ƒ costituita principalmente da sabbia che costituisce la matrice
del deposito conglomeratico.
Dal punto di vista stratigrafico la formazione dei conglomerati non ƒ caratterizzata
dalla presenza di veri e propri piani di sedimentazione, anzi si puˆ riconoscere una
giacitura massiva, sebbene, nel giacimento possono essere individuate veri propri strati
o lenti di sabbie.
La formazione pliocenica, sovrasta con giacitura suborizzontale, la formazione
granitica che ha una diversa origine e appartiene alle unit‚ alpine dell’Arco CalabroPeloritano. Giacimentologicamente, i graniti sono pi‡ importanti, in quanto
costituiscono il 90% del volume estraibile (stima effettuata sulla sezione BB’). Dalle
ricognizioni effettuate dallo scrivente, si evince che il granito ƒ poco alterato ma si
presenta molto fratturato. Queste due condizioni fanno si che il materiale si presti ad un
maggior numero di utilizzi e rende pi‡ facile la coltivazione.
Lungo le pareti affioranti sono state osservate aree dell’ammasso roccioso, con
evidenti colorazioni rossastre, documentate anche nelle foto 2 e 3 riportate in allegato
14 di questa relazione. Tale colorazione non ƒ dovuta ad un fenomeno di alterazione
dell’ammasso roccioso, ma alla ossidazione di ferro contenuto in concentrazioni non
valutate all’interno dell’ammasso medesimo.
5
2.2
GRANULOMETRIA,
COMPOSIZIONE
MINERALOGICA
E
PETROGRAFICA
DELL’AFFIORAMENTO
Come detto prima, l’attivit‚ di cava interesser‚ due formazioni geologiche, i
conglomerati pliocenici e la formazione dei graniti. Le due formazioni hanno un
comportamento geomeccanico diverso, in quanto il primo ƒ un ammasso di natura
sedimentario, il secondo ƒ di natura roccioso. Pertanto le due formazioni saranno
descritte in due paragrafi separati.
2.2.1 conglomerati pliocenici
La granulometria dell’ammasso conglomeratico ƒ simile a quella descritta in
letteratura sulla cartografia geologica ufficiale. E’ stato possibile constatare che in
effetti i ciottoli sono ben arrotondati, testimoni di una progredita evoluzione dovuta ad
un trasporto dal luogo d’origine fino a quello di deposizione.
La matrice ƒ costituita prevalentemente da sabbia media-grossolana con la
presenza di frazioni pi„ fini. Il sedimento globalmente pu… essere considerato
poligenico mal classato e non gradato. Vale a dire con clasti di varia natura
mineralogico-petrografica, di dimensioni variabili e che non variano con uniformit‚ nel
verso perpendicolare al piano di sedimentazione.
Non sono state notate strutture tali da consentire di individuare il senso di una
corrente o di una perturbazione nell’ambiente di deposizione del sedimento
(laminazioni, embriciamento, ecc.).
Il sedimento risulta ben costipato ma moderatamente cementato, almeno in
superficie. La cementazione ƒ di natura calcitica.
I clasti costituenti lo scheletro del sedimento sono costituiti prevalentemente da
frammenti di origine metamorfica. Sono ben riconoscibili gneiss, filladi, graniti con
scarsa o nulla alterazione. Sono anche presenti frammenti rocce calcaree e
subordinatamente calcari metamorfici (meno diffusi).
La natura della matrice della formazione conglomeratici e del tutto analoga a
quella dello scheletro.
6
2.2.2. Graniti
Sono rocce di origine magmatica intrusive la cui composizione mineralogica
vede il silicio come elemento prevalente. La loro composizione mineralogica ƒ costituita
da:
Quarzo SiO2
Ortoclasio KAlSi3O8
Albite NaAlSi3O8
Biotite K2Mg6(Mg, Fe, Al)6(AlSi)8O20
Pure presenti sono: l’anortite che ƒ la variazione calcica dell’Albite, la muscovite
altro minerale micaceo come la biotite ma pi„ ricca in alluminio.
L’affioramento visitato presentava un ammasso roccioso scarsamente o per nulla
alterato. Come detto prima, sono state rinvenute zone che presentavano una forte
colorazione rossastra dovuta alla deposizione per dilavamento di materiale ferrino.
Ci… non toglie che durante l’esecuzione dell’attivit‚ estrattiva, possano essere
rinvenute fasce di alterazione nell’ammasso roccioso. Nel qual caso, il fenomeno, nei
graniti, avviene attraverso la trasformazione dei minerali feldspatici (albite e ortoclasio)
che tendono al processo di argillificazione e della biotite che tende a diventare clorite
(processo di cloritizzazione). L’alterazione tende a sgretolare la compagine
mineralogica e con la formazione di depositi di sabbioni granitici lungo le zone di
alterazione e di fratturazione della compagine rocciosa.
2.3 GEOMORFOLOGIA E TETTONICA
La zona in studio ƒ caratterizzata da una serie di valloni che separano delle
dorsali morfologiche che si estendono in direzione sudest. Tale serie di valloni sono
quasi perpendicolari al Torrente Scilotraco, che ha un’orientazione circa est-ovest.
La zona in cui sar‚ impostata la cava, costituisce un versante di una dorsale
molto estesa, che va a formare lo spartiacque che separa il Bacino Idrografico del
Torrente Scilotraco di Raga da quello del Torrente Uria ubicato a Ovest della nostra
area d’interesse. Le forme appena descritte sono il risultato dell’azione di erosione che ƒ
7
stata operata sulle formazioni sedimentarie plioceniche, le quali, per la loro scarsa
cementazione, risultano anche facilmente erodibili.
Le pendici di queste dorsali morfologiche sono molto ripide e, a causa della loro
acclivit‚, associata alla scarsa cementazione dell’ammasso sedimentario, fanno s† che, al
procedere del fenomeno erosivo, si vadano isolando blocchi anche di notevoli
dimensioni che si staccano dalle pareti franando sia nei valloni.
Dal punto di vista tettonico l'area interessata dai lavori di estrazione non sono
presenti faglie o altre strutture tettoniche, come per altro si evince dalla cartografia
ufficiale (vedi All. 8)
2.4 CONDIZIONI IDRAULICHE SUPERFICIALI ED IDROGEOLOGIA
L’area in esame presenta una rete idrografica poco sviluppata, formata da pochi
corsi d’acqua tra l’altro poco gerarchizzati e a carattere temporaneo. Non poteva essere
altrimenti, vista la veloce azione tettonica che ha coinvolto l’area, un’idrografia di
superficie ben gerarchizzata non ha avuto il tempo di costituirsi.
Sono presenti, inoltre, scarse tracce di ruscellamento superficiale e l’acqua tende
ad essere drenata nel sottosuolo.
Dal punto di vista idrogeologico la formazione pu… essere interessata da
circolazione idrica sotterranea, anche se non sono state rilevate emergenze sorgentizie e
pozzi. Comunque la formazione dei graniti ƒ a bassa permeabilit‚ (vedi legenda in
allegato 8), pertanto ƒ difficile ipotizzare l’instaurarsi di una falda.
2.5 CLASSIFICAZIONE SISMICA
Il 23 ottobre 2005 ƒ entrato in vigore il Decreto del Ministero delle
Infrastrutture e dei Trasporti del 14 settembre 2005 recante Norme tecniche per le
costruzioni e insieme ad esso la nuova classificazione sismica dei comuni italiani come
dall’OPCM 3274/2003. Tuttavia l’articolo 14 undevicies della legge 168/2005 stabilisce
che fino al 23 aprile 2007 ƒ possibile, a scelta del progettista, optare per le norme per le
costruzioni in zona sismica previgenti.
8
Si riportano nel seguito le due possibili caratterizzazioni e i coefficienti relativi da
considerare nelle verifiche sui manufatti:
1.
nella classificazione sismica previgente il 23 ottobre 2005, ai sensi
della legge 1684/62 e successivi decreti e integrazioni fino al 1984, il
territorio del Comune di Zagarise ƒ caratterizzato da un grado di sismicit‚: S
= 9. A ciˆ corrisponde un Coefficiente d’Intensit• Sismica dato dalla
seguente formula:
C=(S-2)/100
e quindi
C=(9-2)/100=0,07
Il coefficiente C ha le dimensioni di un accelerazione (espressa in termini di
frazione dell'accelerazione di gravit‚ g) e rappresenta la massima
accelerazione alla quale si vuole che i manufatti rispondano elasticamente.
Pertanto, si dovr‚ tenerne conto nel calcolo e nella verifica sismica delle
opere ai sensi delle norme e disposizioni che si applicano in zone sismiche
(legge n. 64/1974 e successive disposizioni complementari e circolari
ministeriali, in particolare D.M.LL.PP. 16 gennaio 1996).
2. per la classificazione sismica dei comuni italiani contenuta nell’allegato A
dell’allegato 1 della OPCM 3274/2003 il territorio del Comune di Zagarise
rientra in zona 2, la tabella successiva porge i valori di ag previsti per le
diverse zone sismiche individuate nel territorio nazionale dalla suddetta
normativa.
Valori di ag
Zona
1
2
3
4
Valore di ag
0,35 g
0,25 g
0,15 g
0,05 g
Il Decreto del Ministero delle Infrastrutture e dei trasporti del 14 settembre 2005
definisce (‰ par 3.2.1) le categorie del suolo di fondazione, ai fini della definizione
dell’azione sismica di progetto, basata sulla stima dei valori della velocit‚ media
9
delle onde sismiche di taglio VS30 ovvero sul numero medio di colpi NSPT ottenuti in
una prova penetrometrica dinamica ovvero sulla coesione non drenata media cu:
A – Formazioni litoidi o suoli omogenei molto rigidi caratterizzati da valori di
Vs30 superiori a 800 m/s, comprendenti eventuali stati di alterazione superficiale
di spessore massimo pari a 5 m.
B – Depositi di sabbie e ghiaie molto addensate o argille molto consistenti, con
spessori di diverse decine di metri, caratterizzati da un graduale miglioramento
delle propriet‚ meccaniche con la profondit‚ e da valori di V S30 compresi tra 360
m/s e 800 m/s (ovvero resistenza penetrometrica media NSPT>50, o coesione non
drenata media cu > 250 KPa).
C – Depositi di sabbie e ghiaie mediamente addensate, o di argille di media
consistenza, con spessori variabili da diverse decine fino a centinaia di metri,
caratterizzati da valori di V
S30
compresi tra 180 e 360 m/s (15<NSPT<50,
70<cu<250KPa).
D – Depositi di terreni granulari da sciolti a poco addensati oppure coesivi da
poco a mediamente consistenti, caratterizzati da valori di V S30 < 180m/s (NSPT <
15, cu < 70 KPa).
E – Profili di terreno costituiti da strati superficiali alluvionali, con valori di V
S30
simili a quelli dei tipi C o D e spessore compreso tra 5 e 20 m, giacenti su di
un substrato di materiale pi‡ rigido con VS30>800 m/s.
Differenzia altre due categorie di terreni che necessitano di studi speciali per la
definizione dell’azione sismica:
S1 – Terreni che includono uno strato di almeno 10 metri di argille /limi di bassa
consistenza, con elevato indice di plasticit‚ (PI >40) e contenuto d’acqua, con 10 < cu <
20 kPa e caratterizzati da valori di VS30 < 100m/s
S2 – Terreni soggetti a liquefazione, argille sensitive, o qualsiasi altra categoria di
terreno non classificabile nei tipi precedenti.
10
VS30 ƒ la velocit‚ media (m/sec) di propagazione nei primi 30 metri delle onde di taglio
cos† calcolata:
VS30 =
30
i = 1, N
 hi /Vi
Sulla base del rilevamento geologico di dettaglio e su alcuni dati in possesso
dello scrivente, l’area in esame ricade nel profilo di terreno di tipo A.
Categoria suolo
S
TB
TC
TD
A
1,0
0,15
0,4
0,2
B,C,E
1,25
0,15
0,5
0,2
D
1,35
0,2
0,8
0,2
Tabella 3.1 Allegato 2, OPCM 20-3-2003 n.3274
2.6 CARATTERISTICHE METEO-CLIMATICHE
La Calabria rientra nell’area dei climi temperati. Nelle zone litoranee e nei
versanti che si affacciano sul mare si riscontra il clima tipicamente mediterraneo, con
inverno mite ed estate calda e siccitosa. Con l’aumentare dell’altitudine e nelle zone pi„
interne, il clima pu… definirsi montano mediterraneo, con inverni pi„ freddi e piovosi ed
estati meno calde e con qualche precipitazione. In Sila e sulle cime montane d’inverno
si hanno precipitazioni nevose. In base alle caratteristiche orografiche possono essere
individuati tanti microclimi diversi
La piovosit‚ media annua in Calabria ƒ di 1.176 mm (in Italia 970). Quasi il
50% delle piogge cade nei mesi di novembre, dicembre e gennaio; dicembre ƒ il mese
pi„ piovoso (185 mm), mentre il mese meno piovoso ƒ luglio (18 mm) seguito da
agosto.
Per quanto riguarda la variazione della piovosit‚ con l’altitudine, essa subisce
un graduale aumento fino ad 850 m circa, per poi decrescere fino a 1.150 m e presentare
11
quindi un repentino aumento oltre i 1.150 m. Il numero medio di giorni piovosi cresce
quasi regolarmente con l’altitudine.
Per studiare nello specifico la situazione meteo climatica, sono stati utilizzati i
dati relativi alla stazione di misura di Soveria Simeri e Botricello disponibili presso
l’Ufficio Idrologico e Mareografico di Catanzaro. In allegato sono riportati i topoieti di
3 stazioni pluviografiche e pluviometriche dei dintorni dell’area in studio. Nel
medesimo allegato si evidenzia che l’area, oggetto del presente studio, ricade nel
topoieto di Soveria Simeri. I dati in questione ed i grafici appositamente costruiti su
detti dati sono riportati in allegato 6. Dalla loro analisi emerge, in base alla definizione
di K‹ppen, che le precipitazioni medie invernali sono superiori di oltre tre volte quelle
estive, condizione questa che pone Zagarise, almeno nella porzione di territorio pi‡
prossimo alla costa (si ricorda che Zagarise ha un territorio che arriva fino in Sila) in un
clima di tipo mediterraneo (temperato caldo).
12
3. CARATTERISTICHE GEOTECNICHE E GIACIMENTOLOGICHE
3.1 CARATTERISTICHE GEOTECNICHE DEL CONGLOMERATO
Non ƒ stata eseguita una campagna di indagini geognostiche per la
determinazione delle caratteristiche geotecniche dell’ammasso sedimentario. Ciˆ ƒ stato
deciso in quanto lo scrivente ritiene che non vi siano metodi di indagini specifici, in situ
o di laboratorio, che possano ben caratterizzare un terreno conglomeratico.
Per tanto sono stati attribuiti, cautelativamente i seguenti parametri geotecnici
all’ammasso conglomeratico.
 = 40…
c = 2,0 t/m2
 = 2,0 t/m3
3.2 CARATTERIZZAZIONE DEL GRANITO: METODO R.M.R.
Al fine di studiare l’ammasso roccioso dal punto di vista geologico tecnico e per
determinarne le caratteristiche geotecniche, ƒ stata eseguita una sua caratterizzazione
adottando il sistema RMR (Rock Mass Rating, Benianwsky 1976).
Sono stati considerati i seguenti parametri:
a) resistenza della roccia alla prova resistenza alla compressione semplice (dato
esistente in letteratura, ricavato da prove su roccia campionate nell’area in studio); b)
RQD (determinato sugli affioramenti esposti); c) spaziature delle discontinuit‚; d)
condizioni delle discontinuit‚; e) condizioni idrogeologiche; f) orientamento delle
discontinuit‚.
I dati su questi parametri sono riportati in allegato 12 e, com’ƒ noto, essi
assumono dei valori (indici ni, vedi tabella successiva) la somma dei quali, N, d‚ luogo
alla classificazione dell’ammasso secondo la seguente tabella:
0-20
21-40
41-60
61-80
N =  ni
Classe
V
IV
III
II
Qualit‚
Molto scadente
Scadente
Discreta
Buona
<15
15-25
25-35
35-45
(…)
Coesione (kPa)
<100
100-200
200-300
300-400
Tabella 1. Classificazione della qualit‚ dell’ammasso roccioso secondo il sistema RMR.
81-100
I
Ottima
>45
>400
13
L’ammasso roccioso ƒ costituito da due termini litologici, derivanti dalle due
formazioni che caratterizzano l’area. Per semplicit‚ li chiameremo: Calcari e Scisti.
L’analisi ƒ stata fatta in generale, in quanto non ƒ emerso un diverso comportamento
dell’ammasso in relazione micascisto. Dall’analisi, l’ammasso ƒ risultato avere un
indice complessivo RMR di 60, ricade quindi nella classe III. Ci… comporta che
all’ammasso possono essere attribuite le seguenti caratteristiche geotecniche:
c = 3 kg/cm2
 = 35…
In tabella 1 ƒ riportato lo schema per l’attribuzione dei punteggi nella
classificazione RMR. Sempre in questa fase ƒ stato determinato il valore della densit‚
della roccia che ƒ risultato di 2,4 g/cm3, per effetto della porosit‚ comunque esistente
nel litotipo.
3.3.2 Determinazione del valore RQD
Il valore del RQD ƒ stato determinato direttamente sul fronte roccioso,
stendendo una fettuccia metrica e misurando gli spazi tra le fratture. Tale metodo da un
lato sottostima il valore del R.Q.D. in quanto non tiene conto delle fratture latenti che
sfuggono all’occhio umano, dall’altro lo sovrastima perch„ considera anche le fratture
derivanti dell’azione meccanica del mezzo che ha aperto il fronte e quelle derivanti
dalla decompressione della roccia stessa.
I valori RQD risultanti da quest’indagine sono riportati in allegato 10. Dalla
metodologia di calcolo classica ƒ risultato pari al 33,5%, la formula ƒ riportata di
seguito:
RQD =  L (carote > 10 Cm) / L totale carotaggio
Dalla correlazione con la spaziatura (vedi il grafico riportato in allegato 12), si
ottiene un valore RQD medio di circa il 10%. Per questa relazione, in maniera
cautelativa, si ƒ scelto di utilizzare il valore pi‡ basso, cio„ 10%.
14
Fig,1: correlazione tra RQD e Spaziatura
3.3 CONDIZIONI GIACIMENTOLOGICHE
L’ammasso sedimentario su cui si deve impostare la cava presenta
caratteristiche giacimentologiche omogenee. Come detto, la porzione superiore dei
versanti che interessano i lavori di estrazione, ƒ caratterizzata dalla presenza di
conglomerato che comunque ha gli stessi utilizzi del granito frantumato. L’omogeneit‚
ƒ dovuta alla scarsa o nulla alterazione e soprattutto alla situazione geologico
stratigrafica e tettonica dell’ammasso stesso, in quanto non vi sono disturbi tettonici che
abbiano dislocato il giacimento.
Dal punto di vista qualitativo, il materiale pu… essere utilizzato come inerte per
riempimenti, la produzione di calcestruzzo oppure, se preventivamente classato, per
vespai.
3.4 RICONOSCIMENTO DEL MATERIALE DA ESTRAZIONE
Πstato effettuato un saggio di coltivazione con un mezzo meccanico, attraverso
il quale ƒ stata valutata la consistenza dell’ammasso, aprendo un fronte, all’interno
della formazione dei Graniti, su un versante del territorio interessato dalla cava in
progettazione. Il materiale che ƒ stato estratto ƒ costituito da una quantit‚ molto
significativa di clasti di dimensioni superiore ai 5 centimetri, pertanto dovr‚ essere
15
soggetto a processi di setacciatura e frantumazione. Sul materiale estratto ƒ stata inoltre
eseguita una prova di rottura dei clasti durante la
quale si evidenziata l’attitudine del
materiale a rompersi in frammenti a spigoli vivi.
Visivamente ƒ stato valutata la totale assenza di frazione argillosa e la scarsit‚
di materiale limoso .
Πstato inoltre effettuato il riconoscimento del materiale di natura sedimentaria
che caratterizza i conglomerati pliocenici. In base alla classificazione di Folk (1954) il
deposito, che si caratterizza per la importante presenza di rocce metamorfiche quarzosofeldspatiche, puˆ essere definita come: GROVACCA FELDSPATICA.
Il giacimento presenta un colore ƒ rosso-brunastro, non presenta particolari
odori, indice di assenza di sostanze indesiderate come solfati ad esempio. Il terreno non
presenta condizioni di umidit‚.
Dagli affioramenti del terreno in studio si ƒ stabilito che esso presenta un
marcato addensamento, una lieve cementazione, non sono presenti strutture di
deposizione particolari.
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4. VERIFICA DELLA STABILIT€ DEL PENDIO
4.1 NORMATIVA DI RIFERIMENTO
D.M. 11/3/88; Norme tecniche riguardanti le indagini sui terreni e sulle rocce, la
stabilit‚ dei pendii naturali e delle scarpate, i criteri generali e le prescrizioni per la
progettazione,
l'esecuzione ed il collaudo delle opere di sostegno delle terre e delle opere di
fondazione.
Con particolare riferimento a:
a) Provvedimenti per le costruzioni con prescrizioni per zone sismiche (Legge 2/2/74,
D.M. 16/1/96 e D.M. 11/3/1988)
b) Norme tecniche per il calcolo, l'esecuzione ed il collaudo delle strutture in cemento
armato, normale e precompresso e per le strutture metalliche (D.M. 9/1/96)
c) Criteri generali per la verifica di sicurezza delle costruzioni e dei carichi e
sovraccarichi (D.M. 16/1/96)
d) Norme per la disciplina delle opere di conglomerato cementizio armato, normale e
precompresso, e strutture metalliche (Legge 5/11/71, n.1086 e D.M. 14/2/92 )
4.2 DEFINIZIONE
Per pendio si intende una porzione di versante naturale il cui profilo originario ƒ stato
modificato da interventi artificiali rilevanti rispetto alla stabilit‚. Per frana si intende una
situazione di instabilit‚ che interessa versanti naturali e coinvolgono volumi
considerevoli di terreno.
4.3 INTRODUZIONE ALL'ANALISI DI STABILIT€
La risoluzione di un problema richiede la presa in conto delle equazioni di campo e dei
legami costitutivi. Le prime sono di equilibrio, le seconde descrivono il comportamento
del terreno. Tali equazioni risultano particolarmente complesse in quanto i terreni sono
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dei sistemi multifase, che possono essere ricondotti a sistemi monofase solo in
condizioni di terreno secco, o di analisi in condizioni drenate.
Nella maggior parte dei casi ci si trova a dover trattare un materiale che se saturo ƒ per
lo meno bifase, ciˆ rende la trattazione delle equazioni di equilibrio notevolmente
complicate. Inoltre ƒ praticamente impossibile definire una legge costitutiva di validit‚
generale, in quanto i terreni presentano un comportamento non-lineare gi‚ a piccole
deformazioni, sono anisotropi ed inoltre il loro comportamento dipende non solo dallo
sforzo deviatorico ma anche da quello normale. A causa delle suddette difficolt‚
vengono introdotte delle ipotesi semplificative:
(a) Si usano leggi costitutive semplificate modello rigido perfettamente plastico. Si
assume che la resistenza del materiale sia espressa unicamente dai parametri coesione (
c ) e angolo di resistenza al taglio (), costanti per il terreno e caratteristici dello stato
plastico. Quindi si suppone valido il criterio di rottura di Mohr-Coulomb.
(b) In alcuni casi vengono soddisfatte solo in parte le equazioni di equilibrio.
4.4 METODO EQUILIBRIO LIMITE (LEM)
Il metodo dell'equilibrio limite consiste nel studiare l'equilibrio di un corpo rigido,
costituito dal pendio e da una superficie di scorrimento di forma qualsiasi (linea retta,
arco di cerchio, spirale logaritmica), da tale equilibrio vengono calcolate le tensioni da
taglio () e confrontate con la resistenza disponibile (f), valutata secondo il criterio di
rottura di Coulomb, da tale confronto ne scaturisce la prima indicazione sulla stabilit‚
attraverso il coefficiente di sicurezza F = f / .
Tra i metodi dell'equilibrio limite alcuni considerano l'equilibrio globale del corpo
rigido (Culman), altri a causa della non omogeneit‚ dividono il corpo in conci
considerando l'equilibrio di ciascuno (Fellenius, Bishop, Janbu ecc.)
Di seguito vengono discussi i metodi dell'equilibrio limite dei conci.
4.5 METODO DEI CONCI
La massa interessata dallo scivolamento viene suddivisa in un numero conveniente di
conci. Se il numero dei conci ƒ pari a n, il problema presenta le seguenti incognite:
n valori delle forze normali Ni agenti sulla base di ciascun concio;
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n valori delle forze di taglio alla base del concio Ti
(n-1) forze normali Ei agenti sull'interfaccia dei conci;
(n-1) forze tangenziali Xi agenti sull'interfaccia dei conci;
n valori della coordinata a che individua il punto di applicazione; delle Ni
(n-1) valori della coordinata che individua il punto di applicazione delle Xi
una incognita costituita dal fattore di sicurezza F.
complessivamente le incognite sono (6n-2).
mentre le equazioni a disposizione sono:
Equazioni di equilibrio dei momenti n
Equazioni di equilibrio alla traslazione verticale n
Equazioni di equilibrio alla traslazione verticale n
Equazioni relative al criterio di rottura n
Totale numero di equazioni 4n
Il problema ƒ staticamente indeterminato ed il grado di indeterminazione ƒ pari a
i = (6n-2)-(4n) = 2n-2.
Il grado di indeterminazione si riduce ulteriormente a (n-2) in quando si fa
l'assunzione che
Ni sia applicato nel punto medio della striscia, ciˆ equivale ad ipotizzare che le
tensioni normali totali siano uniformemente distribuite.
I diversi metodi che si basano sulla teoria dell'equilibrio limite si differenziano per il
modo in cui vengono eliminate le (n-2) indeterminazioni.
METODO DI BISHOP (1955)
Con tale metodo non viene trascurato nessun contributo di forze agenti sui blocchi e fu
il primo a descrivere i problemi legati ai metodi convenzionali.
Le equazioni usate per risolvere il problema sono:
Fv = 0, M0 = 0, Criterio di rottura.
c i  b i + (Wi - u i  b i + X i )  tan  i 
F=
sec i
1  tan i  tan  i / F
Wi  sin  i
I valori di F e di X per ogni elemento che soddisfano questa equazione danno una
soluzione rigorosa al problema. Come prima approssimazione conviene porre X= 0 ed
iterare per il calcolo del fattore di sicurezza, tale procedimento ƒ noto come metodo di
Bishop ordinario, gli errori commessi rispetto al metodo completo sono di circa 1 %.
19
4.6 RICERCA DELLA SUPERFICIE DI SCORRIMENTO CRITICA
In presenza di mezzi omogenei non si hanno a disposizione metodi per individuare la
superficie di scorrimento critica ed occorre esaminarne un numero elevato di potenziali
superfici.
Nel caso vengano ipotizzate superfici di forma circolare, la ricerca diventa pi‡ semplice
come, in quanto dopo aver posizionato una maglia dei centri costituita da m righe e n
colonne saranno esaminate tutte le superficie avente per centro il generico nodo della
maglia mn e raggio variabile in un determinato range di valori tale da esaminare
superfici cinematicamente ammissibili.
Simbologia
Base = Larghezza del concio;
Alfa = Inclinazione del concio rispetto all'orizzontale;
Li = Lunghezza della base del concio;
Wi = Peso del concio;
Ui = Risultante delle pressioni neutre;
Ni = Risultante delle tensioni normali;
Ti = Risultante delle tensioni tangenziali;
4.7 RISULTATI E COMMENTI
Lo studio di stabilit‚ del pendio, che ha riguardato la situazione ante-operam e
quella post-operam, ƒ stata condotta attraverso tre sezioni (vedi allegato 7 e 13) passanti
per l’area in studio, lungo i vari versanti che interesseranno i lavori di estrazione.
Le sezioni sono state fornite dal progettista e il criterio di scelta si ƒ basato
sulle caratteristiche morfologiche e l’estensione dell’area in esame.
L’analisi ƒ stata eseguita con superfici di rottura circolari con l’utilizzo del
Software “Slope” della Geostru Software House di Bianco (RC). Il suddetto programma
permette di utilizzare pi‡ metodi di calcolo, che si elenca di seguito con il rispettivo
nome dell’autore che li ha sviluppato:
Fellenius;
Bell;
Bishop;
Sarma
Janbu semplificato;
Spencer
Morgenstern-Price
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Per effettuare la verifica di stabilit‚ dei pendii sono stati utilizzati tutti i metodi
sopra elencati. Da tale analisi risulta che il metodo di Bishop presenta fattori di
sicurezza pi‡ bassi ad eccezione della sezione A-A’ dove il metodo di Fellenius
presenta un fattore di sicurezza pi‡ basso. Per semplicit‚ di presentazione, vengono
riportati in allegato 11 solo il grafico relativo al metodo con Fs pi‡ basso.
I dati geotecnici dei terreni utilizzati per l’analisi di stabilit‚ dell’area in studio,
sono quelli derivanti dal rilevamento geologico di dettaglio e su alcuni dati in possesso
dello scrivente.
, e come ƒ possibile notare nei casi ante-operam il fattore di sicurezza sia
spesso inferiore a 1,3, testimoniando una certa instabilit‚ dei versanti, fatta eccezione
per le sezioni 6 e 15 SINISTRA.
I risultati delle analisi svolte sono riportate in allegato 13 e nei casi post –
operam, ƒ possibile osservare che la stabilit‚ dell’area ƒ sempre verificata con
coefficienti di sicurezza superiori a 1,3 come risulta dalla tabella riassuntiva seguente.
METODI DI CALCOLO
ID SEZIONE Fellenius Bishop
Janbu
Bell
Sarma
Spencer
MorgensternPrice
SEZIONE A-A’
2,10
2,28
2,33
2,26
2,27
2,29
2,29
SEZIONE B-B’
2,22
2,17
2,24
2,32
2,32
2,28
2,28
SEZIONE C-C’
1,44
1,39
1,50
1,56
1,53
1,51
1,51
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5. CONCLUSIONI
Da quanto emerge da questo studio, non esistono controindicazioni alla
fattibilit‚ delle opere d’estrazione.
In particolare le condizioni geomorfologiche e tettoniche non sono sfavorevoli
all’impostazione delle gradonature di estrazione, anzi cono la sistemazione finale
dell’area, come prevista dal progetto, le condizioni di stabilit‚ saranno migliorative.
Non sono presenti evidenze di circolazione idrica sotterranea nell’area, nƒ
esistono manifestazioni sorgentizie in corrispondenza o in prossimit‚ del sito.
Si raccomanda comunque di condurre la coltivazione della cava gradonando il
versante come da progetto e di non operare l’estrazione per frana, soprattutto in
relazione al fatto che dai fronti si potrebbero staccare blocchi di notevoli dimensioni.
Un tale sistema di coltivazione potrebbe pregiudicare definitivamente la possibilit‚ di
recupero e di reintegro dell’area nel contesto ambientale, nonch„ potrebbe lasciare
l’area in situazione di instabilit‚.
Si consiglia inoltre di operare con fronti di scavo non troppo alti, i quali,
soprattutto in periodi piovosi, potrebbero essere soggetti a erosione e crolli.
Pentone (CZ) l†, 31 luglio 2008
In Fede
Dott. Geol. Beniamino M. CAPICOTTO
Dott. Geol. Ezio INFELISE
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