Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
Capitolo 2:
Parametri geotecnici caratteristici medi di formazioni detritiche
Gli scopi dell’indagine geotecnica possono essere così riassunti:
Riconoscimento stratigrafico, con particolare riferimento alla forma e alle dimensioni delle
differenti unità litologiche
Riconoscimento delle falde idriche e dei livelli piezometrici
Misura delle proprietà fisiche, meccaniche ed idrauliche di ogni unità litologica
Con tali informazioni può essere realizzato un modello geotecnico del sottosuolo affidabile, sulla
base del quale si decidono i parametri di progetto, i criteri e i metodi di progettazione.
La pianificazione di un’indagine geotecnica deve però essere preceduta dall’inquadramento
geologico dell’area e dall’esecuzione di uno studio idrogeologico e geomorfologico.
Il paragrafo 6.2.2 del D.M. 14 gennaio 2008 “Norme Tecniche per le Costruzioni”, relativo alle
“Indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica”, riporta:
“Le indagini geotecniche devono essere programmate in funzione del tipo di opera e/o di
intervento e devono riguardare il volume significativo di cui al § 3.2.2, e devono permettere la
definizione dei modelli geotecnici di sottosuolo necessari alla progettazione.
I valori caratteristici delle grandezze fisiche e meccaniche da attribuire ai terreni devono essere
ottenuti mediante specifiche prove di laboratorio su campioni indisturbati di terreno e attraverso
l’interpretazione dei risultati di prove e misure in sito.
Per valore caratteristico di un parametro geotecnico deve intendersi una stima ragionata e
cautelativa del valore del parametro nello stato limite considerato.”
Pertanto,
per il riconoscimento dei terreni, delle condizioni stratigrafiche e dei parametri
meccanici, si può fare ricorso a:
Sondaggi meccanici, a carotaggio continuo o a distruzione
Prove in situ
Prove di laboratorio
Prove geofisiche
Occorre anche tener presente che il comportamento del terreno è marcatamente influenzato
dalla sua struttura, risultato del processo d’interazione tra le varie particelle, soggette a forze di
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Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
massa16 e di superficie17, e tra queste e l’ambiente circostante. A sua volta struttura è funzione
della forma e dell’orientazione delle particelle.
La caratterizzazione geotecnica si suddivide in caratterizzazione fisica e meccanica. Per la prima
vengono valutate le relazioni tra le fasi, effettuate analisi granulometriche, calcolati i limiti di
Atterberg ed operata una classificazione in base ai risultati ottenuti. La caratterizzazione
meccanica prevede, unitamente ad un’analisi degli sforzi efficaci e totali e ai relativi percorsi di
carico cui il terreno è interessato, la valutazione della relazione sforzo!deformazione, con
l’individuazione di un criterio di rottura valido e dei parametri meccanici che lo regolano18.
Alla luce di quanto riportato sul D.M. 14 gennaio 2008 “Norme Tecniche per le Costruzioni” , una
volta effettuate le indagini, rimane il problema dell’interpretazione dei dati e della scelta dei
parametri caratteristici. Definire il valore caratteristico significa pertanto scegliere il
parametro geotecnico che influenza il comportamento del terreno in quel determinato
stato limite, ed adottarne un valore, o stima, a favore di sicurezza. A tal riguardo, l’unica
metodologia delineata dall’Eurocodice 7: “Progettazione geotecnica” per la definizione
dei valori caratteristici è di natura statistica (§2.4.3): “i valori caratteristici delle proprietà
del terreno possono essere determinati applicando metodi statistici. Questi metodi
dovrebbero permettere di tenere conto di risultati precedentemente acquisiti da
esperienze confrontabili sulle proprietà del terreno”. Si specifica in aggiunta che: “Nella
scelta dei valori caratteristici si deve tener conto delle incertezze dei dati geometrici e del
modello di calcolo, a meno che tali incertezze non vengano considerate direttamente nel
modello di calcolo”.
Questa metodologia non è resa obbligatoria, tuttavia non vengono esplicitamente
espressi altri metodi di natura oggettiva, se non, al §2.4.5.2 12(P), l’eventuale utilizzo di
tavole standardizzate (a discrezione degli stati membro).
In generale, in tutta la letteratura specializzata, così come nella Circolare 617/2009 del Consiglio
Superiore dei Lavori Pubblici, quando si parla di valore caratteristico, si parte sempre dal concetto
di valore medio. A questo riguardo si possono definire tre tipi di valore medio: valore medio
statistico, spaziale e probabilistico (Tanzini, 2006).
16
Le forze di massa sono responsabili delle interazioni di tipo meccanico
Le forze di superficie sono responsabili delle interazioni di tipo fisico
18
In genere viene assunto quello di Mohr!Coulomb: !"# $ % & '() & * +,, anche se per i terreni non drenati
occorre fare riferimento ad un criterio di rottura fittizio quale quello di Tresca: !"# $ -. . Nel primo caso
occorre quindi individuare l’angolo di resistenza al taglio ’ e la coesione c’; nel secondo caso la coesione
non drenata Cu, quest’ultimo funzione però dello stato di sovra consolidazione e della tensione totale
agente alla profondità di interesse.
17
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Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
Il valore medio statistico è semplicemente la media dei valori disponibili, ad esempio i risultati di
prove geotecniche in sito o di laboratorio, tenendo eventualmente conto delle condizioni presenti
nel sito. Questo è il valore generalmente assunto.
Il valore medio spaziale è la media dei valori di un determinato parametro (ad esempio l’angolo di
resistenza al taglio) relativamente ad un determinato volume di terreno, come il volume di
terreno interessato dall’applicazione di un carico o da una potenziale superficie di scivolamento.
Il valore medio probabilistico è un valore, scelto in un campo di incertezza, tale che per lo stato
limite da analizzare si ha una probabilità stabilita (ad esempio il 50%) che il valore più adeguato
alla situazione che si sta analizzando sia inferiore a tale valore probabilistico medio.
Verrà condotta nei §2.2 e §2.3 della presente un’analisi spazialmente distribuita in tutta l’Italia
relativamente ad alcune tipologie litografiche per poter giungere a dei parametri meccanici
caratteristici.
2.1 Cenni di geomorfologia inerente ai versanti detritici
Il modellamento dei versanti è generato dalla combinazione di vari processi di degradazione19 e
denudazione20 tali da provocare un abbassamento dei rilievi mediante erosione e un colmamento
delle aree depresse mediante l’accumulo. La variabilità nel tempo di tale fenomeno
geomorfologico è molto pronunciata, in quanto è funzione della velocità e dell’intensità dei
processi di modellamento, alternando fasi di quiescenza, di normalità e parossistiche21, il tutto
correlato con le variabilità climatiche, capaci di produrre processi differenti, la cui sovrapposizione
può alterare o mascherare le forme precedenti.
I processi morfogenetici dei versanti possono essere ricondotti a due categorie principali:
Alterazione e disgregazione della roccia in sito
Erosione e trasporto dei prodotti dell’alterazione verso il basso
I primi agiscono in direzione perpendicolare rispetto alla superficie del versante e sono
rappresentati da:
Crioclastismo: azione meccanica esercitata dall’acqua nel passare dallo stato liquido allo stato
solido
Escursioni termiche: le forti variazioni di temperatura provocano differenti reazioni elastiche
nelle rocce
19
Comprendente processi di alterazione meccanica e chimica
Processo di erosione e trasporto detriti
21
Fase di più intenso e violento corrugamento di un ciclo orogenetico, che si manifesta durante lo stadio
orogenetico detto anche parossistico.
20
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Capitolo 2
Alterazioni chimiche: modificazione della composizione chimica conseguenti prevalentemente
alle azioni climatiche
Improvvise sollecitazioni anomale: come per esempio l’azione sismica22
I processi di denudazione agiscono invece parallelamente al versante e sono dovuti in prevalenza
all’azione meccanica delle acque che ruscellano in superficie ed ai movimenti di massa (frane) che
tendono ad erodere le rocce in sede e trasportare i detriti verso il basso per effetto del loro peso.
In particolare definendo bilancio morfogenetico il rapporto tra le grandezze di questi due
processi, quando prevalgono quelli che si svolgono perpendicolarmente ai versanti si osserva un
progressivo inspessimento delle rocce delle zone di alterazione, favorendo la formazione di
coperture di terreno vegetale, mentre si verifica l’asportazione delle alteriti , con conseguente
denudamento del versante stesso nel caso di processi paralleli al versante prevalenti.
L’evoluzione delle forme dei rilievi, che tende a ripristinare gli equilibri sconvolti, è però spesso
influenzato dall’attività antropica, che tende ad accelerare i meccanismi denudazionali
comportando talvolta l’evoluzione in fenomeni franosi. Il processo di modellamento di un
versante porta quindi ad una forma più stabile della precedente, meno soggetta a modificazione
nel tempo, comportando quindi un progressivo esaurirsi dell’effetto dell’azione alterativa.
Nonostante quindi la formazione dei versanti sia interessata dalla combinazione di più fenomeni
morfogenetici elementari, si possono individuare i seguenti processi geomorfici principali:
Degradazione fisica: a tale categoria si possono ascrivere tutti i processi legati a condizioni
climatiche tali da generare forti escursioni termiche o variazioni di temperatura, in presenza di
acqua, con alternanza di valori sopra e sotto il punto di congelamento di quest’ultima.
Vengono così a determinarsi processi termoclastici, con frantumazione della roccia in assenza
di acqua, e crioclastici, determinati dalle pressioni esercitate dal ghiaccio entro i pori e le
fessure della roccia.
L’azione meccanica di tali processi porta alla formazione di un mantello detritico in sito, che
può svolgere funzione protettiva della roccia integra per versanti poco acclivi, o, per pendenze
dei versanti superiori all’angolo di riposo naturale dei detriti prodotti, accumularsi
progressivamente a valle del versante, mentre a monte prosegue il processo erosivo della
roccia in sito.
A titolo esemplificativo nei sistemi geomorfici periglaciali e crionivali23 invece il ruolo dei
processi termoclastici e crioclastici risulta essere prevalente.
22
I primi tre fenomeni sono riconducibili all’insieme di processi geodinamici esogeni, connessi quindi con
l’atmosfera, la biosfera e l’idrosfera; il quarto rappresenta invece un processo endogeno,legato quindi a
fenomeni tettonici, sismici e vulcanici.
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Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
Nelle zone interessate da clima umido prevale invece la formazione di suoli24 come risultato
dell’accumulo dei materiali a valle.
A tali fenomeni di degradazione fisica si può anche ascrivere l’aloclastismo, in cui le rocce,
esposte a spruzzi di acqua salata, vengono disgregate per effetto dei sali in presenza di
alternanza di umidificazione e disseccamento. Le rocce più sensibili risultano essere quelle più
porose, quali per esempio i graniti.
Movimenti lenti di regolite25: con tali movimenti s’intende il risultato del lento e continuo
spostamento del mantello detritico superficiale, frammisto al suolo, lungo i versanti. Essi
comprendono i fenomeni di soil creep e soliflusso. Il soil creep o reptazione è il movimento del
suolo lungo i versanti, dovuto al lento spostamento complessivo delle singole particelle, e che
coinvolge la porzione alterata delle rocce frammista al terreno umidificato. Tale fenomeno è
dovuto alle escursioni termiche, ai cicli di gelo e disgelo, alle variazioni di imbibizione26 e alle
bioturbazioni, umidificazione ed essicazioni. Si ha pertanto una prima fase di microespansione
e microcontrazione del suolo in direzione normale al versante, cui segue una fase di
contrazione con andamento parallelo al versante per effetto della gravità. La velocità di
movimento è bassissima, da qualche millimetro ad alcuni centimetri per anno, decresce in
maniera esponenziale con l’aumento della profondità e della distanza dal piano campagna ed
è proporzionale al valore del seno dell’angolo di pendenza. Affinchè avvenga il movimento
l’inclinazione minima del pendio è circa 5°. Nei versanti interessati da tale fenomeno si può
escludere la presenza di movimenti di erosione di massa. Il versante assume forma convessa,
con trasporto di materiale detritico verso le quote più basse ed arretramento della sommità
del versante.
Il soliflusso è invece il movimento lento e discontinuo di porzioni superficiali di versante rese
fluide e viscose, coinvolgendo spessori di suolo non superiori al metro e con velocità variabili
da pochi centimetri a qualche metro per anno. Si verifica in affioramenti di rocce
prevalentemente argillose, per effetto delle piogge o dell’acqua di imbibizione, o in ambiente
23
Caratterizzati da neviflusso e reptazione crionivale, caratterizzata da una lenta progressione del ghiaccio e
della neve
24
Prodotto dell’alterazione della roccia madre tramite processo di pedogenesi, quindi per alterazione
chimica, fisica e biologica (crf. Nota 12). Comprende sia sedimenti che detriti.
25
Per regolite s’intende il materiale eluviale residuale (eluvium) formatosi in loco per disgregazione della
roccia sottostante. Tale deposito di materiale detritico ha pertanto origine locale.
26
L'imbibizione consiste nell'assorbimento in assenza di reazioni chimiche delle molecole all'interno
di materiali porosi, rappresentando quindi la capacità di questi ultimi di saturarsi in misura più o meno
rilevante. Nel caso del terreno si parla di imbibizione capillare, che si verifica il liquido penetra nel solido per
capillarità attraverso fori già preesistenti dai quali elimina gas eventualmente presenti: la penetrazione del
liquido.
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Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
periglaciale27 per effetto del disgelo. La risposta nella forma dei versanti è caratterizzata da un
profilo di versante sub!rettilineo.
Le evidenze morfogenetiche di entrambi i fenomeni sono costituite da lobi, terrazzetti, alberi
inclinati e ricurvi alla base, increspature, avvallamenti. Inoltre in alcune rocce stratificate, con
giacitura a reggipoggio o a franapoggio più inclinata del versante, si possono verificare
incurvamenti verso il basso di pacchi di strati più o meno disgregati con forme a “uncino”. In
alcuni casi tali fenomeni di soil creep e soliflusso possono evolvere in frane.
Dilavamento superficiale: tale fenomeno è prodotto dalle acque pluviali che, raggiunta la
superficie del suolo, possono infiltrarsi dando luogo a ruscellamento con asportazione e
trasporto di suolo e detriti ai piedi del versante. Come già specificato nel §1.2 della presente, il
dilavamento può essere laminare (sheet erosion) per azione areale del ruscellamento, oppure
dovuto a ruscellamento embrionale per effetto di flussi idrici concentrati in rigagnoli che
subiscono continue modificazioni spaziali e temporali (rill erosion), ed infine si verifica quello
dovuto al ruscellamento concentrato di acque superficiali in canali stabili con incisione di veri
e propri solchi (gully erosion). I volumi e le velocità interessate in tale fenomeno aumentano
progressivamente da monte a valle, ed ad una certa distanza critica dalla cresta il flusso
laminare dell’acqua si ripartisce in canali concentrando i processi erosionali. Particolari sono
poi forme di erosione accelerata detti calanchi che hanno inizio con la formazione di solchi in
terreni argillosi erodibili e creando progressivamente una rete di vallecole. Similari sono le
biancane, dal classico aspetto cupuliforme. Si registra inoltre, come processo di dilavamento,
la formazione di piramidi di terra, caratteristiche di rocce sabbiose o sabbioso!argilloso poco
coerenti, contenenti blocchi lapidei, con formazione di guglie sormontate all’apice da massi
con ruolo protettivo. La presenza di terreni sciolti sui versanti, principalmente in solchi o
impluvi ad elevata pendenza, insieme all’azione meccanica dell’acqua, può portare
all’asportazione e al trasporto non selettivo di materiale solido detritico, fino alla formazione
di una miscela dotata di grande densità media ed energia, che si accumula a valle del versante
con formazione di coni di deiezione. Se il dilavamento è intenso esso può evolvere in fenomeni
franosi.
Fenomeni di trasporto di massa (frane): essi comprendono i movimenti per gravità delle
masse rocciose e di materiali sciolti. Il raggiungimento della nuova configurazione di equilibrio
implica un movimento tale da spostare verso il basso il centro di gravità della massa e che può
presentare anche componente orizzontale di notevole entità.28 I fenomeni di trasporto di
massa risultano predominanti dal punto di vista morfoevolutivo specialmente nelle zone dove
27
28
In tal caso viene definito geliflusso
I fenomeni franosi sono stati trattati nel §1.3 della presente
69
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
sono presenti ammassi rocciosi prevalentemente impermeabili come sequenze terrigene a
componente argillosa. Le zone interessate da fenomeni franosi presentano un profilo di
versante con alternanza di concavità e convessità, corrispondenti a nicchie di distacco e a zone
di accumulo. Si osserva inoltre come le frane recenti ed attuali sano spesso localizzati nei corpi
di frane più antiche.
Processi endogeni: essi si verificano in particolare nei versanti di faglia, e sono riconoscibili in
misura differente in funzione della resistenza della roccia. Quando le faglie interessano rocce
più facilmente erodibili, i fenomeni di smantellamento della scarpata possono avvenire con
arretramento progressivo del ciglio con conseguente accumulo di detriti nella parte inferiore.
Spesso la ripresa del fenomeno tettonico durante la fase evolutiva del versante, interviene nel
modellamento del versante stesso imponendo una ripresa dei fenomeni erosionali fino al
raggiungimento del raccordo con la porzione a monte del versante. Importanti sono poi anche
le variazioni climatiche che, provocando oscillazioni eustatiche29 del livello del mare, generano
uno spostamento delle linee di costa verso l’interno del continente o verso il mare,
provocando una variazione temporale dei sistemi morfoevolutivi, con influenza notevole sul
modellamento dei versanti.
S’intende ora, come già specificato, dopo uno studio degli aspetti geomorfologici salienti,
caratterizzare da un punto di vista geotecnico le formazioni detritiche, definendo parametri di
resistenza meccanica e, quando possibile anche di deformabilità, caratteristici.
L’analisi effettuata è di tipo comparativo, si basa infatti sulla ricerca di risultati di prove in situ o in
laboratorio effettuate su formazioni detritiche, suddividendole in due sottocategorie meglio
specificate in seguito, quali depositi alluvionali e detriti di falda di natura carbonatica e da
calcescisti. Una volta ottenuti tali dati si opererà una valutazione basata su metodi statistici e su
considerazione cautelative per la scelta dei parametri geotecnici d’interesse.
2.2 Depositi alluvionali fluviali, lacustri, glaciali
Per depositi alluvionali s’intendono formazioni di materiali detritici di ambiente continentale,
incoerenti o semicoerenti, di dimensioni varie, dovuti all'azione di erosione, di trasporto e di
sedimentazione dei corsi d'acqua. La composizione petrografica dei depositi alluvionali è funzione
della resistenza delle rocce del bacino all'attacco chimico!fisico delle acque e risente inoltre
dell'alterazione dovuta al clima e agli acidi umici eventualmente presenti. In particolare gli
elementi costitutivi subiscono modificazioni di forma in funzione della dinamica del corso d'acqua
29
Di dinamica esogena
70
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
e vengono depositati e distribuiti, in senso sia orizzontale sia verticale, gradatamente per valori
decrescenti di dimensione, per effetto della gravità. La conformazione superficiale dei depositi
varia in funzione del luogo e delle modalità di sedimentazione, nonché delle dimensioni del
materiale; pertanto si possono distinguere differenti tipologie sotto elencate, di cui la prima
risulta essere la più importante per quanto concerne lo studio dei versanti detritici. Si osservano
infatti:
Conoidi di deiezione: o coni alluvionali, formazioni caratterizzate da configurazioni convesse
che si aprono a ventaglio allo sbocco dei corsi d’acqua nella pianura o nei fondovalle. Si tratta
di forme di deposizione fluviale, con dimensioni e pendenze molto varie, in funzione delle
dimensioni e la natura delle rocce del bacino idrografico che li sottende. La deposizione
avviene alla base dei rilievi montuosi, dove il corso d'acqua trasporta e rilascia il materiale
detritico derivato dai processi erosivi che agiscono all'interno del bacino idrografico.30 I fattori
che regolano lo sviluppo di tali formazioni sono quello climatico e quello tettonico, oltre alla
litologia ed alla morfologia delle zone di alimentazione. Si osserva infatti come il clima influisca
sullo sviluppo dei conoidi condizionando sia l'intensità che la frequenza dei processi fluviali.
Invece l’attività tettonica dell’area di alimentazione condiziona l'evoluzione dei cicli di crescita
dei conoidi, modificando i rapporti tra erosione e sedimentazione del bacino idrografico.
Si possono ascrivere a tale categoria anche i conoidi torrentizi in evoluzione, ovvero depositi
alluvionali prevalentemente ghiaiosi, anch’essi dalla caratteristica forma di ventaglio aperto
verso valle, in corrispondenza dello sbocco di valli e vallecole trasversali ai corsi d’acqua
principali, in cui la diminuzione di pendenza provoca la sedimentazione del materiale
trasportato dall’acqua. Essi risultano soggetti ad evoluzione dovuta alla dinamica torrentizia. Si
osservano infine i conoidi torrentizi inattivi, ovvero depositi alluvionali identici ai precedenti
ma attualmente non soggetti ad evoluzione.
30
In bacini di alimentazione piccoli, costituiti da terreni poco coerenti, attivi specialmente in determinati
periodi con intense precipitazioni accompagnate da frane, si possono generare conoidi alluvionali con
caratteristiche alquanto diverse, determinati da colate di detrito (debris flow) o colate di fango (mud flow).
Questi si configurano come flussi gravitativi di sedimento, la cui matrice tipicamente fangosa o argillosa
funge da supporto a clasti e frammenti rocciosi anche di grandi dimensioni in essa dispersi. Di conseguenza,
mentre i depositi dei conoidi legati ai processi fluviali si presentano ben stratificati e gradati, i depositi
relativi a processi di debris flow o di mud flow invece non contengono strutture sedimentarie e sono
caratterizzati da una elevata matrice che rende i depositi stessi “fangosostenuti». Questo è il caso dei
conoidi dove anche le azioni della gravità sono significative e vi predominano i depositi massivi. Si tratta di
un processo intermedio fra i fenomeni torrentizi veri e propri e i fenomeni di dilavamento dall’alto.
71
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
Figura 34: Conoide di deiezione. Fonte: www.igmi.org._Presentazione di Giovanni Battista Pellegrini
Pianure alluvionali: zone pianeggianti derivate dal colmamento per deposizione fluviale di
preesistenti depressioni topografiche. Esse derivano dalla fusione di tutti i conoidi di deiezione
dei corsi d’acqua facenti in prossimità di tali depressioni. Le superfici presentano una forma
concava.
Isole fluviali:
sono così definite le isole che si possono frequentemente osservare nei letti
alluvionali dei fiumi, specie nei corsi di pianura. Esse assumono una configurazione a forma di
scafo, con composizione variabile di ghiaia, sabbia e limo. Si distinguono in due tipi, quali isole
di sedimentazione, formate da depositi alluvionali accumulati nell’alveo, e isole di avulsione,
prodotte dal distacco dei lembi per azione erosiva della corrente.
Penisole di confluenza: dalla caratteristica forma triangolare, che si formano alla confluenza di
due corsi d’acqua.
Pianure deltizie: con superfici pressoché orizzontali.
Delta: si differenziano dai cono di deiezione è la formazione in ambiente subacqueo, motivo
per cui il processo di sedimentazione e deposito risulta diverso. Presenta svariate forme
planimetriche.
Modellamenti successivi all'accumulo possono provocare nei depositi citati la comparsa di forme
secondarie, quali terrazzi, altopiani alluvionali isolati, meandri, dune.
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Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
Da ultimo si può considerare la presenza di depositi alluvionali in evoluzione, ovvero costituiti da
materiale detritico generalmente non consolidato (ghiaie, talora embriciate, sabbie e limi argillosi)
di origine fluviale, attualmente soggetto a variazioni dovute alla dinamica fluviale, talora fissato da
vegetazione.
Le tipologie sopra elencate derivano essenzialmente da fenomeni di erosione fluviale o lacustre,
che si configura come la tendenza all’incisione e allo scalzamento laterale, quindi dovuta ad
un’azione dell’acqua prevalentemente meccanica e solo in minima parte dovuta al disfacimento
chimico.
I depositi detritici alluvionali glaciali sono invece dovuti al trasporto e al rilascio di detriti raccolti
dai ghiacciai e inglobati nel moto di scorrimento verso valle di questi. Infatti ai lati del ghiacciaio di
accumulano frammenti di roccia provenienti dai versanti della valle, formando le cosiddette
morene laterali e procedendo verso la parte terminale del ghiacciaio la coltre detritica risulta più
abbondante. Qualora due ghiacciai provenienti da valli attigue confluiscano, viene a formarsi un
unico ghiacciaio; questo comporta che le morene laterali si uniscano formando un’unica morena
mediana. Si può inoltre effettuare una distinzione e parlare di till, qualora i detriti vengano
trasportati e depositati direttamente dal ghiaccio, o di depositi fluvioglaciali, qualora il trasporto
avvenga attraverso corsi d’acqua alimentati dalle acque di fusione. Dal momento che il ghiacciaio
è in grado di trasportare corpi di differente peso, i till sono formati da detriti eterogeni, andando
da argille finissime, dette farina glaciale, a giganteschi massi erratici. Si osserva invece come i
depositi fluvioglaciali presentino una granulometria media più piccola e una coltre detritica più
omogenea, comprendente sabbia e ciottoli più leggere, depositati in modo selettivo dai più
pesanti ai più leggeri.
Vengono ora a seguito riportati i risultati dell’indagine effettuata per la ricerca di parametri
geotecnici caratteristici di tali formazioni. L’analisi è stata condotta considerando come area
geografica d’interesse l’Italia, con particolare riferimento alla Regione Piemonte.
Si precisa che il livello di approfondimento e, talvolta, anche la natura delle informazioni fornite,
relativamente all’inquadramento geologico del sito e all’analisi geotecnica dei depositi, risulta
differente da caso a caso. Questo è dovuto all’eterogeneità delle fonti, cui si fa totale riferimento.
Va inoltre aggiunto che, nonostante l’interesse sia focalizzato sui depositi di tipo alluvionale,
risulta opportuno citare anche i depositi detritici di falda o di natura eluvio!colluviale presenti, di
qualsiasi natura essi siano, non solamente carbonatica o da calcescisti, affrontati nel §2.3. Risulta
infatti frequente che le opere di sostegno, oggetto della presente tesi, possano trovarsi di fronte a
depositi detritici sia di natura alluvionale ma anche eluvio!colluviale o di tipo misto.
73
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
2.2.1 Caso 1: Torrente Orata!Calitri (AV) (Fonte: Geotest S.a.s. relazione metodologica per la
scelta dei parametri geotecnici caratteristici con caso studio sul Torrente Orata!Calitri)
Il caso studio in esame si riferisce ad una campagna geognostica, effettuata dalla “Geotest S.a.s.”
per la realizzazione di un viadotto sul Torrente Orata – Calitri (AV), nel corso della quale sono stati
effettuati 4 sondaggi a rotazione e carotaggio continuo, spinti alla profondità di 30 metri, e
prelevati 24 campioni indisturbati di terreno, successivamente analizzati nel laboratorio
geotecnico della stessa “Geotest S.a.s.”
Inquadramento geologico
Il rilevamento geologico!geomorfologico effettuato sull’area su base topografica in scala 1:2.500
ha evidenziato l’affioramento dei seguenti tipi litologici:
Alluvioni costituite da materiale detritico in matrice limo!argillosa di colore marrone chiaro: dal
punto di vista granulometrico si tratta di materiale detritico costituito da abbondanti ciottoli a
spigoli vivi, immersi in una matrice essenzialmente limosa di colore marrone chiaro. Il deposito
non di rado contiene livelli decimetrici di pezzate lapideo calcareo e calcareo!marnoso e/o di
calcare fratturato bianco con noduli di selce rosso!azzurra. Ovviamente, soprattutto negli
spessori più superficiali il materiale alluvionale!detritico è misto a terreno vegetale. Questi
termini litologici risultano poco addensati, con spessore limitato, variabile da un minimo di
2.80 m ad un massimo di 4.20 m. Nella parte terminale, al passaggio con le sottostanti Argille
grigie, il deposito passa gradualmente ad un limo argilloso con radi ciottoli e venature
rossastre. Questi termini litologici sono riscontrabili solamente in corrispondenza della stretta
fascia prospiciente l’alveo del Torrente Orata.
Argille e argille marnose di colore grigio: sono costituite da un’alternanze di argille
prevalentemente grigie e scagliettate, con rari livelli di marne calcaree e calcari in strati
decimetrici. Dalla lettura dei log stratigrafici ricavati dalla perforazione dei sondaggi
geognostici, nonché dai risultati delle prove geotecniche in sito e in laboratorio, si evince
chiaramente che lo stato di addensamento e le condizioni geostrutturali di questi termini
litologici migliorano decisamente con la profondità. In particolare, intorno a – 20 metri, le
argille passano a marne argillose compatte e omogenee. All’interno del primo spessore,
invece, è possibile individuare chiaramente una differenziazione sia in termini granulometrico!
tessiturali, sia in termini di risposta geomeccanica: da / 03.00 m a / 07.00 m, le argille
risultano laminate, plastiche e compressibili, disturbate tettonicamente e a frattura concoide;
da / 07.00 m a / 020.00 m, invece, le caratteristiche fisico!meccaniche migliorano e sono
74
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
decisamente meno evidenti gli effetti di quella accentuata tettonizzazione che solitamente
accentua questi caratteri geologici.
Analisi geotecnica e parametri individuati
Mediante un’analisi stratigrafica ottenuta dai sondaggi e i risultati delle analisi geotecniche si
sono individuati 4 orizzonti geotecnici, corrispondenti ad altrettante condizioni strutturali e
geomeccaniche dei terreni attraversati dalle terebrazioni. L’orizzonte d’interesse risulta essere il
primo. Su tutti i campioni, oltre alla definizione delle caratteristiche fisiche, delle proprietà indice
e delle caratteristiche granulometriche, sono state effettuate prove edometriche31, prove triassiali
del tipo CID32 e prove di compressione ad Espansione Laterale Libera (E.L.L.)33. Le prove triassiali
hanno permesso l’acquisizione dei parametri geomeccanici a lungo termine (Condizioni drenate).
Le prove di compressione E.L.L. hanno permesso l’acquisizione della Coesione non drenata. Sui
soli campioni afferenti all’orizzonte geotecnico più superficiale, che, come già detto, da evidenze
di superficie e dall’analisi del carotaggio continuo mostrava evidenti segni di alterazione e
scompaginamento, è stata effettuata anche la prova di Taglio Torsionale su provino anulare34 per
l’acquisizione della resistenza residua. Quest’ultima metodologia di prova, rispetto ai classici cicli
di reverse nella scatola di Casagrande, come è noto, meglio rappresenta le condizioni ultime di
31
Procedura sperimentale che permette di stabilire il grado di sovra consolidazione in un terreno argilloso.
Condizione necessaria è che il campione sia indisturbato. Da tale prova è anche possibile ricavare gli indici di
compressibilità e la storia tensionale subita dal terreno. Nelle celle edometriche tradizionali il provino
cilindrico di terreno, confinato lateralmente entro le pareti rigide di un anello metallico, viene sottoposto ad
una sollecitazione verticale in modo da trovarsi in condizioni di compressione di tipo ‘k0’, cioè di
deformazione trasversale impedita.
32
Prova che permette di determinare i parametri di resistenza (in condizioni di picco, di statao critico e più
difficilmente in condizioni residue) e i parametri di deformabilità. In questo caso le prove sono state
eseguite in condizioni drenate (CID = consolidazione isotropa drenata), e hanno compreso una fase di
saturazione del campione, una fase di consolidazione per mezzo di una compressione isotropa, e una fase di
compressione fino a rottura del campione.
33
La prova di compressione ad espansione laterale libera consiste nel comprimere un campione a forma di
cilindretto nella direzione del suo asse maggiore, fino alla rottura dello stesso, lasciandolo libero di
espandersi lateralmente. Il test viene condotto a deformazione controllata o a carico controllato. La misura
delle deformazioni assiali e delle tensioni applicate, fornisce delle coppie di valori che, riportati su un
grafico, producono una tipica curva che ha nel punto più alto il valore della resistenza alla compressione di
un provino ad espansione laterale libera. Tale procedura può essere effettuata in controllo di carico o in
controllo di deformazione. Tale prova risulta importante poiché permette di comparare tra loro, in modo
veloce, diversi tipi di terreno coesivo, al fine di valutare le differenze tra un terreno compattato ed un
terreno allo stato naturale.
34
In tale prova un provino cilindro cavo è posto in una cella divisa in due parti, di cui una può ruotare
relativamente rispetto all’altra. Il provino, successivamente alla fase di consolidazione, viene sollecitato alla
fase di taglio mediante l’applicazione di una rotazione continua fino alla rottura su una prestabilita
superficie del provino. Tale prova, rispetto a quella di taglio tradizionale, consente una notevole riduzione
dei tempi. Con tale prova vengono valutati i parametri di resistenza al taglio c’ e ’ di terre a grana fine, con
campioni indisturbati, e grossa, su campioni ricostruiti ad una prestabilita densità relativa.
75
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
resistenza meccanica. I sondaggi sono stati eseguiti lungo una direzione perpendicolare al letto
del Torrente Orata, esattamente lungo il tracciato del viadotto, ad una distanza reciproca di 1 40
m, ed hanno interessato, in senso trasversale, tutta la fascia di affioramento dei depositi detritico!
alluvionali (1 120 m).
I risultati ottenuti sono:
Figura 35: Risultati delle analisi fisico meccaniche
76
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
Riassumendo i parametri geotecnici di maggiore interesse ottenuti si ha:
[kN/m3]
Depositi
!’ [°]
!’rediduo [°]
c’ [kPa]
Cu [kPa]
20
17
17.5
55.3
Depositi
alluvionali
18.4
torrentizi
Depositi
Etangente [kPa]
Esecante [kPa]
Ea rottura [kPa]
4657
4366
2746
Depositi
alluvionali
torrentizi
2.2.2 Caso 2: Comune di Baveno (VB) (Fonte: PRG Baveno: Relazione geologica del progetto
definitivo a seguito delle controdeduzioni)
Il caso d’interesse prende in considerazione l’intero comune di Baveno. L’area in esame presenta
caratteristiche geologico!strutturali particolarmente complesse.
Inquadramento geologico
Si osserva la presenza di:
Substrato roccioso, suddiviso in:
!
Scisti dei laghi
!
Graniti dei laghi
Depositi superficiali, costituiscono lo strato d’interesse, e si può ancora suddividere in:
!
Depositi glaciali: sono presenti nei tratti montani dei rii affluenti di destra del Lago
Maggiore e a Feriolo; sul versante settentrionale del Mottarone costituiscono gran parte del
bacino del Rio Frassino. Gli spessori sono molto variabili, da un minimo di 2 m ad un massimo
di 7!8 m. Si tratta dei depositi prodotti dall'azione di erosione, trasporto e deposito dei
ghiacciai quaternari. I depositi sono costituiti da diamicton addensati o scarsamente addensati
a matrice sabbiosa o sabbioso!limosa alterata, con abbondanti clasti di varia natura a scarso
arrotondamento di dimensioni da centimetriche a decimetriche (probabili till indifferenziati) e
da diamicton a matrice sabbioso!ghiaiosa, poco addensati con frequenti ciottoli decimetrici e
blocchi metrici subangolosi (probabili till di ablazione). In corrispondenza dei bacini del Rio dei
Pesci e del Rio Pessina, nel tratto tra Feriolo ed Oltrefiume, sono stati rilevati limi grigi
caratterizzati da grado di consolidamento molto elevato e da presenza in percentuali variabili,
77
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
di clasti da decimetrici a centimetrici subarrotondati e talora striati; essi possono essere
interpretati come depositi glaciali di fondo. Ai fini del riconoscimento dei depositi glaciali si
può osservare che gli stessi, quando situati sotto falda, sono quasi sempre poco ossidati, grigi o
addirittura nerastri con la matrice limosa meno coerente, a volte addirittura plastica. I depositi
glaciali che sono stati a lungo in ambiente areato sono, invece, ossidati e molto compatti, in
alcuni casi fortemente coerenti. Localmente possono essere rimaneggiati ad opera delle acque
correnti e presentano caratteri simili a quelli alluvionali ma con aspetto più ossidato e con
elevato grado di addensamento.
!
Depositi di versante: ovvero depositi superficiali costituiti da elementi eterometrici di
varia natura, immersi in scarsa matrice sabbiosa; sono stati generati dall'azione della gravità
(favorita soprattutto dai cicli crioclastici), dagli agenti atmosferici e dalle acque ruscellanti che
hanno alterato gli affioramenti rocciosi e hanno rielaborato i depositi glaciali già presenti. Tali
depositi appaiono localizzati alla base di pareti rocciose, soprattutto dove le caratteristiche
geomeccaniche della roccia appaiono mediamente scadenti, per presenza di accentuate
fratturazioni, di lineamenti tettonici o di una particolare fissilità della roccia. Nel territorio
esaminato tali depositi si ubicano soprattutto a valle sia delle impervie pareti di granito
presente sul versante nord del Monte Mottarone, sia di quelle affioranti sul versante orientale
del Monte Camoscio.
!
Depositi alluvionali torrentizi: i corsi d'acqua provenienti dal massiccio del Mottarone
presentano sia nell'alveo montano sia nei tratti in conoide (per esempio il T. Selvaspessa)
depositi alluvionali torrentizi derivati da processi di debris flow. Si tratta di accumuli di
materiale di natura diversa a disposizione generalmente caotica o con gradazione inversa, con
selezione praticamente nulla, spessore che può raggiungere alcuni metri, estensione variabile,
forma assimilabile a quella di un cordone longitudinale o, nel caso di deposizione in conoide,
ad un lobo. In corrispondenza dei dissesti presenti lungo le fasce spondali, sono ancora
rilevabili in alveo accumuli di frana parzialmente asportati dalle acque dei torrenti in piena e
ridepositati sotto forma di depositi alluvionali derivanti da trasporto di massa. Attualmente tali
depositi sono sottoposti ad erosione continua da parte delle acque dei torrenti che tendono ad
asportare la frazione più fine depositandola nel tratto medio!distale della conoide. I depositi di
conoide alluvionale sono scarsamente affioranti poiché tutte le conoidi sono generalmente
urbanizzate. Va inoltre ricordato che una buona parte delle conoidi sono sommerse dalle
acque del Lago Maggiore o sono interdigitate coi depositi alluvionali del F. Toce. Si tratta
generalmente di depositi a granulometria varia: molto grossolana (anche con massi metrici)
spesso con aspetto caotico nella parte apicale; ghiaioso!ciottolosa con carattere di deposizione
78
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
alternata da caotica a selettiva nelle parti medio!apicali; sabbioso ghiaiosa ben selezionata
nella parte medio!distale sino al passaggio coi sedimenti lacustri, fluviali o di conoide
subacquea di tipo sabbioso!limoso.
!
Depositi alluvionali fluviali: I depositi alluvionali fluviali dovuti all'attività del F. Toce e in
misura minore al T. Stronetta, sono sedimenti di notevolissimo spessore a granulometria
sabbiosa e sabbioso!limosa, con rare intercalazioni ghiaiose e lenti torbose, che sono stati
formati per deposizione, prima subacquea poi deltizia e subaerea, dall’avanzamento del F.
Toce nel Lago Maggiore. I sedimenti mostrano granulometria più fine in profondità con
caratteristiche prevalentemente limose e livelli torbosi mentre in superficie prevalgono
alternanze sabbioso limose verso il F. Toce e sabbioso!ghiaiose verso il Mottarone in
corrispondenza delle conoidi degli affluenti.
!
Depositi di spiaggia lacustre
Depositi di frana in roccia, depositi costituiti da clasti eterometrici ad assetto caotico, presenti
lungo l’area in frana attiva in sponda destra del T. Selvaspessa. Si suddividono in:
!
Coltre eluvio!colluviale
!
Depositi antropici
Analisi geotecnica e parametri individuati
Per quanto riguarda i terreni è stato possibile ottenere una loro prima caratterizzazione
geotecnica sulla base dei principali parametri geotecnici, cioè granulometria, peso di volume ( )
angolo di resistenza al taglio (!’) e coesione (c’). Tali parametri sono stati ottenuti mediante
attraverso osservazioni empiriche o semplici prove. È stata eseguita una prima caratterizzazione
geotecnica di massima dei terreni riconosciuti durante il rilievo geologico ai fini della
progettazione delle opere. Una stima di tali parametri, per i terreni d’interesse, è rappresentata
nella seguente tabella:
Depositi
[kN/m3]
!’ [°]
Depositi alluvionali
torrentizi e di conoide
c’ [kPa]
30 (sabbie e ghiaie),
17!21
35!40 (depositi calcici
alluvionale
0
in alveo montano)
Depositi alluvionali
fluviali della piana del
16!20
25!35
10!100
19!21
35!40
10!50
Fiume Toce
Depositi alluvionali
79
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
glaciali
Depositi detritici di
falda,frana
18!20
35!45
0
2.2.3 Caso 3: Comune di Exilles (TO) (Fonte: PRG Exilles: Relazione geologica della variante
strutturale, rielaborazione del progetto definitivo)
Inquadramento geologico
Il territorio comunale, il substrato pre!quaternario comprende il basamento cristallino del
Massiccio d’Ambin e le sue coperture metamorfiche di età permomesozoica e i calcescisti che,
sulla base di dati bibliografici, debbono essere riferiti alla Zona Piemontese dei Calcescisti con
Ofioliti. I depositi calcescistici verranno ripresi del §2.3 della presente.
Segue una descrizione schematica dei litotipi cartografati, suddivisi in due grandi categorie: quelli
costituenti i depositi quaternari e quelli costituenti le rocce del basamento pre!quaternario. In
questa sede verranno riportati anche i depositi detritici colluviali e detriti di frana, benché
d’interesse prevalente nel successivo capitolo:
Depositi alluvionali torrentizi: corrispondono sia ai depositi della Dora Riparia sia quelli legati ai
rii tributari e sono in genere conservati lungo l’asse vallivo principale o lungo le più importanti
valli secondarie. La litologia comprende ciottoli e ghiaie e massi anche di grandi dimensioni con
grado di arrotondamento medio!alto e sfericità medio!bassa, immersi in un’abbondante
matrice a composizione prevalentemente sabbiosa o limoso!sabbiosa, con grado di
addensamento mediamente elevato. La genesi è quella di depositi alluvionali di ambiente
torrentizio sia di fondovalle che di conoide. L’età varia dal tardo Olocenica all’attuale.
Depositi alluvionali glaciali: costituiscono i lembi nella parte bassa del versante sinistro e i
depositi in formazione in alta quota. Dal punto di vista litologico sono costituiti da ciottoli,
massi e subordinati blocchi con basso grado di arrotondamento e sfericità, immersi in
un’abbondante matrice a composizione prevalentemente limoso!sabbiosa. Raramente si
osservano depositi glaciali di fondo e depositi di origine fluvio!glaciale. Il grado di
addensamento è molto variabile in relazione alla genesi, se di ablazione o di fondo. L’età di
formazione varia dall’età Pleistocenica a quella attuale.
Depositi detrici eluvio!colluviali: subaffiora diffusamente su tutto il territorio comunale e, per
quanto riguarda la litologia, la frazione detritica è costituita da ciottoli, massi e subordinati
blocchi con basso grado di arrotondamento e sfericità, immersi in un’abbondante matrice a
composizione prevalentemente limoso!sabbiosa e di colore molto variabile. Il grado di
80
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
addensamento è mediamente elevato. Sono compresi eventuali brecce di versante a cemento
carbonatico affioranti sporadicamente nel versante destro (loc. Finiere). La potenza varia da
pochi decimetri a 3!4 metri. La genesi è mista detritico!colluviale ed eluvio!colluviale, legata ai
processi di alterazione e degradazione del substrato roccioso e degli altri depositi quaternari.
Depositi detritici di frana: sono distribuiti prevalentemente al piede dei principali affioramenti
del substrato roccioso e costituiscono il corpo delle principali frane. Presentano ciottoli, massi
e blocchi di forma irregolare in matrice sabbiosoghiaioso! limosa. La genesi detritica è dovuta a
fenomeni di crioclastismo e termoclastismo, unito ad una forte disarticolazione del substrato
roccioso.
Analisi geotecnica e parametri individuati
Mediante fonti bibliografiche (Hoek & Bray 1981, Barla, 1982; Aigotti et Al., 1983) e prove di taglio
diretto, sondaggi, analisi granulometriche, si sono ottenuti i seguenti parametri geotecnici:
Depositi
Depositi alluvionali
torrentizi
Depositi alluvionali
glaciali e fluvio!glaciali
[kN/m3]
!’ [°]
c’ [kPa]
18!20
30!40
0!40
18!20
25!35
0
16!18
27!32
0
Depositi detritici
colluviali e detrito di
falda
2.2.4 Caso 4: Paternò!Priolo (CT) (Fonte: Relazione geologica preliminare per la
realizzazione di un nuovo elettrodotto in Singola Terna)
L’area in esame è ubicata sul margine sud!orientale dell'Altipiano Ibleo. L’assetto morfologico del
primo tratto del tracciato dalla S.E. di Paternò alla nuova S.E. di Pantano d’Arci è dettato dalla
presenza del Fiume Simeto che scorre in una valle estremamente ampia. Le caratteristiche
dell’alveo variano a causa delle diversità geolitologiche dei terreni attraversati, (alluvioni
terrazzate ed argille pleistoceniche), della variazione delle pendenze di fondo e della variazione
spaziale dell’ordine di grandezza delle portate, ed infine in relazione agli interventi di
sistemazione effettuati in passato. I terreni attraversati sono estesamente interessati da
coltivazioni agrumicole.
81
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
Inquadramento geologico
Vengono a seguito identificati alcuni raggruppamenti litologici cui si possono ascrivere gli
affioramenti presenti lungo il tracciato interessato dall’elettrodotto e delle aree ad esso adiacenti.
L’intervallo stratigrafico coperto dai terreni affioranti nell’area d’indagine è compreso tra il
Miocene e il Quaternario. Vengono trattati nello specifico solo le litologie d’interesse, ovvero i
depositi di tipo alluvionale:
Depositi alluvionali: complesso alluvionale, comprendente depositi alluvionali (talora
terrazzati), depositi litorali e lacustri. Sono localizzati nella pianura alluvionale di Catania e
lungo i principali affluenti del Fiume Simeto. Sono costituiti prevalentemente da lenti e livelli
discontinui di ghiaie e di sabbie limo!argillose soprattutto in prossimità delle aste dei torrenti
minori, caratterizzate da elevata ripidità, mentre i corpi sedimentari connessi ai corsi d’acqua
principali sono costituiti da sabbie, sabbie ghiaiose, limi, limi sabbiosi e limi argillosi. Dal punto
di vista granulometrico complessivo si può definire il deposito come sabbia!limosa con ghiaia.
La giacitura è lentiforme mentre lo spessore è variabile da luogo a luogo a causa delle non
uniformi modalità di deposizione. Ciò si verifica a causa della continua reincisione ed
asportazione da parte delle acque incanalate dotate di un elevato potere di erosione e
trasporto specialmente in occasione di intense e prolungate precipitazioni che determinano le
cosiddette “ondate di piena”.
Conglomerati Policenici
Argille pleistoceniche siltose e marnose
Calcareniti basali e sabbie giallastre
Calcareniti bianco!giallastre
Calcari a lumachelle
Vulcaniti basiche
Vulcanoclasti a lave
Vulcaniti mioceniche
Analisi geotecnica e parametri individuati
Si sono ottenuti i principali parametri geotecnici attraverso osservazioni empiriche o semplici
prove. È stata eseguita una caratterizzazione di massima dei terreni, è rappresentata nella
seguente tabella:
82
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
[kN/m3]
Depositi
Depositi alluvionali lacustri (sabbie!limose con ghiaia)
18
!’ [°]
c’ [kPa]
Esecante [kPa]
22!23
5!15
3000!6000
2.2.5 Caso 5: Comune di Osasco (TO) (Fonte: PRG Osasco: Relazione geologico!tecnica della
variante strutturale 1!2)
Inquadramento geologico
Dal punto di vista geologico regionale il territorio comunale di Osasco è parte integrante della
pianura pedemontana pinerolese localizzata al bordo dei primi rilievi della catena alpina
occidentale. In corrispondenza dello sbocco vallivo del Torrente Chisone, questi rilievi sono
caratterizzati dall’affioramento di litotipi riferibili al “Massiccio Cristallino del Dora!Maira e in
particolare affiorano micascisti e gneiss minuti a pigmento grafitico cui sono associati corpi
intrusivi tardo!ercinici costituiti da ortogneiss dioritico!tonalitici. Più in dettaglio il territorio
comunale di Osasco è caratterizzato dalla presenza di depositi alluvionali di natura fluvio!
torrentizia da recenti (Olocene) a medio!antichi (Pleistocene superiore).
Si osserva la presenza di depositi alluvionali da antichi a recenti (fluvioglaciale Riss, fluviale Wurm
e alluvioni recenti). Dal punto di vista sedimentologico i terreni che caratterizzano l’area oggetto
d’indagine sono dei depositi fluvio!torrentizi di natura grossolana: essi sono infatti
prevalentemente costituiti da ghiaie e ciottoli in matrice sabbiosa. Peraltro non si può escludere la
presenza di livelli a granulometria più fine (sabbie e limi); essi possono dare origine a corpi
lentiformi di varia potenza ed estensione laterale. In superficie il materasso costituito da questi
depositi può essere “sigillato” da un orizzonte di potenza metrica di sedimenti a granulometria
fine (sabbie limose e limi sabbiosi). Questi materiali rappresentano il “top” di una normale
sequenza deposizionale di ambiente fluviale.
I depositi più recenti olocenici sono caratterizzati da un grado di alterazione pedogenetica
piuttosto basso o addirittura inesistente, mentre i depositi del Pleistocene sup. presentano gli
effetti di modesti fenomeni di argillificazione della matrice fine e di alterazione dei clasti.
Si distinguono in:
Depositi alluvionali torrentizi: ovvero lungo gli alvei attuali dei torrenti Chisone e Chiamogna, il
materasso superficiale alluvionale è costituito da ghiaie sabbiose con ciottoli aventi
caratteristiche geotecniche generalmente buone.
Depositi alluvionali da terrazzi alluvionali: in corrispondenza dei terrazzi alluvionali di poco
sospesi rispetto agli alvei attuali dei torrenti (depositi olocenici) si riscontra la presenza di
83
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
ghiaie sabbioso!limose con ciottoli e intercalazioni lentiformi di sabbie limoso!argillose. Le
caratteristiche geotecniche dei livelli a granulometria grossolana sono generalmente buone.
Depositi alluvionali da terrazzi rissiani: il terrazzo "rissiano", sospeso di qualche metro sulla
pianura "olocenica", è modellato in depositi grossolani costituiti da ghiaie e ciottoli in matrice
limoso!sabbiosa talora abbondante, che possono essere interessati da fenomeni di alterazione
dei clasti e argillificazione della matrice.
Analisi geotecnica e parametri individuati
Per la valutazione dei parametri geotecnici principali si è fatto riferimento a due sondaggi a
carotaggio continuo realizzati nel settore sud!orientale del capoluogo e alla stratigrafia di un
pozzo idropotabile realizzato nel settore meridionale. In aggiunta sono stati raccolti i dati relativi a
15 pozzetti geognostici distribuiti sul territorio e a due prove penetrometriche dinamiche S.P.T.35.
Depositi
Depositi alluvionali
torrentizi
Depositi alluvionali da
terrazzi alluvionali
Depositi alluvionali da
terrazzi rissiani
[kN/m3]
!’ [°]
c’ [kPa]
20
35
0
19
33
0
19
32
10!50
2.2.6 Caso 6: Comune di Cascina (PI) (Fonte: Relagione geologica e sismica: Progetto per la
realizzazione di un campo fotovoltaico nella località di Nugaiolo, Comune di Cascina)
L’area oggetto di studio si ubica nel Comune di Cascina (provincia di Pisa), più precisamente in
località Pratacci. Il territorio del Comune di Cascina si estende per intero nella pianura alluvionale
del fiume
Arno, in sinistra idrografica dello stesso.
35
Prova in situ eseguita a partire da un foro di sondaggio. Essa consiste nell’infissione, per profondità di 45
cm per volta, di un tubo campionatore mediante caduta di un maglio battente standardizzato, e nel
rilevamento del numero di colpi (NS.P.T.) per l’infissione del campionatore per 30 cm, trascurando i primi 15
cm ritenuti disturbati dall’infissione precedente. Mediante correlazione empiriche, in funzione anche della
tensione verticale efficace, è possibile valutare lo stato di addensamento, l’angolo di resistenza al taglio di
picco ’. Viene eseguita in terreni in prevalenza sabbiosi.
84
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
Inquadramento geologico
La geologia della Pianura Pisana e' molto complessa avendo subito gli effetti delle trasgressioni e
regressioni marine, l’azione morfogenetica di due importanti corsi d'acqua quali Arno e Serchio, e
le modifiche operate dall'intervento umano con opere idrauliche ed idrogeotecniche quali
colmate, canalizzazioni, bonifiche, rettifiche di alvei. La presenza nel sottosuolo della Pianura
Pisana dell'orizzonte dei conglomerati dell'Arno e Serchio, testimonia un momento paleo
climatico caratterizzato dall’intensa azione erosiva e di trasporto materiali ghiaiosi ad opera dei
fiumi della Pianura.
AI di sopra di tali conglomerati si trovano i limi fluviopalustri, corrispondenti ad un forte calo del
trasporto fluviale. I limi fluviopalustri sono a loro volta coperti dalle sabbie eoliche che indicano
una fase climatica con tendenza ad ulteriore diminuzione della piovosità.
La superficie della Pianura Pisana si presenta quindi caratterizzata da:
Lidi e dune litoranee
Sabbie Argillose di Le Rene
Deposito alluvionale di limi e argille
Limi, argille e torbe palustri
Nel dettaglio l’area in esame è interessata da depositi alluvionali sub attuali con granulometria
sabbioso!limosa e limo!argillosa.
Analisi geotecnica e parametri individuati
Il programma di indagini geognostiche è stato finalizzato sia alla ricostruzione litostratigrafica del
volume significativo di terreno, al di sotto e nell’intorno del sito di progetto, sia all’acquisizione
dei parametri fisico!meccanici. Nel dettaglio sono state effettuate 6 prove penetrometriche
statiche CPT36 .
Il deposito viene suddiviso in terreno di natura coesiva e non coesiva.
Depositi
[kN/m3]
Cu [kPa]
36
Enon drenato5037
Enon drenato25
[kPa]
[kPa]
La prova CPT (Cone Penetration Test) consiste nell’infissione nel terreno di una punta conica di
dimensioni standardizzate alla velocità costante di 20 mm/min. il risultato della prova consiste nella
resistenza all’avanzamento della punta qc e la resistenza di attrito laterale fs. può essere eseguita in terreni
fini e in sabbie. Da tali valori si ottengono, indirettamente ed empiricamente, indicazioni sullo stato di
addensamento e di consistenza, sulla resistenza al taglio e sulla deformabilità, in funzione dello stato di
tensione efficace cui il terreno è sottoposto.
37
E50 e E25 corrispondono rispettivamente ad un grado dello sforzo devia torico pari al 50!25%
85
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
Depositi
alluvionali fluviali
10
(matrice limo!
60!87
10300!14000
15400!21000
argillosa)
Depositi
Dr [%]
[kN/m3]
!’ [°]
c’ [kPa]
35!42
0
Edrenato 50
Edrenato 25
[kPa]
[kPa]
3500!3800
5300!5800
Depositi
alluvionali
fluviali
42!51
10
(natura
granulare)
Si precisa come non venga data nessuna spiegazione in merito ad un
così eccessivamente basso,
prossimo a quello dell’acqua. Probabilmente si tratta invece di 2 & $ 2 0 23 , ovvero del peso
specifico alleggerito.
2.2.7 Caso 7: Comune di Pisticci (MT) (Fonte: Regolamento urbanistico Pisticci: Relazione
geologica)
Il territorio comunale di Pisticci ricade nel settore sud!orientale della Fossa Bradanica, la quale si
individua come dominio di avanfossa nel sistema catena!avanfossa!avampaese a partire dal
Miocene superiore!Pliocene inferiore.
Inquadramento geologico
La stratigrafia individuata mediante indagini geognostiche, considerando interessanti nella
valutazione dei depositi alluvionali solamente la zona di Pisticci Scalo, si presenta come:
Depositi alluvionali recenti: affiorano per ampi tratti lungo il fondovalle dell'area. Si tratta di
depositi eterogenei a granulometria variabile dalle sabbie alle argille limose con assetto
lentiforme. La natura di tali sedimenti è legata all'apporto di materiale derivante dall'erosione
dei depositi prevalentemente pelitici presenti nelle aree circostanti. Lo spessore è mediamente
di 15 m.
Depositi alluvionali terrazzati: Nel settore settentrionale dall’abitato di Pisticci Scalo è presente
alla sommità di un rilievo argilloso un piccolo lembo di deposito alluvionale terrazzato
costituito da sabbie e ghiaie con intercalazioni limoso!argillose.
86
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
Argille marnose grigio!azzurre
Analisi geotecnica e parametri individuati
La caratterizzazione geotecnica dei terreni scaturisce da dati provenienti da campagne
geognostiche precedenti e più precisamente da prove di laboratorio effettuate su n°2 campioni
indisturbati prelevati dai sondaggi. Le prove eseguite sono di tipo Down!Hole.38 Le caratteristiche
meccaniche sono state ottenute mediante prove di compressione triassiale non consolidata non
drenata39, dal momento che il terreno era in prevalenza costituito da limo argilloso debolmente
sabbioso.
Depositi
[kN/m3]
Indice dei pori
Cu [kPa]
Porosità “n” [%]
“e” [!]
Depositi
alluvionali fluviali
20
109
0.66
39.5
2.2.8 Caso 8: Comune di Oristano (OR) (Fonte: Agenzia Regionale per l’Edilizia Abitativa:
Studi geotecnici a supporto della progettazione definitiva nel viale Indipendenza)
Inquadramento geologico
La stratigrafia del territorio in esame prevede la presenza di:
38
Le prove sismiche Down!Hole vengono eseguite con lo scopo di misurare la velocità delle onde
sismiche dirette che si propagano dalla superficie nel terreno in profondità. Il terreno viene energizzato in
superficie, in prossimità di testa foro, e la registrazione avviene in foro grazie ad un geofono triassiale
ancorato a profondità via via crescenti. Tale geofono registra gli spostamenti (tradotti sotto forma di
impulsi elettrici) lungo tre direzioni ortogonali tra loro (x, y, z).
Le onde sismiche possono essere generate energizzando il terreno in direzione verticale oppure in
direzione trasversale (parallelamente al suolo). Nel primo caso verranno generate prevalentemente onde
compressive (onde P) che si propagano in profondità e vengono registrate al meglio dal geofono verticale
(asse z). La velocità delle onde P, ovvero il rapporto tra il tempo di arrivo delle onde al geofono e la
distanza di che separa la sorgente dal ricevitore, si rileva mediante il picking del primo arrivo. Nel
secondo caso verranno generate prevalentemente onde di taglio (onde S) visibili principalmente sui
geofoni con l’asse posto orizzontalmente (assi x e y). La velocità delle onde di taglio Vs viene ricavata
dalla conoscenza della lunghezza e del tempo di percorrenza del percorso sorgente!ricevitore o del
percorso tra coppie di ricevitori. In generale, le onde di taglio viaggiano attraverso strati di terreno di
diversa rigidezza. Il tempo di viaggio misurato è quello necessario per attraversare l’insieme dei diversi
strati, ognuno caratterizzato dalla propria velocità di propagazione. A rigore anche la lunghezza del
percorso di propagazione è influenzata dalla presenza di strati con rigidezza diversa.
39
Si tratta delle prove UU, in cui la prima fase è costituita da compressione isotropa non drenata e la seconda fase da
un incremento della tensione assiale, a tensione radiale costante, fino a raggiungere la rottura in condizioni non
drenate. Consente di ricavare i valori di coesione non drenata Cu, considerando quindi nullo l’angolo di attrito ’,
valutando quindi, in via semplificata, la rottura mediante il criterio di Tresca.
87
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
Argille limo!sabbiose
Depositi alluvionali: si tratta di depositi ghiaioso!sabbiosi e debolmente limosi, a partire dallo
strato argilloso. Si osserva un’abbondante presenza di ciottoli centimetrici.
Analisi geotecnica e parametri individuati
Per la valutazione dei parametri di interesse sono stati effettuati sondaggi, prove penetrometriche
dinamiche S.P.T., prove udometriche per la matrice argillosa. Infine sono stati effettuate prove di
laboratorio per confermare i dati ottenuti in sito, quali prove di taglio diretto, con cui si sono
ricavati i parametri di coesione (c’) e di angolo di resistenza al taglio ( ’).
Depositi
Depositi alluvionali
fluviali
[kN/m3]
20
!’ [°]
c’ [kPa]
29!31
31!32
2.2.9 Caso 9: Comune di Potenza (PT) (Fonte: Servizio ferroviario metropolitano hinterland
potentino: Relazione geotecnica del progetto preliminare per appalto integrato)
Inquadramento geologico
L’area geografica nella quale ricade la città di Potenza si contraddistingue, dal punto di vista
geologico, per la presenza di terreni di età pliocenica e quaternaria. Essi sono costituiti da
complessi di differente natura e pertanto caratterizzati da proprietà geotecniche assai variabili.
Più nello specifico, il settore di dorsale appenninica sulla quale si erge la città è contraddistinto
dall’affioramento di depositi pliocenici di facies sabbioso!siltosa e siltoso!argillosa oltre che da
numerosi orizzonti di mare basso.
Tra i depositi che interessano il sito in esame si riscontrano:
Depositi alluvionali attuali e recenti: risultano essere costituiti da successioni eteropiche di limi
ed argille, originatesi, in tempi che vanno dal Pleistocene superiore all’epoca attuale, per
fenomeni di deposizione nella piana alluvionale, conseguenti ad episodi di alluvionamento, e di
depositi ghiaiosi in matrice argilloso!limosa e/o sabbiosa, con ciottoli calcarei, calcareo!
marnosi e silicei provenienti dall’erosione delle formazioni affioranti in gran parte dell’area di
alimentazione del bacino imbrifero del fiume Basento. Tali materiali si presentano con
geometrie lentiformi con la prevalenza o della frazione limo!argillosa o di quella ghiaiosa;
anche granulometricamente la frazione prevalente è alquanto variabile da punto a punto con
88
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
locale prevalenza della ghiaia, del limo, della sabbia e dell’argilla.
Pertanto tali terreni
presentano una elevata eterogeneità ed anisotropia litologica e geotecnica sia in senso
orizzontale sia verticale. Lo spessore di tali materiali è variabile da luogo a luogo sia per
l’andamento irregolare del substrato sia per gli interventi antropici occorsi nel tempo.
Materiali detritici e riporti
Argille siltose grigio!azzurre
Analisi geotecnica e parametri individuati
Si è operata una prima fase di classificazione, effettuata in modo convenzionale facendo
riferimento ai risultati delle prove di laboratorio, eseguite sui campioni esaminati, in termini di:
Curve granulometriche
Limiti di Atterberg (limite liquido e limite plastico)
Pesi di volume
Contenuti d’acqua naturale
Indice dei vuoti iniziale
Poi, per la valutazione dei parametri geotecnici di interesse, si sono utilizzate differenti prove, in
situ e in laboratorio. Per la resistenza al taglio non drenata cu si è fatto riferimento sia ai risultati
delle prove di laboratorio (prove di compressione ad espansione laterale libera), sia
all’interpretazione dei risultati delle prove penetrometriche dinamiche (S.P.T.). La valutazione dei
parametri di resistenza in termini di sforzi efficaci è stata effettuata, oltre che sulla base dei
risultati di prove di taglio diretto (TD), anche sulla base di correlazioni con i risultati delle prove
penetrometriche dinamiche (S.P.T.), utilizzate anche per i parametri di deformabilità. Infatti i
valori del modulo di taglio Go e del modulo di elasticità Eo iniziali sono stati ricavati a partire dai
valori delle velocità delle onde di taglio (Vs) ottenute indirettamente a partire dai valori di NS.P.T..
Per quanto riguarda i parametri fisici, dalle analisi eseguite sui campioni prelevati, il materiale
detritico di origine alluvionale ha presentato contenuti granulometrici variabili nei seguenti
intervalli:
argilla = 26.20% ! 39.50 % mediamente 33.02 %
limo
= 44.90 % ! 55.30 % mediamente 49.78 %
sabbia = 14.50 % ! 19.70 % mediamente 16.88 %
ghiaia = 0 % ! 1.10 % mediamente 0.32 %
Il contenuto d’acqua naturale (wn) risulta compreso tra 22.20 % e 24.90 % mediamente pari a
23.16%.
L’indice dei vuoti iniziale (eo) risulta compreso tra 0.63 e 0.73, mediamente pari a 0.67
89
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
Le caratteristiche di plasticità (limite liquido LL e indice di plasticità IP) variano generalmente
entro i seguenti valori:
LL = limite liquido = 31.20 % ! 40.80 %
IP = indice di plasticità = 12 .00 % ! 19.10 %
A seguito sono riportati i parametri geotecnici di interesse.
Depositi
Depositi
alluvionali
3
[kN/m ]
19
!’ [°]
c’ [kPa]
Cu [kPa]
Eedometrico
Kpermeabilità
E0
G0
[kPa]
[cm/sec]
[MPa]
[MPa]
101300
39000
!
!
167600
64500
(prove
(prove
in situ)
in situ)
19.5!26.5
48!65
(prove di
(prove di
laboratorio)
laboratorio)
2646!
2.7*10!9!
31.2!53.1
6217
4.38*10!8
9!20
30!35
(prove in
(prove in
situ)
situ)
Mediando tra le prove si è ottenuto:
Eoperativo
Depositi
[kN/m3]
!’ [°]
c’ [kPa]
Cu [kPa]
Eedometrico
[kPa]
(
!"
19
25!27
9!20
vert
orizz
[kPa]
[kPa]
10000
5000
&
3000!
10000!
6000
20000
40!60
alluvionali
KWinkler
#$%"
[kPa]
Depositi
KWinkler
2.2.10 Caso 10: Valsessera, Torrente Dolca (BI) (Fonte: Valutazione di impatto ambientale:
Relazione geologica per nuova concessione di derivazione della centralina idroelettrica in
Valsessera)
Inquadramento geologico
L’area dell’Alta Val Sessera all’interno della quale è compreso il sottobacino del torrente Dolca si
trova in un contesto geologico e strutturale costituito da un importante lineamento tettonico,
rappresentato dalla “Linea del Canavese” e da due grandi complessi litologici: la “Zona Ivrea!
Verbano” e la “Zona Sesia!Lanzo”.)
Nell’area in esame sono presenti depositi torrentizi, costituiti prevalentemente da grossi blocchi
lapidei con ciottoli, ghiaie e sabbie a definire forme di accumulo ad andamento parallelo alla
direzione di deflusso delle acque e in dettaglio, un’ampia barra longitudinale che isola due linee
attive di deflusso nel tratto compreso tra la confluenza del rio Casogna e il ponte.
90
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
Si riscontra la presenza di:
Depositi alluvionali e di conoide torrentizia: la presenza di depositi di tipo torrentizio si
riscontra in modo diffuso all’interno dell’alveo del Dolca in piuttosto continuo nell’area di
indagine, favorita dalla presenza di pendenze non elevate e accresciuta dagli apporti dei
colatori minori che affluiscono al torrente su entrambe le sponde, a volte a costituire veri e
propri apparati di conoide. Si tratta in ogni caso di materiali prevalentemente ghiaiosi e
ciottolosi con presenza di blocchi di dimensione lineare anche rilevante. Data la loro
composizione granulometrica presentano in genere buone caratteristiche geotecniche.
Depositi detritici di falda: caratterizzano in modo sporadico i fianchi dei versanti e vengono
prodotti da fenomeni di disgregazione meccanica degli ammassi rocciosi e dal
rimaneggiamento ad opera della gravità dei depositi glaciali, si tratta di depositi per lo più
grossolani costituiti da ciottoli e trovanti anche metrici, spigolosi ed eterometrici, immersi in
scarsa matrice sabbiosa o sabbioso!limosa. Data la loro composizione granulometrica
presentano in genere buone caratteristiche geotecniche.
Depositi glaciali: definiscono gran parte dell’area di indagine, si tratta di depositi costituiti da
ciottoli e blocchi eterometrici e spigolosi immersi in matrice sabbiosa, sabbioso!limosa e/o
limoso argillosa, talora caratterizzati da un elevato grado di consolidazione. Le loro
caratteristiche geotecniche variano in funzione delle qualità e della quantità percentuale della
matrice fine, in genere comunque presentano caratteristiche geotecniche da discrete a buone.
Depositi rimaneggiati
Ammasso roccioso
Analisi geotecnica e parametri individuati
In questo caso, data l’inaccessibilità del sito,i parametri geotecnici di riferimento sono quindi stati
in parte desunti dall’ampia letteratura disponibile nonché dall’esperienza acquisita durante la
realizzazione degli impianti sul torrente Sessera in condizioni geologiche spesso del tutto
confrontabili.
A seguito sono riportati i dati geotecnici d’interesse individuati:
Depositi
[kN/m3]
!’ [°]
c’ [kPa]
18!20
33!36
0
18!20
30!35
0!10
Depositi alluvionali e di
conoide torrentizia
Depositi alluvionali
glaciali
91
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
Depositi
[kN/m3]
!’ [°]
c’ [kPa]
19!20
33!38
0
Depositi detritici di
falda
2.2.11 Parametri geotecnici caratteristici
Come prima specificato, lo scopo di tale indagine, estesa su tutta Italia, ha lo scopo di
determinare, mediante i dati disponibili ricavati, parametri caratteristici medi delle formazioni
generate da depositi alluvionali di natura fluviale, lacustre o glaciale. La scelta deve essere
effettuata mediante una stima cautelativa. Nei casi esaminati non si è sempre osservata lo stesso
quantitativo di dati e parametri fisico!meccanici individuati. Nel 70% dei casi si è osservata la
possibilità di effettuare le analisi, relativamente al deposito alluvionale, in condizioni drenate,
mentre nel 30%, per la presenza di una matrice argillosa o limosa, si è dovuta ricercare una
coesione non drenata. Tuttavia quest’ultima tipologia di terreno si è riscontrata in special modo in
zone pianeggianti, in pianure alluvionali semi urbanizzate, quindi difficilmente interessate da
opere di ingegneria naturalistica, presenti invece a difesa dei versanti e sull’alveo o sulle sponde
fluviali. I parametri di deformabilità quali il modulo elastico e il modulo di taglio sono stati forniti
solamente in alcuni casi.
Si riporta a seguito la tabella riassuntiva dei dati ottenuti, priva della sola analisi granulometrica.
92
15400!
21000
Enon drenato
50 [kPa]
93
3000!
6000
10300!
14000
4366
2746
10000!
20000
3000!
6000
Esecante
[kPa]
Ea rottura
[kPa]
4657
Etangente
[kPa]
40!60
109
60!87
55.3
Cu [kPa]
18!20
18!20
18!20
16!18
35!45
30!40
25!35
27!32
0
0!40
0
0
19
18!20
18!20
19!20
33!36
30!35
33!38
0
0!10
0
20
25!27
29!31
20
10
9!20
31!32
35!42
19
32
10!50
0
19
33
0
10
20
35
0
18
19!21
35!40
10!50
22!23
16!20
25!35
10!100
5!15
17!21
3
[kN/m ]
30 (sabbie e ghiaie), 35!40 (depositi
calcici in alveo montano)
[°]
0
!’
18.4
17
[°]
!’rediduo
20
17.5
c’ [kPa]
9
10
10
10
Depositi alluvionali e di conoide
torrentizia
Depositi alluvionali glaciali
Depositi detritici di falda
8
Depositi alluvionali fluviali
Depositi alluvionali
7
6
6
5
5
5
Depositi alluvionali fluviali
Depositi alluvionali da terrazzi
alluvionali
Depositi alluvionali da terrazzi
rissiani
Depositi alluvionali fluviali
(matrice limo!argillosa)
Depositi alluvionali fluviali
(natura granulare)
Depositi alluvionali torrentizi
4
3
3
3
Depositi alluvionali torrentizi
Depositi alluvionali glaciali e
fluvio!glaciali
Depositi detritici colluviali e
detrito di falda
Depositi alluvionali lacustri
(sabbie!limose con ghiaia)
2
2
2
2
1
Caso
Depositi detritici di falda,frana
Depositi alluvionali glaciali
Depositi alluvionali torrentizi e di
conoide alluvionale
Depositi alluvionali fluviali della
piana del Fiume Toce
Depositi alluvionali torrentizi
Depositi
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
Verifica della stabilità di opere in legname
10
10
10
9
39000 !
64500
G0
[MPa]
!9
2.7*10 !
!8
4.38*10
Kpermeabilità
[cm/sec]
5000
[kPa]
10000
KWinkler vert
[kPa]
orizz
39.5
Porosità
“n” [%]
0.66
Indice dei
pori “e” [!]
Dr [%]
KWinkler
8
7
6
42!51
Edrenato 25
[kPa]
5300!
5800
Edrenato 50
[kPa]
3500!
3800
6
5
5
5
4
3
3
3
2
2
2
2
Enon drenato
25 [kPa]
1
Caso
Capitolo 2
Osservata la variabilità, la numerosità e la natura dei dati, sembra quindi opportuno ricercare
come parametri geotecnici caratteristici, il peso specifico !, l’angolo di resistenza al taglio ’ e la
coesione c’, ovvero quei parametri quasi sempre presenti, assumendo il terreno, in riferimento a
quanto detto prima, come in condizioni per lo più drenate. Di questi viene effettuata la media
statistica ma anche considerata la moda, ovvero il valore più frequente. Qualora la moda si
discosti eccessivamente dalla media viene a sua volta effettuata un’ulteriore media aritmetica tra
i due valori, assumendo quindi la possibilità che vi siano all’interno dei campioni “gross errors”
che potrebbero disperdere i dati. Qualora invece non si discosti si assume come valore
caratteristico la media statistica, se esso è inferiore alla moda, o la media tra i due valori se è
94
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
superiore. Questo procedimento è stato effettuato in favore di sicurezza, nell’ottica proposta dal
D.M. 14 gennaio 2008 “Norme Tecniche per le Costruzioni” nel §6.2.2. “Indagini, Caratterizzazione
e Modellazione Geotecnica”, per cui occorre effettuare “una stima ragionata e cautelativa”, e non
semplicemente assumendo la semplice media dei valori disponibili, ovvero il valore medio
statistico.
Vengono quindi trascurati i parametri fisici e presi in esame quelli meccanici. Come prima
espresso, verranno tenuti in considerazione anche i depositi detritici di falda o eluvio!colluviali
incontrati.
FLUVIALE
TORRENTIZIA
Tipologia
Caso
Depositi
[kN/m3
]
!’ [°]
c’
[kPa
]
1
Depositi alluvionali torrentizi
18.4
20
17.5
0
2
Depositi alluvionali torrentizi e di conoide
alluvionale
17!21
30
(sabbie e
ghiaie),
35!40
(depositi
calcici in
alveo
montano
)
3
Depositi alluvionali torrentizi
18!20
30!40
0!40
5
Depositi alluvionali torrentizi
20
35
0
10
Depositi alluvionali e di conoide torrentizia
18!20
33!36
0
MEDIA
STATISTIC
A
19
31.5
7.5
MODA
19
35
0
VALORE
ASSUNTO
19
31.5
4
2
Depositi alluvionali fluviali della piana del
Fiume Toce
16!20
25!35
10!
100
5
Depositi alluvionali da terrazzi alluvionali
19
33
0
95
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
Tipologia
Caso
Depositi
[kN/m3
]
!’ [°]
c’
[kPa
]
5
Depositi alluvionali da terrazzi rissiani
19
32
10!
50
6
Depositi alluvionali fluviali (matrice limo!
argillosa)
10
6
Depositi alluvionali fluviali (natura
granulare)
10
35!42
0
7
Depositi alluvionali fluviali
20
8
Depositi alluvionali fluviali
20
29!31
31!
32
9
Depositi alluvionali
19
25!27
9!20
MEDIA
STATISTIC
A
18
33
23
MODA
19
29
10
VALORE
ASSUNTO
18
31
16
18
22!23
5!15
18
22
10
4
GLACIALE
LACUSTR
E
DEPOSITI
DETRITICI
Depositi alluvionali lacustri (sabbie!limose
con ghiaia)
VALORE
ASSUNTO
2
Depositi alluvionali glaciali
19!21
35!40
10!
50
3
Depositi alluvionali glaciali e fluvio!glaciali
18!20
25!35
0
10
Depositi alluvionali glaciali
18!20
30!35
0!10
MEDIA
STATISTIC
A
19
33
13
MODA
19
35
10
VALORE
ASSUNTO
19
33
12
18!20
35!45
0
2
Depositi detritici di falda,frana
96
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
Tipologia
Caso
Depositi
[kN/m3
]
!’ [°]
c’
[kPa
]
3
Depositi detritici colluviali e detrito di falda
16!18
27!32
0
10
Depositi detritici di falda
19!20
33!38
0
19
35
0
19
[!]
0
19
33
0
MEDIA
STATISTIC
A
MODA
VALORE
ASSUNTO
Tabella 3: Tabella di ricerca dei parametri geotecnici caratteristici, desunti dai 10 casi reali sopra riportati. Vengono
individuati il valore medio statistico, la media e il valore assunto per il parametro, per depositi alluvionali fluviali,
lacustri glaciali e per i depositi detritici di varia natura. Si precisa che i dati scartati, in quanto non valutabili in condizioni
drenate, sono posti in grigio.
2.3 Detrito di falda di natura carbonatica e da calcescisti
Il detrito di falda è costituito da un accumulo detritico di materiale eterogeneo ed eterometrico,
generalmente a quote elevate o molto elevate, con frammenti litoidi di dimensioni variabili tra
qualche cm3 e decine di m3, privo di matrice o in matrice sabbioso!pelitica alterata e
pedogenizzata40. Generalmente infatti gli elementi che costituiscono tale accumulo sono detriti
poco arrotondati e di dimensioni variabili da diversi metri di diametro dei blocchi rocciosi
precipitati dai versanti adiacenti alla frazione millimetrica di elementi fini argillosi portati dal
dilavamento delle acque. Il detrito può essere stato anche rielaborato da fenomeni di gelo!disgelo
e dal ruscellamento delle acque superficiali. Pertanto per effetto di fenomeni morfogenetici di
alterazione meccanica e chimica come il crioclastismo o fenomeni gravitativi, sulla base dei
versanti fortemente inclinati o sulla superficie dei versanti stessi si genera un mantello detritico di
spessore variabile. Si tratta in genere di regolite, ovvero una coltre detritica formatasi in situ per
disgregazione della roccia sottostante, con origine quindi locale. Questi depositi, qualora poi non
subiscano alcun trasporto vengono definiti eluviali, mentre se presente in parte una forma di
trasporto, vengono detti colluviali. Benchè i primi risultino il reale gruppo di appartenenza dei
40
Per pedogenesi s’intende l’insieme dei processi fisici, chimici e biologici che portano alla formazione del
suolo a partire dal substrato pedogenetico, derivante da una prima alterazione della roccia madre. Tali
processi prevedono infatti l’alterazione dei composti inorganici, quali minerali e rocce, e organici, come
piante e animali morti, presenti nella zona, la loro deposizione e la formazione di nuovi minerali e molecole
organiche che costituiscono il suolo.
97
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
depositi odetritici di falda, spesso non si può escludere la presenza di una piccola fase di
trasporto, dovuto anche a fattori climatici. Risulta corretto quindi parlare di depositi di natura
eluvio!colluviale e non solo eluviale.
Formazione tipica dei detriti di falda sono i conoidi di falda, similari ai conoidi di deiezione. Il
conoide di falda attribuisce alle caratteristiche del detrito di falda la forma morfogenetica del
cono e viene generato da movimenti franosi che coinvolgono coperture detritiche di notevole
estensione in senso longitudinale.
S’intende qui analizzare in particolare i depositi detritici di falda di natura carbonatica e da
calcescisti.
Le rocce carbonatiche sono rocce sedimentarie di tipo chimico. Si tratta del prodotto del
consolidamento di sedimenti, dovuto alla precipitazione da soluzione con o senza intervento di
organismi che fissano i sali dell’acqua (sedimenti organogeni e chimici) ed in tal senso presentano
struttura organogena.41 In particolare i sali principali sono in prevalenza carbonato di calcio e in
subordine fosfato di calcio e idrossidi di ferro e silice. Il primo precipita sia in ambiente
continentale che marino, talvolta mescolato con carbonato di magnesio e limi silicatici finissimi, a
profondità d’acqua non eccessive. La precipitazione di sali e i colloidi dalle soluzioni acquose è
essenzialmente dovuta all’evaporazione o a un cambiamento di ambiente chimico dovuto, a titolo
di esempio, a mescolamento improvviso di gas o soluzione vulcanica. Le rocce sedimentarie
chimiche vengono ulteriormente classificate in funzione della composizione chimica dei
precipitati, che, come già anticipato, possono essere carbonati (calcite, dolomite), come nel caso
di interesse, silicei, ferriferi, magnesi feri e salini. Generalmente questi vengono raccolti sotto il
nome di evaporiti, poiché derivati dall’evaporazione di acque in bacini chiusi come laghi salati.
Le rocce carbonatiche sono essenzialmente monomineraliche. Essendo la loro genesi
strettamente legata all’azione diretta o indiretta della biosfera, esse mostrano differente
composizione, tessitura e struttura al variare delle condizioni ambientali. Si può comunque
riconoscere una tessitura caratterizzata da tre componenti:
Granuli: formati da materiale organogeno, ooliti e frammenti di rocce carbonatiche
preesistenti
Matrice: materiali di taglia minore, che riempie gli spazi interstiziali
41
Tali strutture organogene si formano e accrescono nel luogo della deposizione, per azione di organismi
come i coralli che secernono carbonato di calcio o ne favoriscono la precipitazione all’interno dei loro
tessuti.
98
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
Cemento: formato da cristalli spatici che si formano nelle varie fasi della diagenesi42
Chimicamente la reazione che porta al carbonato di calcio, con formazione del minerale calcite
qualora il primo a precipitare sia il carbonato semplice di calcio risulta:
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In ambienti continentali, presso circuiti termali, avviene la stessa reazione, ma a spese dello ione
idrogeno carbonato con degasazione della CO2:
!"# $ )* %&' ( ! %& $ *" % $ %"
La roccia derivante è il travertino, roccia a grana grossolana.
Infine, nell’acqua marina per la presenza di magnesio che determina la precipitazione di
carbonato doppio di calcio e magnesio, si ha la dolomite:
!"# $ +,"# $ %&"' ( !+,- %& ."
Nel processo di diagenesi la dolomite prende il nome di dolomia. Dolomie e calcari43 sono infatti i
principali costituenti delle rocce carbonatiche.
Dal punto di vista morfogenetico di particolare interesse è l’evoluzione dei versanti di faglia in
rocce carbonatiche, soprattutto nelle aree in cui sono intervenute modificazioni climatiche. A
differenza delle sequenze dolomitiche che, sia per la fragilità delle rocce che per il più intenso
fenomeno erosivo da parte delle acque indotto da una minore permeabilità, non mantengono nel
tempo le tracce degli eventi morfogenetici, i litotipi calcarei hanno permesso di studiare
l’evoluzione dell’andamento della scarpata di faglia nel tempo. Questa infatti sembra seguire due
modelli erosionali, uno dei quali prevalentemente legato ai processi denudazionali, mentre l’altro
a meccanismi di erosione lineare:
Recessione rettilineo!parallela: ipotizzando un versante originario con scarpata sub!verticale,
limitato a valle e a monte da due plateaux, con rocce omogeneee e soggette a processi
denudazionali clastici, si può supporre un modello teorico che, a partire dalla demolizione per
degradazione fisica della scarpata verticale, provoca un accumulo di materiale detritico
disposto secondo l’angolo di riposo naturale. Il fenomeno progredisce con intensità maggiore
nella parte alta, meno protetta, mentre al di sotto della copertura detritica la roccia evolve
verso un profilo di forma parabolica, il cui sviluppo è funzione della quantità di detrito che alla
base del versante riesce ad essere smaltito dagli agenti erosivi. Si assiste così alla progressiva
trasformazione della parete verticale di un versante rettilineo con acclività sempre minore, il
cui ultimo stadio corrisponde alla soglia di funzionamento del processo morfogenetico, detto
di recessione rettilineo!parallela. Nel caso in cui una parte dei detriti alla base venga rimossa si
42
43
Passaggio di un sedimento dallo stato incoerente a quello compatto, ad opera di fattori fisici e chimici
Il calcare è infatti una roccia sedimentaria il cui componente principale è il minerale calcite.
99
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
osserva come il segmento inferiore alla cornice sommitale risulti costituito verso il basso dalla
superficie di accumulo dei detriti, e verso l’alto dalla roccia in posto.44
Versante di Richter: nel caso limite in cui tutti i detriti prodotti dalla degradazione vengano
asportati il versante risulta costituito dalla roccia in posto, con formazione di un angolo di
scarpa di circa 35!40°, ad eccezione di una cornice verticale sommitale. Tale regolarizzazione
porta quindi ad una morfologia priva di copertura detritica del versante.
Le calcescisti sono rocce metamorfiche regionali, dal chimismo calcareo!pelitico45 o calcareo!
arenaceo, i cui componenti essenziali risultano calcite geminata, mica in laminette, clorite e
quarzo. I calcescisti derivano pertanto da calcari argillosi e argille calcaree per metamorfismo di
epizona, con pressione e temperatura relativamente basse, ma notevoli pressioni orientate: da
quest'ultimo fattore deriva la spiccata scistosità della roccia. Essa si presenta con un aspetto dal
colore variabile da grigio chiaro a bruno!nero, con tessitura granoblastica e lepidoblastica,
presenta una struttura scistosa, frequentemente pieghettata con alternanza di letti granulari e
lamellari. Molto spesso la superficie si presenta alterata a causa dell’alterazione selettiva dei
carbonati presenti da parte degli agenti meteorici. Nelle Alpi Occidentali si osserva la formazione
di “calcescisti con pietre verdi”, ovvero una sequenza di cipollini46, calcescisti propriamente detti e
“quarzoscisti” depositate in ambiente pelagico. Tale sequenza è stata successivamente compressa
in una zona di subduzione ad alta pressione e a bassa temperatura ed è tornata in superficie.
Vengono ora a seguito riportati i risultati dell’indagine effettuata per la ricerca di parametri
geotecnici medi di tali formazioni. Come prima detto non ci si è limitati alla presa in
considerazione dei soli depositi detritici di versante o di falda propriamente detti, ovvero quelli di
tipo eluviale, ma, immaginando possibile anche una fase contenuta di trasporto, sono stati
considerati anche i depositi di natura eluvio!colluviale. Tali depositi presentano caratteristiche
meccaniche leggermente differenti dai depositi puramente eluviali. La fase di trasporto produce
infatti una maggiore quantità di materiale fine.
Come nel caso dei depositi alluvionali, si precisa che il livello di approfondimento e, talvolta,
anche la natura delle informazioni fornite, relativamente all’inquadramento geologico del sito e
all’analisi geotecnica dei depositi, risulta differente da caso a caso. Questo è dovuto
all’eterogeneità delle fonti, cui si fa totale riferimento.
44
Tuttavia si può osservare come la geometria di un versante di recessione rettilineo!parallela può essere
alterata dalla presenza di banchi meno gelivi, o di minore resistenza, che provocano nella forma del
versante locali incrementi di pendenza.
45
Le rocce pelitiche derivano da originari sedimenti argillosi.
46
Marmi ricchi di bande e zonature costituite in prevalenza da clorite, epidoto e quarzo
100
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
2.3.1 Caso 1: Comune di Trieste (TR) (Fonte: PRGC: Variante Generale n° 118 di Revisione
dei vincoli: Relazione geologica) ! Deposito di natura carbonatica
Inquadramento geologico
Nella valutazione dei sedimenti sciolti o non litificati presenti, relativamente a successioni
quaternarie continentali e marine, si hanno:
Depositi alluvionali: sono costituiti da depositi di ghiaie prevalentemente arenacee, localmente
arenacee!calcaree, miste ad argille e limi, con livelli si sabbie di origine alluvionale del corsi
d’acqua della fascia collinare del Flysch. Tali depositi sono generalmente massivi, mal classati
con clasti sub angolosi. Si tratta di depositi torrentizi, legati a fasi di trasporto solido elevato
del corso d’acqua.
Coperture eluvio!colluviali: comprendono i prodotti della degradazione superficiale del
substrato pre!quaternario e dei depositi quaternari. I depositi possono essersi evoluti in posto
o aver subito trasporto lungo i versanti principalmente per mezzo di acque ruscellanti. Sono
molto diffusi in corrispondenza delle zone vallive e di versante dl Flysch. Si tratta di prodotti
prevalentemente a supporto di matrice, con matrice argilloso!limosa e sabbiosa, clasti
arenacei e, in minor misura calcarei, etero metrici ed angolosi sub arrotondati. Lo spessore è
variabile da decimetrico e metrico sui versanti, può essere plurimetrico alla base dei versanti.
Depositi di detrito di falda: sono costituiti da ghiaie grossolane mal classate, angolose a
tessitura aperta: i clasti hanno litologia omogenea (rocce carbonatiche e arenarie) sono sciolti
e a volte con matrice limo!sabbiosa proveniente dall’alterazione dei litotipi locali.
Detrito di versante cementato: si tratta di ghiaie grossolane mal classate, angolose, a litologia
costituita da clasti carbonatici, da addensate a cementate, localmente carnificate. In deposito
affiora in una fascia lungo il contatto tra le successioni carbonatiche e quelle torbiditiche. In
molti casi derivano da falde di detrito che hanno subito una parziale cementazione per opera
delle acque meteoriche sature di carbonato di calcio, formando vere brecce di versante.
Terre rosse: sono depositi essenzialmente franco limosi!argillosi rossastri il cui spessore può
variare dal metro fino a raggiungere profondità di gran lunga superiore (decine di metri)
all’interno delle doline. Riporti: accumulo artificiale di materiale detritico e/o inerte.
Tali depositi quaternari fanno riferimento a rocce quasi esclusivamente carbonatiche,
caratterizzate da elevate resistenze meccaniche e ed una forte permeabilità. I depositi sono
rappresentati da rocce sciolte con e classi granulometriche sopra viste e possono raggiungere
spessori notevoli.
101
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
Analisi geotecnica e parametri individuati
La caratterizzazione geotecnica dei terreni scaturisce da dati provenienti da campagne
geognostiche relative ad opere eseguite nel territorio comunale. I dati geotecnici ottenuti da
queste indagini, che riguardano settori di territorio piccoli, sono stati estesi a tutta l’area di
affioramento dell’unità litologica in base a criteri geologici (stratigrafici e sedimentologici).
Le indagini condotte hanno portato alla conoscenza anche dei parametri fisici47 dei depositi di
natura eluvio!colluviale, superficiali e sepolti. Nel dettaglio:
Depositi detritici eluvio!colluviali superficiali:
!contenuto naturale in acqua wn= 19/21%
!limite di liquidità LL= 37/48%
!limite di plasticità LP= 23/29%
!Indice di plasticità Ip= 15/23%
!Indice di consistenza Ic= 1/1.4
Depositi detritici eluvio!colluviali sepolti:
!contenuto naturale in acqua wn= 19.6/25.3%
!limite di liquidità LL= 37.9/47.4%
!limite di plasticità LP= 17.9/24.6%
!Indice di plasticità Ip= 19.1/24.1%
!Indice di consistenza Ic= 0.80/1.12
Per quanto riguarda le caratteristiche meccaniche, esse sono state ottenute mediante prove
geotecniche di laboratorio e in situ, da cui emerge che il terreno è in prevalenza costituito da limo
argilloso debolmente sabbioso.
Depositi
Detrito di falda
[kN/m3]
!’ [°]
c’ [kPa]
21.7/23
25/40
0/10
20.3/21.4
23/26
Cu [kPa]
Depositi eluvio!
colluviali
4/6
superficiali
47
In particolare si ha che:
!wn=ww/ws*100 contenuto naturale d’acqua, dove ww è il peso della parte liquida, ws della parte solida.
!wl o LL= limite liquido, ovvero il contenuto d’acqua per cui si ha il passaggio dallo stato liquido allo stato
plastico.
!wp o LP= limite palstico, ovvero il contenuto d’acqua per cui si ha il passaggio dallo stato plastico allo stato
semisolido.
!Ip=wl!wp indice di plasticità
!Ic=(wl!wn)/Ip indice di consistenza
102
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
Depositi eluvio!
26.9/27.6
20/24
14/16
colluviali sepolti
2.3.2 Caso 2: Comune di Pinerolo (TO) (Fonte: Sistemazione della Strada Comunale Talucco
Brun: Progetto Esecutivo: Relazione geologica e geotecnica) ! Deposito di natura carbonatica (e
calcescisti)
Il substrato roccioso della val Lemina è rappresentato da litotipi metamorfici ascrivibili al
Massiccio Cristallino Interno Dora!Maira, che si estende per l’appunto tra il Torrente Maira a
ovest ed il Fiume Dora Riparia a est, costituendo il basamento pretriassico delle Alpi Cozie. Con le
Falde del Monte Rosa e del Gran Paradiso appartiene al Dominio Pennidico superiore e
rappresenta una porzione di crosta continentale.
Inquadramento geologico
Dal punto di vista petrografico i litotipi affioranti in destra orografica della Val Lemina si individua:
Substrato roccioso: Il substrato roccioso della val Lemina è rappresentato da litotipi
metamorfici ascrivibili al Massiccio Cristallino Interno Dora!Maira. Si hanno:
!"Complesso Carbonifero del Pinerolese":
! quarziti e gneiss metarenitici, micascisti, filladi grafitiche; transizione delle medesime
rocce a plagioclasioblastiti
! !metaconglomerati e metareniti associate
! !blastocataclasiti e feldspatoblastiti di cataclasiti
! !metaquarzareniti nere a grana fine
! !anfiboliti e anfiboliti plagioclasioblastitiche
! "Complesso gneissico":
plagioclasioblastiti di cataclasiti e miloniti gneissiche
Formazioni superficiali: esse costituiscono il prodotto dell'alterazione chimica e della
disgregazione fisica delle rocce del substrato, in posto (depositi eluviali) o interessati da
rimaneggiamento legato essenzialmente al ruscellamento diffuso (depositi eluvio!colluviali).
Trattasi di limi sabbioso!argillosi con subordinati clasti eterometrici. Lo spessore è assai
variabile ed è maggiore al raccordo tra il rilievo e la pianura; ove cartografati, mostrano
potenze comprese generalmente tra 2÷3 e 5 m. Nell’area di indagine la potenza di tali depositi
raramente eccede 1!2 m.
103
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
Si constata che tali settori sono potenzialmente esposti a fenomeni di dissesto, soprattutto di tipo
gravitativo, a causa del locale stato di fratturazione del substrato roccioso e della presenza di
elementi predisponenti l’innesco di fenomeni di saturazione e fluidificazione dei terreni di
copertura (ridotti spessori dei depositi eluvio!colluviali e detritico!colluviali poggianti su roccia
relativamente poco alterata e acclività dei versanti talora elevata).
Analisi geotecnica e parametri individuati
La natura del terreno di copertura del substrato non ha permesso la realizzazione di prove in sito
tali da fornire in modo oggettivo parametri di resistenza significativi. Ciò in quanto la struttura
caotica del detrito costituito dalla presenza di uno scheletro a pezzatura medio elevata non
permette la realizzazione delle prove usualmente applicate per la definizione della densità in
posto dei materiali incoerenti. A tale aspetto occorre inoltre aggiungere che gli interventi
strutturali andranno ad interessare una carreggiata stradale caratterizzata da una sezione a
mezzacosta il cui lato di valle è in genere costituito dalla presenza di terreni di riporto, spesso da
ricondurre agli sbancamenti realizzati sul lato di monte. Per cui per la definizione dei
parametrigeotecnici necessari alla progettazione si dovrà necessariamente far riferimento a dati
bibliografici e alle risultanze di precedenti esperienze su terreni analoghi.
Depositi
Struttura
!’ [°]
[kN/m3]
c’ [kPa]
E [MPa]
n [!]
0
36/38
0.30
Struttura caotic,
Depositi
36/42 (se di
terreno
detritici
picco)31/33
incoerente da
eluvio!
18/20
(se a volume
mediamente a
colluviali
costante)
molto addensato
2.3.3 Caso 3: Comune di Alatri (FR) (Fonte: Studio di macrozonazione sismica livello I:
Relazione geologico!tecnica illustrativa) ! Deposito di natura carbonatica
Dal punto di vista geologico!stratigrafico e strutturale, il Comune di Alatri è caratterizzato dai
lineamenti generali e dalle tipiche evidenze che caratterizzano la catena appenninica nel suo
complesso. Quest’ultima infatti è costituita da una fascia crostale intensamente deformata in
seguito alle diverse fasi tettoniche, prevalentemente neogeniche; quelle di origine compressiva
104
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
sono conseguenti alla collisione tra i blocchi litosferici continentali europeo ed africano avvenuta
nell’Eocene.
Inquadramento geologico
I litotipi carbonatici presenti sono riconducibili a depositi di piattaforma, con ambiente
deposizionale caratterizzato sia da bassi fondali e lagune (calcilutiti prevalentemente micritiche
quali depositi di bassa energia) e scogliere coralline (calcari organogeni, oolitici e biocalcarenitici
relativi ad ambienti di alta energia). Tale deposizione carbonatica, previo passaggio attraverso una
lacuna sedimentaria paleocenica ed un ciclo trasgressivo, permane anche nel Miocene con calcari
di natura spiccatamente organogena.
Descrivendo con maggiore precisione i litotipi d’interesse, all’interno del dominio continentale si
osserva la presenza di:
Depositi alluvionali olocenici: Trattasi di termini trasportati e sedimentati all’interno del bacino
del Fiume Cosa. Tali depositi mostrano frequenti rapporti eteropici sia con le coperture eluvio!
colluviali che con le cineriti pedogenizzate. Risultano costituiti da limi sabbiosi, caratteristici dei
corsi d’acqua situati nella porzione meridionale del territorio, fino a sabbie limose con
componente argillosa estremamente variabile, inglobanti elementi clastici eterometrici ed
eterogenei (con natura prevalentemente carbonatica e subordinatamente
vulcanica). La
colorazione della matrice va dal marrone chiaro al brunastro. Mostrano una generale tendenza
all’aumento delle granulometrie procedendo verso la base, dove possono organizzarsi in
orizzonti più maturi di natura ghiaioso!sabbiosa.
Detrito di falda (olocene): Il litotipo è costituito prevalentemente da elementi clastici calcarei
eterometrici, ad indice di arrotondamento variabile, immersi in matrice limoso!argillosa, da
subordinata a rilevante procedendo verso i settori distali. Si tratta di depositi la cui potenza
diviene rilevante solo al piede dei versanti carbonatici delle principali strutture collinari
dell’area, laddove si organizzano in corpi detritici noti come conoidi di deiezione, situati
prevalentemente allo sbocco delle ripide aste torrentizie che incidono gli acclivi pendii posti
alle loro spalle. Ne sono un esempio: la fascia estesa lungo le pendici meridionali ed occidentali
di Monte Reo, quelle sviluppate al piede dei versanti meridionale (Località Monte San Marino)
e nordorientale della struttura di Monte Lungo, quelle rinvenibili ad oriente di Monte Caprara,
le conoidi che discendono dalle propaggini sudoccidentali dei Monti Maggiori e quelle evidenti
nella zone di Castagneto e Seritico nel settore occidentale.
Coltri eluvio!colluviali (olocene): L’alterazione supergenica delle torbiditi arenaceo pelitiche, ed
in subordine dei termini calcareo!marnosi miocenici, comporta la formazione di coperture
105
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
sciolte di natura limoso!sabbiosa ed argillosa. Si mostrano con potenze esigue (inferiori ai 5
metri) nei settori addossati alle strutture rilevate, che divengono consistenti nelle principali
linee d’impluvio interne alle strutture collinari flischoidi rinvenibili sul territorio indagato o al
vasto settore di piana meridionale (Località Mole Bisleti e Laguccio).
Depositi alluvionali antichi terrazzati (pleistocene!olocene): Sono litologie rinvenibili a ridosso
dell’alveo del Fiume Cosa, nella sua asta torrentizia che interessa il settore centro!
settentrionale del territorio comunale. Procedendo da nord a sud, i principali affioramenti si
rilevano in prossimità delle Località Porpuro, Magliano, Fiura, Allegra e Mole Santa Maria,
mostrandosi spesso con orli di terrazzo fluviale e con spessori variabili da qualche metro sino a
circa 10 metri (figura 7). Sono termini essenzialmente costituiti da ciottolame calcareo
eterometrico, generalmente ad alto indice di arrotondamento, immerso in matrice sabbiosa e
limoso!argillosa, con grado di cementazione variabile: si va da depositi detritico!ciottolosi
sciolti a veri e propri conglomerati con evidenze stratigrafiche (classazione granulometrica
verticale e stratificazione lenticolare).
Cineriti pedogenizzate e terre rosse (pleistocene!olocene): le prime sono termini cineritici più o
meno rimaneggiati rappresentati da limi argillosi, a componente sabbiosa estremamente
variabile, solo talora rilevante, di colorazione dal marrone al bruno!rossastro. Si presentano
come litotipi piuttosto compatti e coesivi, sebbene mostrino degli allentamenti nella coltre più
superficiale e negli orizzonti maggiormente sabbiosi pseudocoesivi. Le terre rosse, invece, si
concentrano nelle ambientazioni carsiche rinvenibili sulle strutture carbonatiche e nei settori
di piana interni ad esse. Si tratta di litologie sciolte aventi la classificazione granulometrica di
sabbie limose e limi argilloso!sabbiosi a componente detritica variabile, con colorazione
prevalente dal marrone rossastro al rosso mattone e clasti avana!biancastri.
Analisi geotecnica e parametri individuati
Le informazioni relative alle caratteristiche geotecniche dei depositi che caratterizzano il territorio
di Alatri provengono tutte dai dati raccolti nelle indagini pregresse, in quanto non è prevista nello
studio di Livello 1 di microzonazione sismica l’esecuzione di ulteriori indagini dirette, come
sondaggi geognostici e prove geotecniche in situ. La maggior parte dei dati raccolti proviene dai
risultati delle analisi geotecniche di laboratorio condotte su campioni prelevati da sondaggi a
carotaggio continuo nonché dall’elaborazione di dati penetrometrici derivanti da prove dinamiche
di tipo leggero e da prove del tipo S.P.T. in foro di sondaggio. Si tratta di sondaggi (comprensivi
delle stratigrafie di n°3 pozzi profondi per uso idropotabile) e prove pregresse eseguiti dallo
106
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
scrivente studio tecnico o reperiti dalla bibliografia e dalla documentazione connessa alla pratica
geognostica locale, per un totale di n°70 verticali d’indagine.
I parametri geotecnici individuati risultano:
Depositi
[kN/m3]
!’ [°]
c’ [kPa]
Detrito di falda
18/21
24/32
0/2
Coltri eluvio!colluviali
17/18.5
16/25
1/4
2.3.4 Caso 4: Comune di Acuto (FR) (Fonte: Realizzazione di edifici e viabilità interna a
servizio di azienda zootecnica: Relazione geologica) ! Deposito di natura carbonatica
L’area interessata dal presente studio è situata a quota 450 m slm sui rilievi carbonatici mesozoici
che, con quote intorno ad 800/1000 m slm, bordano a nord la Valle del F. Sacco.
Inquadramento geologico
Si riscontra la presenza di:
Serie carbonatica: potente diverse centinaia di metri, viene ribassata in corrispondenza della
Valle del Sacco, da una serie di faglie dirette a direzione appenninica NW!SE. Le faglie, non più
attive, presentano un rigetto variabile superiore comunque alle decine di metri. Il bacino
creatosi, rappresentato dall’attuale valle del F. Sacco, è stato da prima sede di sedimentazione
di tipo torbidico, successivamente, in vari episodi, è stato interessato dalla sedimentazione di
vulcaniti provenienti da centri di emissione della Valle Latina e del Vulcano Laziale.
Vulcaniti
Depositi eluvio!colluviali: al di sopra delle vulcaniti si trovano depositi continentali costituiti da
depositi eluvio!colluviali (terre rosse) e, nella fascia pedemontana, sono presenti conoidi di
deiezione antichi (Olocene) e detriti di falda.
Terre rosse
L’area di progetto è costituita da un versante inciso nei calcari mesozoici stratificati e fratturati
parzialmente ricoperti da una coltre di spessore variabile di depositi detritici di versante e terre
rosse.
Analisi geotecnica e parametri individuati
Le caratteristiche geotecniche di questi terreni, vengono stimate su valori presenti in letteratura
e/o rilevati da indagini in sito eseguite in aree vicine e in condizioni geomorfologiche e
107
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
stratigrafiche paragonabili. A vantaggio della sicurezza, si assumono valori di resistenza che
possono essere ritenuti sottostimati.
[kN/m3]
Depositi
!’ [°]
c’ [kPa]
27/30
1/3
Depositi detritici di
20
versante
2.3.5
Caso
5:
Comune
di
Courmayeur,
Saint!Rhemy!En!Bosses,
Saint!Oyen,
Valsavarenche, Cogne, Saint!Nicolas (AO) (Fonte: Costruzione di siti attrezzati per
radiotelecomunicazioni: Relazione geologico!tecnica) ! Deposito di natura carbonatica
Inquadramento geologico
La relazione fa riferimento a molteplici siti. Si prenderà in considerazione il solo con presenza di
detriti di falda di natura carbonatica.
Il sito Plan Puitz TX si colloca su un pendio aperto, non soggetto a dissesti in atto o pregressi. Sono
presenti:
Depositi detritico!colluviali di versante: coperti da uno strato superficiale pedogenizzato, di
circa 20!40 cm di spessore. Il terreno di fondazione è costituito da materiale detritico sciolto,
privo di coesione, a clasti angolosi di taglia da centimetrica a decimetrica, in abbondante
matrice fine, di tipo ghiaioso!sabbioso!limosa (tessitura a supporto di matrice). Non è
definibile con precisione la profondità dell’interfaccia roccia!detrito.
Substrato roccioso: il substrato roccioso che caratterizza le pareti sottostanti e gli affioramenti
lungo il taglio stadale, è rappresentato da micascisti e gneiss con relitti di alto grado delle unità
Brianzonesi interne della Zona Pennidica media. Lo strato dell’ammasso roccioso è
mediamente sano.
Non è tuttavia definibile con precisione la profondità dell’interfaccia roccia!detrito.
Depositi detritici di varia natura: oltre ai litotipi caratterizzati dal substrato roccioso sono
presenti talvolta depositi detritici sciolti, di natura sia glaciale che detritico!alluvionale e di
valanga
Analisi geotecnica e parametri individuati
Nel mese di ottobre 2011 è stata eseguita una campagna di indagine geosismica allo scopo di
determinare, per ogni sito a progetto, le categorie di suolo con la valutazione del parametro di
108
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
Vs3048, i valori di frequenza fondamentale del sito(F0) e l’interfaccia coperture/substrato roccioso.
Le caratteristiche geotecniche dei terreni interessati dagli interventi previsti sono state stimate
sulla base di esperienze pregresse in aree e condizioni simili a quelle oggetto del presente studio.
Si individuano pertanto i seguenti parametri geotecnici:
[kN/m3]
Depositi
Depositi detritici eluvio!colluviali
17/19
!’ [°]
c’ [kPa]
30/32
0
2.3.6 Caso 6: Comune di Sparone (TO) (Fonte: Adeguamento sezione stradale Point!Sparone:
Progetto definitivo!esecutivo: Relazione geologica) – Deposito da calcescisti
Le opere in progetto insistono su di un breve tratto di torrente Orco, ove la strada provinciale
segue la sponda idrografica sinistra del corso d’acqua ed è costretta, in quella posizione, dalla
presenza di una importante falda detritica, che rappresenta localmente il fianco sinistro della
valle. Altimetricamente, il tratto di strada interessato dall’intervento è compreso tra le quote 470
e 477 circa m s.l.m.
Inquadramento geologico
Dal punto di vista geologico regionale, l’area in esame ricade nella Zona Sesia!Lanzo , la quale
appartiene al dominio Austroalpino. Le litologie prevalenti sono calcescisti, micascisti, gli gneiss
minuti ed i micascisti eclogitici (rocce derivate per metamorfismo da preesistenti gabbri).
Più nel dettaglio, la Zona Sesia Lanzo è un sistema multifalda, formato da un elemento inferiore e
da uno superiore, separati da un’ampia zona di taglio e laminazione con formazione di miloniti.
L’elemento inferiore, in cui s’inserisce l’area in oggetto, è a sua volta diviso in tre differenti
complessi:
48
Vs30 è la velocità media di propagazione entro 30 m di profondità delle onde di taglio e viene calcolata
con la seguente espressione: 01&2 3
&2
56 ,
48
69:
dove
76
hi = spessore [m];
Vi =velocità delle onde di taglio dello strato i!esimo, per un totale di N strati presenti nei 30 m superiori;
N = numero di strati
Mediante tale velocità Vs30 vengono definite le categorie di sottosuolo, in accordo con §3.2.2 del D.M. 14
gennaio 2008 “Norme Tecniche per le Costruzioni”.
109
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
Micascisti eclogitici: il complesso presenta una tipica morfologia irregolare ed è costituito da
micascisti a granato, giadeite e varietà di cloritoide ricco in magnesio.
Calcescisti: il complesso presenta anch’esso una tipica morfologia irregolare. S’inseriscono
nella strato interno, così come i micascisti eclogitici.
Gneiss minuti: nel settore più esterno della Zona Sesia Lanzo affiorano rocce tabulari grigie del
complesso degli gneiss minuti albitici, che conferiscono ai versanti una morfologia più regolare
e in netto contrasto con l’unità interna dei micascisti eclogitici.
L’area in studio è caratterizzata dalla presenza, in affioramento, di gneiss minuti. Il settore in
studio è peraltro posto al passaggio tra gli gneiss minuti, calcescisti e micascisti eclogitici e si
possono dunque rinvenire in affioramento, nelle vicinanze dell’area in studio, litotipi afferenti a
questi complessi.
Le nuove opere interagiranno essenzialmente con i depositi sciolti granulari di copertura, che si
configurano come depositi detritici eluviali.
Analisi geotecnica e parametri individuati
Nel marzo 2009 è stata eseguita una campagna di indagini geofisiche finalizzata a fornire
informazioni indirette sullo spessore della falda detritica, nel tratto interessato dall’intervento e
sull’andamento del substrato roccioso, mediante l’elaborazione di sezioni interpretative del
sottosuolo. Sono state eseguite 3 linee di tomografia sismica per onde P49, una delle quali disposta
lungo la direzione di massima pendenza e le restanti in direzione ortogonale, parallelamente
49
Le indagini sismiche tomografiche permettono di ricostruire una sezione bidimensionale di velocità
sismica dei terreni, grazie all`analisi di una molteplicità di percorsi di onde sismiche fra stazioni trasmittenti
e stazioni riceventi, in cui le stazioni trasmittenti corrispondono ai punti di energizzazione del terreno, le
stazioni riceventi alle posizioni dei singoli geofoni della catena geofonica (minimo 24). La realizzazione delle
indagini sismiche basate sulla tecnica a rifrazione necessita il posizionamento in superficie, con geometria
nota e prefissata, di uno stendimento lineare di geofoni, che registrano le vibrazioni prodotte da una
sorgente impulsiva di sollecitazione dinamica: di tipo verticale per il rilievo delle onde di compressione
longitudinali (P) e di tipo orizzontale per l’analisi delle onde di taglio polarizzate orizzontalmente (SH). Nel
dettaglio l’energizzazione viene prodotta da una sorgente ("scoppio") situata in superficie. Lo sparo provoca
un fronte di onde sferiche che, a seconda del materiale attraversato e delle sue caratteristiche fisiche, si
propaga nel terreno con diverse velocità in diverse direzioni. L’energia non si limita a viaggiare nello strato
superficiale (onda diretta) ma scende in profondità fino a quando non incontra strati a velocità più alta, in
cui viaggia lateralmente (onda rifratta) prima di tornare in superficie dove viene rilevata dai geofoni disposti
a intervalli regolari lungo una linea (stendimento). Gli scoppi (in genere 7) si effettuano lungo la linea dello
stendimento dei geofoni sia all’interno che ai due lati.
L’elaborazione successiva prevede il trattamento di una notevole quantità di dati costituiti dai tempi di
primo arrivo ai geofoni delle diverse fasi di onde P e SH; tali tempi che vengono utilizzati per produrre un
diagramma di velocità medie delle differenti parti di terreno in profondità. Per ciascuno dei percorsi sismici
viene infatti misurato il tempo di primo arrivo delle onde compressive P e viene inserita nel programma di
elaborazione la posizione dello sparo e del geofono relativo, misurata rispetto a un sistema di riferimento
comune. Il numero totale di percorsi sismici analizzati corrisponde al numero di stazioni riceventi
moltiplicate per gli spari effettuati. I tempi di arrivo vengono poi elaborati mediante modelli matematici.
110
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
all’asse stradale. E’ stata inoltre acquisita una sezione di tomografia elettrica50 di resistività a lato
strada, coincidente con una tomografia sismica, in modo da indagare la medesima porzione di
sottosuolo, sulla base di proprietà fisiche differenti e fornire maggiore solidità interpretativa.
Infine,per la caratterizzazione geotecnica dei litotipi interferenti con le nuove opere di sostegno
necessarie all’allargamento stradale, si sono utilizzate le informazioni disponibili in letteratura o
ricavate da casi analoghi a quello in esame, facendo riferimento anche alle informazioni
pseudostratigrafiche ricavabili dalle indagini geofisiche eseguite sull’area.
Si possono dunque assumere i seguenti parametri, in condizioni drenate, trascurando, in prima
analisi a favore di sicurezza, il contributo fornito dalla coesione:
Depositi
[kN/m3]
!’ [°]
c’ [kPa]
E [MPa]
0
5/10
35 (se di picco)25
Depositi detritici
19
(se a volume
eluvio!colluviali
costante)
2.3.7 Caso 7: Località Val Chisone (TO) (Fonte: Risistemazione della S.P. N. 172, strada di
collegamento tra la S.R. N.23 ed il complesso di Pra Catinat: Relazione geologica) – Deposito da
calcescisti
L’intervento in oggetto riguarda la SP 172 del Colle delle Finestre in comune di Fenestrelle, nel
tratto che collega la SR 23 al complesso di Pra Catinat.
Inquadramento geologico
Dalla lettura e dalla consultazione del materiale bibliografico citato in premessa si evince che
nell’area analizzata sono rappresentati due domini strutturali principali del basamento pre –
50
Per quanto riguarda la tomografia elettrica, si tratta di una moderna metodologia d'indagine geofisica
frutto dell'evoluzione delle classiche metodologie d'indagine geoelettrica. L´indagine sul terreno viene
realizzata con un set di elettrodi (a partire da un minimo di 16 per arrivare anche a diverse centinaia),
distribuiti lungo un profilo a distanza ravvicinata (generalmente qualche metro). Tramite un apposito
sistema ! basato su uno o più cavi multielettrodo e relativi ¨switching box¨ ! questi elettrodi sono collegati
all´unità di acquisizione dati / energizzatore in modo da poter funzionare alternativamente come elettrodi
di corrente o di misura. Questo tipo d'indagine permette di acquisire migliaia di misurazioni di resistività
elettrica del sottosuolo con numerose combinazioni elettrodiche opportunamente programmate. La
Tomografia elettrica 2D che si serve di uno stendimento rettilineo e permette di ottenere un profilo
elettroresistivo al di sotto dello stendimento, pertanto è possibile studiare esclusivamente la porzione di
sottosuolo al di sotto dello stendi mento. La tomografia elettrica 3D analizza interi volumi di sottosuolo
compreso tra gli elettrodi disposti seguendo stendimenti non convenzionali, ovvero con disposizioni
elettrodiche che si adattano realmente agli spazi disponibili, per esempio con configurazioni a "C", ad
anello, a quadrato, etc.
111
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
quaternario: uno comprendente unità di margine continentale costituite da uno zoccolo cristallino
(Unità del Dora – Maira) e coperture, e uno comprendente Unità Oceaniche e di Fossa (Unità dei
Calcescisti s.l. e Unità Ofiolitiche).
Entro tali domini si riconoscono più unità strutturali, caratterizzate da proprie associazioni
litologiche con distinte caratteristiche mineralogiche, petrografiche e strutturali. La bibliografia
geologica ha messo in evidenza il carattere di polifasicità e policiclicità dell’evoluzione
metamorfica del Massiccio Dora – Maira. Oltre alle unità di margine continentale anzi descritte, si
riconoscono le unità oceaniche e di fossa (unità Ligure –piemontese) corrispondenti
essenzialmente alla Formazione dei Calcescisti con Pietre Verdi. Si tratta di unità considerate
alloctone e spesso raggruppate, nella letteratura attuale, a formare una Falda “Piemontese” o
“Ligure – Piemontese”. Tutta la zona dell’intervento è caratterizzata dalla presenza di calcescisti,
come a seguito riportato.
In particolare l’intervento da realizzarsi presso il tornante 2 è ubicato in un a zona dove si ha:
Substrato roccioso formato da calcescisti
Coperture detritiche del basamento: ascrivibili al complesso tettonometamorfico del Dora
Maira.
Presso il tornante 4 affiorano:
Micascisti in lenti entro calcescisti e prasiniti
Presso il tornante 5:
Substrato roccioso: non affiornate, esso risulta essere costituito dai calcescisti, dai micascisti e
dalle restanti litologie appartenenti all’unità tettonometamorfica Bassa Valle Susa – Valli di
Lanzo – Monte Orsiera e identificata in letteratura come unità oceanica.
Presso il tornante 6 affiorano:
Micascisti in lenti entro calcescisti e prasiniti
Presso il tornante 7 è evidenziato l’affioramento di:
Calcescisti
Micascisti
Presso il tornante 8:
Substrato roccioso: non affiornate, esso risulta essere costituito dai calcescisti, dai micascisti e
dalle restanti litologie appartenenti all’unità tettonometamorfica Bassa Valle Susa – Valli di
Lanzo – Monte Orsiera e identificata in letteratura come unità oceanica.
Dal punto di vista geologico tecnico si è rilevato in definitiva che, nell’area in esame il substrato
non è immediatamente affiorante, e l’intervento in progetto interesserà litologie appartenenti
alle coperture detritico – colluviali.
112
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
Analisi geotecnica e parametri individuati
Vista la consistenza delle opere in progetto si è ritenuto di procedere ad accertamenti di tipo
geognostico e geofisico per avere un riscontro oggettivo invece di una stima riguardo alla
profondità del substrato.
Si è proceduto alla realizzazione di un sondaggio a carotaggio continuo della profondità
inizialmente stimata di 20 m e poi estesa fino a m 25, da piano stradale, in cui non si è riscontrata
la presenza del substrato roccioso, unitamente all’esecuzione di prove penetrometriche S.P.T.
Inoltre, si è proceduto alla realizzazione di n°1 profilo di velocità delle onde di taglio MASW51 e
relativo calcolo del parametro VS30 e di 2 sezioni tomografiche di velocità delle onde di
compressione.
Depositi
[kN/m3]
!’ [°]
c’ [kPa]
18
26/27
0
18
26/27
3
Depositi detritici
eluvio!colluviali
TORNANTI 1!2!3!4
Depositi detritici
eluvio!colluviali
TORNANTI 5!6!7!8
51
Il metodo di indagine, conosciuto comunemente e impropriamente come MASW (multichannel analysis
of surface waves), delle onde superficiali attive (anche detto S.W.M. – Surface Wave Method) è un metodo
di caratterizzazione sismica basato sull’analisi della dispersione geometrica delle onde superficiali (onde di
Rayleigh). Il risultato è un profilo verticale delle velocità delle onde di taglio nel terreno ed una stima del
modulo di rigidezza al taglio dinamico (G0) in funzione della profondità. Il profilo di Vs, a differenza dei
metodi di indagine basati sulla propagazione delle onde di compressione P, permette di indagare anche
mezzi saturi. L’indagine sismica per onde superficiali restituisce:
Una pseudosezione per ogni sismogramma invertito, contenente le lunghezze d’onda estratte dalla
curva di dispersione moltiplicarte per 0.4. Questo grafico dà qualitativamente l’idea della massima
profondità raggiunta dall’indagine.
Un profilo verticale di velocità di propagazione delle onde S. Nelle situazioni di geologia complessa,
in cui non è significativo produrre un unico profilo rappresentativo dell’intero stendimento, è
necessario energizzare da entrambe le teste dello stendimento. In questo caso si può frazionare il
sismogramma e produrre due profili indipendenti, pertinenti alle estremità dello stendimento.
Parametro Vs30 per ogni profilo
113
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
2.3.8 Caso 8: Comune di Frabosa Soprana (CN) (Fonte: Progetto dei lavori di
ristrutturazione dell’impianto di depurazione esistente in località “Mondagnola”: Relazione
geologica e sismica) – Deposito da calcescisti
L’area di interesse è in particolare localizzata lungo il fondovalle del rio Mondagnola a margine
della vecchia strada comunale dal Capoluogo per Mondagnola.
Inquadramento geologico
Dal punto di vista geomorfologico l’area indagata presenta una morfologia piuttosto articolata,
fortemente influenzata dalla presenza di litotipi ad erodibilità differenziale (calcescisti, dolomie e
quarziti). In particolare i versanti che si sviluppano su rocce compatte, maggiormente resistenti
all’erosione, come i conglomerati, le quarziti, i calcari e i porfiroidi, si presentano da mediamente
a molto acclivi, mentre quelli che si sviluppano su rocce maggiormente erodibili, come i calcescisti
e i depositi quaternari, si presentano poco acclivi. I processi gravitativi principali che possono
interessare i versanti sono i crolli, in molti casi prodotti da termoclastismo e dal crioclastismo, e i
colamenti della coltre superficiale, in seguito all’imbimbizione della coltre stessa di acqua di
provenienza meteorica. Sul reticolo idrografico minore possono essere presenti invece accentuati
fenomeni di erosione e trasporto. In corrispondenza al raccordo tra i versanti ed il fondovalle si
rinvengono:
Depositi detritici eluvio!colluviali: di grande spessore, dovuti al trasporto e successivo
accumulo dei prodotti dell’alterazione dei litotipi affioranti nei settori sovrastanti.
In alcuni settori si segnalano inoltre:
Forme moreniche: esse sono piuttosto estese legate all’attività glaciale pleistocenica.
Alcuni tratti vallivi si sono impostati in corrispondenza di strutture tettoniche disgiuntive di media
estensione, lungo le quali si è avuta una maggiore erodibilità ed un maggior modellamento da
parte degli agenti esogeni. La successione stratigrafica puntuale del settore indagato risulta
definita da:
Coltre detritica eluvio!colluviale
Depositi alluvionali grossolani
Blocchi metrici di natura quarzitica
Analisi geotecnica e parametri individuati
Per la classificazione dei materiale, con particolare riferimento alle coltri detritiche eluvio!
colluviali, si è tenuto conto di quanto accertato nel corso di sopralluoghi in sito in aree di
affioramento. Dalle indagini è stato possibile ricavare sia i parametri della coltre detritica
114
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
superficiale, a seguito presentati, ma anche del substrato quaternario. Sono in aggiunta state
condotte campagne geofisiche per la caratterizzazione e classificazione sismica del terreno
Depositi
[kN/m3]
!’ [°]
Cu [kPa]
38 (se di picco)34
Depositi detritici
19/20
(se a volume
0
eluvio!colluviali
costante)
2.3.9 Caso 9: Comune di Ceresole Reale (TO) (Fonte: Prevenzione rischio valanghe centrale
idroelettrica di Ceresole Reale: Relazione geologica e geomeccanica in prospettiva sismica) –
Deposito da calcescisti
L’area oggetto del presente studio è compresa fra le quote 1875 e 2050 m. s.l.m. in loc. Villa
comune di Ceresole Reale, in corrispondenza di un versante roccioso molto acclive esposto a
grande scala a Nord! Est. Nel dettaglio l’analisi riguarda il versante immergente a Sud!Est di una
valletta in destra orografica (Valle Orco).
Inquadramento geologico
Da un punto di vista geologico il massiccio montuoso in cui la pendice si inserisce è costituito da
rocce metamorfiche rappresentate da gneiss occhiadini (Complesso degli gneiss Minuti) derivanti
dal metamorfismo di rocce granitiche (granitoidi) risalenti al Carbonifero (tardo paleozoico).
Il massiccio appartenente alle falde “Pennidiche” superiori è sovrascorso da diversi elementi
strutturali appartenenti alla “Zona Piemontese” dei calcescisti con metaofioliti (poco a est di
Ceresole, e al sistema Austroalpino del Falda Dent!Blanche. Le vicende deformative hanno inoltre
determinato all’interno dell’ammasso la genesi di ulteriori set di discontinuità (legati anche alle
fasi di metamorfismo), che ne incrementano il grado di fratturazione, con formazione di elementi
lapidei di forma prevalentemente da prismatica a tabulare. Dal rilievo geomorfologico eseguito è
emerso come localmente (incisioni/impluvi), il substrato roccioso metamorfico sia sormontato da
coltri detritiche più o meno continue, a cui si sovrappone localmente materiale detritico
rimaneggiato (materiale di risulta relativo allo scavo della galleria a servizio della centrale
idroelettrica). Si osserva quindi la presenza di:
Detrito di versante: si tratta di depositi granulari sciolti o mediamente addensati (key block)
per lo più costituiti da ghiaie grossolane con immersi grossi elementi e massi in appoggio
115
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
(misurati in campagna volumi fino a 1!3 m3) caratterizzati da potenza eterogenea variabile
stimata da pochi decimetri a oltre 3!4 m nella zona di valle (cono di detrito).
Analisi geotecnica e parametri individuati
Si è eseguito un riconoscimento speditivo del terreno mediante prove di cantiere. Sono riportati
nella seguente tabella i valori (range) dei parametri geotecnici attribuibili al terreno analizzato,
ricavati dalle osservazioni geotecniche condotte in campagna e da valutazioni circa il grado di
arrotondamento (basso) e dimensioni dei clasti. Viene precisato che in caso di cavità dovute a
mancata saturazione dei vuoti esistenti fra gli elementi di grosse dimensioni (in generale
difficilmente prevedibili a priori), le caratteristiche geotecniche possono subire puntuali
significative parzializzazioni (decadimenti).
Depositi
[kN/m3]
!’ [°]
c’ [kPa]
35/38
0
Depositi detritici di
18/19
versante
2.3.10 Caso 10: Comune di Vaiano (PR) (Fonte: Prevenzione rischio valanghe centrale
idroelettrica di Ceresole Reale: Relazione geologica e geomeccanica in prospettiva sismica) –
Deposito da calcescisti
L’area in esame è sita sul margine Ovest, a quota circa 160!170 m s.l.m. in corrispondenza
dell’abitato di Case Pozzino, è presente il limite della pianura alluvionale del Fiume Bisenzio.
Inquadramento geologico
L’area che circonda l’Impianto del Pozzino è stata oggetto di un rilevamento geologico, ed
evidenzia la presenza di differenti litotipi.
Di interesse, in questa sede, risulta la Formazione di Sillano. Questa formazione non manifesta
mai un aspetto simile nei vari affioramenti sparsi in tutta la Toscana centro!settentrionale. La
presenza di numerose litofacies diverse tra loro, sia per composizione interna che come
componenti percentuali dell’intera massa, costituisce un ostacolo per una precisa e semplice
descrizione della formazione. Nella zona oggetto di studio, la Formazione di Sillano si presenta
principalmente costituita:
116
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
Argilliti e siltiti: di color grigio, grigio scure all’alterazione, si trovano in strati di spessore da
centimetrico a decimetrico. Argilliti e siltiti costituiscono circa il 75!80% dell’intera formazione,
conferendo ad essa proprietà di discreta plasticità e duttilità.
Arenarie calcareo!quarzose, calcareniti e calcescisti grigie e avana intercalate a peliti: in strati
di spessore variabile, da pochi centimetri ad alcuni decimetri. Più raramente vi sono anche
intercalazioni marnose e calcareo marnose di colore marrone scuro.
Va sottolineato che da un punto di vista sedimentologico la Formazione di Sillano non presenta
mai marcate regolarità, né come continuità laterale degli strati, né come ripetizione stratigrafica
dei litotipi.
Tratti a maggior pendenza sono localizzati lungo gli impluvi fluviali, sempre in marcata attività
erosiva, mentre nella parte medio bassa del versante si notano occasionali spianate caratterizzate
generalmente da maggiori spessori di copertura detritica.
Dallo studio e analisi di tale copertura eluviale è emerso che sotto l’aspetto granulometrico la
varia fra un limo con argilla debolmente sabbioso!ghiaioso ed una ghiaia con limo sabbioso
debolmente argilloso. La percentuale di limo nel deposito è compresa fra il 55% ed il 31% mentre
quella di argilla fra il 26% ed il 10%. Maggiore variabilità manifestano invece la frazione sabbiosa e
quella ghiaiosa che oscillano fra il 15% ed il 40%.
Analisi geotecnica e parametri individuati
E' stata realizzata una campagna di indagini geognostiche, nell'estate del 1993, mediante
l’esecuzione di sondaggi a carotaggio continuo con prelievo di campioni indisturbati di terreno.
Nei fori di sondaggio sono state eseguite sia prove penetrometriche S.P.T. che prove di
permeabilità in sito (Lefranc o Lugeon)52 che hanno permesso di valutare le caratteristiche fisico!
52
Tali prove di permeabilità, eseguite in foro di sondaggio, consentono di ottenere una stima quantitativa
del coefficiente di permeabilità del terreno (prova Lefranc) o della roccia (prova Lugeon). Nel dettaglio le
prove di permeabilità Lefranc si distinguono in prove a carico costante e prove a carico variabile a seconda
delle modalità esecutive e delle caratteristiche granulometriche e tessiturali del terreno. In genere la prova
a carico variabile è stata realizzata dove l'assorbimento dei terreni appare scarso. La prova a carico
costante, eseguita in avanzamento durante la perforazione a diversi livelli di profondità, consiste nel
misurare la portata necessaria per mantenere costante il livello d'acqua nel foro, controllando tale livello con
una sondina elettrica e misurando la portata con un contatore di precisione inserito nella mandata della
pompa della sonda. Nella prova a carico variabile è misurata la velocità di riequilibrio del livello idrico dopo
averlo alterato mediante immissione (generalmente fino a piano campagna) di acqua in foro. La prova
consiste nell'eseguire alcune letture di livello dell'acqua in foro (h) a frequenti intervalli di tempo (t)
annotando sia il livello dell'acqua sia il tempo di ciascuna lettura. La prova Lugeon, che si esegue
esclusivamente in corrispondenza degli ammassi rocciosi, consiste invece nel misurare la portata di acqua
iniettata nel foro di sondaggio opportunamente predisposto ( detto camera filtrante) in almeno cinque
gradini di pressione, misurando la costanza della portata ogni 2 minuti.
117
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
meccaniche dei terreni attraversati. Infine, per lo studio della circolazione idrica sotterranea, tutti
i fori di sondaggio sono stati muniti di piezometri.
Sono stati eseguiti sondaggi a carotaggio continuo con lo scopo di consentire una precisa
ricostruzione litostratigrafica e geotecnica dei terreni attraversati e di permettere lo studio della
circolazione idrica sotterranea. Nel corso delle perforazioni sono state eseguite prove
penetrometriche S.P.T. in avanzamento per verificare il grado di consistenza dei litotipi
attraversati. Per quanto riguarda le analisi geotecniche di laboratorio nel corso dei sondaggi sono
stati prelevati 7 campioni di terreno sui quali sono state eseguite le seguenti determinazioni ed
analisi:
Determinazione della massa volumica apparente umida e dell’umidità naturale
Analisi granulometrica per via umida e sedimentazione
Determinazione dei limiti liquido e plastico
Prova di taglio con apparecchio di Casagrande di tipo consolidato drenato
Prova di compressione edometrica con determinazione del coefficiente di consolidazione e
permeabilità
Prova di compressione con espansione laterale libera53
Per quanto riguarda le proprietà meccaniche del deposito detritico eluvio!colluviale esso è stato
distinto il
comportamento in condizioni non drenate e drenate. Per la definizione dei parametri in
condizioni non drenate sono state eseguite prove di compressione con espansione laterale. I
valori della resistenza dei terreni sono correlabili direttamente al grado di umidità dello stesso che
manifesta forte variabilità da zona a zona: in associazione alle umidità più basse sono relativi
maggiori valori di coesione.
I parametri geotecnici in condizioni di tensioni efficaci sono stati ottenuti mediante prove di taglio
diretto. Si hanno pertanto i seguenti valori:
Depositi
Depositi detritici eluvio!colluviali
[kN/m3]
18.6 22.4
53
!’ [°]
c’ [kPa]
Cu [kPa]
22 27 3.8 11.3 3.8 11.3
Nel documento si fa riferimento ad un “Allegato G1”, per risultati di tali indagini. Non essendo presente
tale allegato, non è stato possibile ricavare le caratteristiche fisiche del deposito.
118
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
2.3.11 Parametri geotecnici caratteristici
Come già osservato per la valutazione dei parametri geotecnici caratteristici dei depositi
alluvionali, occorre andare alla ricerca di quei parametri geotecnici caratteristici, scelti mediante
una stima cautelativa. Nei casi esaminati non si è sempre osservata lo stesso quantitativo di dati e
parametri fisico!meccanici individuati.
In particolare per quanto riguarda i parametri di
deformabilità, il modulo elastico viene fornito solo in due indagini e il rapporto di Poisson in un
unico caso. La variabilità dei dati ha fatto optare per una valutazione statistica per i soli parametri
che avessero un campione significativo, ovvero il peso specifico
, l’angolo d’attrito !’, la
coesione c’, utili per una valutazione in condizioni drenate. Talvolta sono stati forniti gli angoli di
resistenza al taglio residui !’cv e la coesione non drenata Cu, di cui si è inteso comunque darne un
valore approssimato. In particolare si è deciso di dare una stima della Cu, nell’ipotesi di voler
considerare le condizioni non drenate.
In conclusione il campione scelto può ritenersi più concentrato geograficamente rispetto alla
valutazione di parametri geotecnici medi di depositi alluvionali, ma esso può comunque
considerarsi rappresentativo dell’Italia stessa.
A seguito sono riportati i dati ottenuti, riassunti in forma tabellare:
Natura
del
detrito
CARBONATICA
Caso
Depositi
[kN/m3]
!’ [°]
1
Detrito di
falda e
detrito di
versante
cementato
21.7!23
25!40
1
Depositi
eluvio!
20.3!21.4
colluviali
superficiali
1
Depositi
eluvio!
colluviali
sepolti
26.9!27.6
!’rediduo
[°]
c’
[kPa]
Cu
[kPa]
0!10
23!26
40!60
20!24
140!160
119
E
[MPa]
! ["]
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
Natura
del
detrito
DA CALCESCISTI
3
!’ [°]
!’rediduo
[°]
c’
[kPa]
2
Depositi
detritici
eluvio!
colluviali
18!20
36!42
31!33
0
3
Detrito di
falda
18!21
24!32
0!20
3
Coltri
eluvio!
colluviali
17!18.5
16!25
10!20
4
Depositi
detritici di
versante
20
27!30
1!3
5
Depositi
detritici
eluvio!
colluviali
17!19
30!32
0
6
Depositi
detritici
eluvio!
colluviali
19
30
7
Depositi
detritici
eluvio!
colluviali
18
26!27
Caso
Depositi
[kN/m ]
120
25
0
0
Cu
[kPa]
E
[MPa]
! ["]
36!38
0.3
5!10
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
Natura
del
detrito
!’ [°]
!’rediduo
[°]
c’
[kPa]
Caso
Depositi
7
Depositi
detritici
eluvio!
colluviali
18
26!27
8
Depositi
detritici
eluvio!
colluviali
19!20
38
9
Depositi
detritici di
versante
18!19
35!38
0
10
Depositi
detritici
eluvio!
colluviali
18.6!22.4
22!27
38!113
3
[kN/m ]
Cu
[kPa]
E
[MPa]
! ["]
3
0
34
38!113
Tabella 4: parametri geotecnici ottenuti dall’indagine.
Analogamente a quanto effettuato per i depositi alluvionali, sono stati valutati i parametri
statistici di media e valor medio e, sulla base di questi, con una valutazione cautelativa, sono stati
scelti i parametri geotecnici d’interesse.
Natura
del
detrito
CARBONATICA
Caso
Depositi
[kN/m3]
!’
[°]
1
Detrito di falda e
detrito di versante
cementato
21.7!23
25!40
1
Depositi eluvio!
colluviali superficiali
121
20.3!21.4 23!26
!’rediduo
[°]
c’
[kPa]
Cu
[kPa]
0!10
40!60
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
Natura
del
detrito
!’
[°]
!’rediduo
[°]
c’
[kPa]
Cu
[kPa]
CALCESCISTI
DA
Caso
Depositi
1
Depositi eluvio!
colluviali sepolti
2
Depositi detritici
eluvio!colluviali
18!20
36!42
3
Detrito di falda
18!21
24!32
0!20
3
Coltri eluvio!colluviali
17!18.5
16!25
10!20
4
Depositi detritici di
versante
20
27!30
1!3
5
Depositi detritici
eluvio!colluviali
17!19
30!32
0
MEDIA
STATISTICA
20.5
28
5
100
MODA
19
["]
10
["]
VALORE
ASSUNTO
20
27
5
100
19
30
6
[kN/m3]
140!160
26.9!27.6 20!24
Depositi detritici
eluvio!colluviali
122
31!33
25
0
0
Verifica della stabilità di opere in legname
Capitolo 2
Natura
del
detrito
!’rediduo
[°]
c’
[kPa]
Caso
Depositi
[kN/m3]
!’
[°]
7
Depositi detritici
eluvio!colluviali
18
26!27
0
7
Depositi detritici
eluvio!colluviali
18
26!27
3
8
Depositi detritici
eluvio!colluviali
19!20
38
9
Depositi detritici di
versante
18!19
35!38
10
Depositi detritici
eluvio!colluviali
Cu
[kPa]
0
34
0
18.6!22.4 22!27
38!113
38!113
MEDIA
STATISTICA
19
30
29.5
16
37.5
MODA
19
27
["]
["]
["]
VALORE
ASSUNTO
19
30
29
16
37.5
Tabella 5: Tabella di ricerca dei parametri geotecnici caratteristici, desunti dai 10 casi reali sopra riportati. Vengono
individuati il valore medio statistico, la media e il valore assunto per il parametro, sia per i depositi detritici di natura
carbonatica che derivati da calcescisti.
123
