Le Frane

LICEO TECNOLOGICO A. POZZO
LEZIONI DI
GEOPEDOLOGIA
Le Frane
Prof. Romano Oss
LE FRANE
distacco di falde di terreno che precipitano
in forma di massi e sfasciume roccioso
Le condizioni di stabilità dei pendii dipendono da tre fattori:
•Dall'inclinazione del pendio (sollecitazione di gravità)
•Dalla coesione dei materiali della falda
•Dall'attrito che contrastando la gravità impedisce che la
falda scivoli sul suo substrato
Le condizioni naturali dei pendii sono studiate dalla Geologia
Le condizioni meccaniche da cui dipende la stabilità sono studiate dalla
Geotecnica
in particolare
l'angolo di riposo Per le rocce incoerenti è la pendenza
naturale che si forma in un cumulo (ghiaia, sabbia)
la coesione tra le particelle
la resistenza al taglio (formule specifiche).
Nelle frane si possono distinguere tre parti principali:
Nicchia di distacco
intaccatura del pendio che segna il
confine fra la parte staccata e quella
rimasta. Dal contorno spesso arcuato.
Alveo o pendio
solco sul quale si sono spostati i
materiali
Cumulo di frana
dove si sono ammucchiati
confusamente i detriti
Nicchia di distacco
Alveo di frana
Cumulo di frana
La franosità non dipende solo dal tipo di rocce, ma
anche da altre circostanze che tendono ad alterare
l'equilibrio come
l'acqua, le opere dell'uomo, i terremoti…,
però è anche vero che le frane presentano la massima
frequenza in certi tipi di rocce.
Fenomeni franosi superficiali:
Sono dei movimenti di massa coinvolgenti rocce, detriti o terre. Essi
costituiscono dei complessi fenomeni geologici e geomorfologici la cui
classificazione è spesso controversa. Il sistema più usualmente adottato è
quello proposto da Varnes (1978)
Ė basata su due parametri essenziali:
•Tipologia del materiale coinvolto
•Tipologia del movimento di massa
Tipologia del materiale coinvolto:
rocce
terre
Alla categoria delle terre può essere associato il materiale detritico, in
funzione del suo comportamento meccanico.
Tipologia del movimento di massa:
descrive la dinamica con cui si manifestano i vari fenomeni di instabilità.
Dal punto di vista della franosità conviene classificare le rocce in:
incoerenti: rocce elastiche, prive di legami e frormate da elementi liberi
appoggiati gli uni agli altri come ciottoli, ghiaie, detriti, sabbie, compongono i
depositi alluvionali, morenici, lacustri, marini , piroclastici
coerenti : sono tutte le rocce solide, quale origine esse abbiano, non cambiano
comportamento in relazione all'umidità.
Pseudocoerenti: rocce argillose, limose e a cemento argilloso, si comportano
come coerenti quando sono asciutte, come incoerenti quando sono impregnate
d'acqua.
Semicoerenti: fornite di legami cementizi calcarei, tufi, rocce granitoidi alterate
Spesso si trovano associazioni di rocce diverse, sono i casi di franosità più elevata
Classificazione delle frane da: Ardito Desio:
Si basa sulla modalità in cui si manifesta la frana che dipende in
massima parte dalla natura geologica del sottosuolo.
Frane di crollo:
distacco improvviso di falde rocciose a picco o anche sporgenti
(Zambana)
Si originano lungo discontinuità preesistenti o di
neoformazione (es. per scalzamento alla base) e
sono caratterizzati da alte velocità e scarsi segni
premonitori. Sono osservabili solo cedimenti
nelle zone bordiere e piccole fessure
superficiali. L'accumulo di frana tende a agire
come limitante per l'evoluzione del fenomeno.
Sono tipici di rocce lapidee in cui si sviluppano
superfici di rottura piane o cicloidi. Cause
innescanti sono il crioclastismo, sismi, azione
radicale, scalzamento alla base del versante.
Frana della Vela 2006
Frane di scivolamento:
slittamento di materiali, generalmente stratificati, sul
letto, spesso argilloso del loro substrato.(Vajont)
Si verificano per superamento della
resistenza di taglio all'interno di una massa
che può essere omogenea o presentare
stratificazioni. La superficie di rottura è
arcuata, con concavità verso l'alto e può
essere di neoformazione o in parte
preesistente. Alla superficie di scorrimento
principale, sono spesso associate superfici
secondarie. Sono ricorrenti in rocce
plastiche ma anche in ammassi omogenei
a vario grado di cementazione ed in coltri
alterate. Influenti sono le pressioni
dell'acqua e le loro oscillazioni, la
presenza di sovraccarichi (es. opere
antropiche), l'azione di sismi.
Frane di scoscendimento: sprofondamento improvviso e
rapido di falde di terreno su piani di frattura in parte
preformati.
Frane di colamento: colate di fango argilloso frammiste a
detriti che scendono lungo pendii o alvei torrentizi, sono
provocate da ammollimento di masse argillose ad opera
dell'acqua
Frane di smottamento: precipitare caotico di materiali
incoerenti o resi tali per imbibizione d'acqua; interessano
strati piuttosto superficiali.
Frane miste: combinazioni dei tipi precedenti.
In questo tipo di frane i movimenti derivano dalla combinazione nello spazio e
nel tempo di 2 o più tipi di movimento tra quelli descritti prima.
Fenomeni d’erosione superficiale dei versanti
Coinvolgono i suoli ricchi di limo e argille, capaci di assorbire e trattenere
grandi quantità di acqua. Possono provocare danni di lieve entità a strutture
viarie; includono il soliflusso e il soil creep.
Il soliflusso, dal punto di vista meccanico, può essere assimilato ad un
colamento lento di una massa fluida molto viscosa. Il movimento si manifesta
nei suoli fluidificati in seguito a precipitazioni
Il soil creep è il risultato di un insieme di movimenti parziali dei detriti che
ricoprono il versante. Tali movimenti sono visibili in superficie e si
esauriscono in profondità. Sono la conseguenza della circolazione dell’acqua
nel terreno, di fenomeni di imbibizione e di disseccamento, di fenomeni di
gelo e di disgelo e dell’azione degli animali.
Franosità: si intende l'attitudine delle rocce a franare e si può
individuare mediante indagine sul terreno e cartografica.
I fattori da cui dipende tale attitudine possono essere:
Costituzione geologica
fissi
Configurazione topografica
Condizioni climatiche
variabili
Copertura vegetale
La costituzione geologica intesa come:
composizione delle rocce (coerenti, pseudocoerenti …)
struttura (distribuzione interna degli elementi che compongono la roccia la
quale può essere uniforme o orientata)
giacitura (disposizione dei piani di discontinuità)
La configurazione topografica riguarda
la pendenza della superficie
l’ angolo di riposo.
Cause delle frane
Tutti i fattori che possono turbare l'equilibrio di una falda rocciosa.
Aumento del peso specifico apparente o peso di volume Può essere causato
dall'aggiunta di acqua, il peso per m3 aumenta notevolmente e se la falda ha un
angolo superiore all'angolo di riposo una grande pioggia può causare il suo
franamento
Aumento dell'inclinazione
Avviene per erosione, da parte dell'acqua corrente, dell'acqua marina o per opera
dell'uomo ai piedi della falda. Scavi da parte dell'uomo devono mantenersi molto
al di sotto dell'angolo di riposo considerando anche la diversità di comportamento
fra il terreno asciutto e bagnato
Diminuzione della coesione
È provocata dall'azione delle acque vadose. Viene sciolta la sostanza cementizia
che teneva unite le particelle di terreno o in altri casi ammollimento delle masse
argillose o ancora dall'azione del gelo e disgelo nelle fessure.
Sovraccarico della falda
Sovrapposizione di nuovi materiali detritici che si scaricano su frane
antecedenti o costruzione di manufatti che esercitano pressione sottostante
(strade, muri di sostegno, case)
Diminuzione dell'attrito fra falda rocciosa e substrato
Determinata dall'azione erosiva delle acque circolanti nel sottosuolo che
lubrificano la superficie di aderenza della falda al substrato (caso Vajont)
Di varia natura
Disboscamento che provoca dilavamento ed erosione
Incisioni artificiali come trincee, strade, canali
Irrigazione
Abbandono di terreni montani
Segni precursori delle frane:
si hanno quando il moto franoso diventa percettibile
Crepacci o spacchi nella parte superficiale del suolo
Incrinature nelle opere esistenti sulla falda in moto (pareti, muri di
sostegno) si controllano con spie in gesso o vetro.
Rigonfiamenti anomali del terreno nella parte inferiore della falda
Comparsa, scomparsa, intorbidamento di sorgenti
Rumori interni
Vibrazioni di tipo sismico
Possibili interventi nei movimenti franosi
Indagine geologica:
per stabilire la posizione e le caratteristiche delle superfici di
contatto tra massa in movimento e substrato, distribuzione e
circolazione delle acque sotterranee, la coesione interna e
l'angolo di attrito.
Canalizzazione delle acque
superficiali:
per allontanare le acque che
potrebbero penetrare nel
suolo. Si usa il sistema a
rittochino con canalette
prefabbricate in calcestruzzo
cementizio. Se c'è il pericolo
di rottura della canaletta si
usa armare con piccoli ferri.
Drenaggi
Hanno lo scopo di catturare le acque sotterranee: Si costruiscono trincee aperte
secondo la linea di massima pendenza, sul fondo dello scavo si costruisce un
cunicolo di pietra a secco e tubi forati (laterizio, cemento, plastica) poi si ricopre
con terra.
Gallerie e pozzi drenanti:
Quando il piano di raccolta delle acque è profondo si scava un cunicolo di
raccolta sotto la superficie di raccolta delle acque e la parte superiore è nel
terreno imbevuto di acqua. Le pareti della calotta dovranno avere strisce
permeabili ad esempio con mattoni multifori. Si può utilizzare per
alimentare un acquedotto.
Drenaggi suborizzontali
canne in plastica o ferro, opportunamente forate, che vengono
poste in opera entro fori praticati da apposite macchine.
Disgaggio di massi
controllo periodico delle parti pericolanti della roccia.
Parapetti arresta massi
tronconi metallici infissi nel terreno collegati da tronchi o
traverse metalliche.
Reti di protezione
in maglie di acciaio da 3 mm. Con maglie romboidi di 4/5 cm
.
Gabbionate
Sono strutture di sostegno
modulari formate da elementi a
forma di parallelepipedo in rete
a doppia torsione tessuta con
trafilato di acciaio riempite con
pietrame. Sono strutture
permeabili, resistenti ed allo
stesso tempo molto
flessibili.Per un miglior
inserimento ambientale e per
favorire la rinaturalizzazione
dei siti viene inserita terra,
ramaglie vive e talee adatte al
clima e al luogo.
Muri di controripa
In muratura ordinaria, a
secco, a getto, o in
gabbioni.
Devono essere drenati a
monte con mattoni multifori
o forature nel muro.
Carico di terra al piede
Per fermare il movimento franoso si può caricare il piede
della frana con terra.