geologia - Architettura del Paesaggio

GEOLOGIA
Floriana Pergalani
Dipartimento di Ingegneria Strutturale
Politecnico di Milano
Tel.: 02-23994258
E-mail: [email protected]
Tematiche
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•
•
•
Geologia
Geomorfologia
Geotecnica
Geofisica
Stabilità dei versanti
Geologia
• Litologia
– formazione, classificazione e riconoscimento
delle rocce e dei depositi
• Tettonica
– principali elementi tettonici, anticlinali,
sinclinali, giacitura strati, faglie
• Lettura delle carte geologiche
Geomorfologia
• Forme, processi e depositi gravitativi
– movimenti franosi: cause, tipo, attività
• Forme, processi e depositi delle acque
– scarpate e depositi: tipo, attività
• Forme, processi e depositi carsici
– scarpate, doline
• Forme, processi e depositi glaciali e crionivali
– scarpate, depositi
• Forme, processi e depositi antropici
– cave, discariche, riporti
Geotecnica
• Unità litotecniche
– definizione e riconoscimento
• Caratteristiche geotecniche
– prove in situ, prove in laboratorio,
parametri geotecnici
Geofisica
• Metodi
– sismica, gravimetria, elettrica, ecc.
• Sismica a rifrazione
– uso, applicazioni, risultati
• Confronto tra metodi geotecnici e geofisici
– analisi costi-benefici
Stabilità dei versanti
• Valutazione a diverse scale
– regionale, subregionale, locale
• Valutazione in diverse condizioni
– statiche, pseudostatiche, dinamiche
• Individuazione delle aree potenzialmente
instabili
– metodi qualitativi e quantitativi
• Applicazioni a livello di strumento urbanistico
LITOLOGIA
• Rocce ignee o vulcaniche
– consolidamento per raffreddamento
• Rocce sedimentarie
– processi legati ad agenti esterni
• Rocce metamorfiche
– trasformazione per mutamenti condizioni
chimico-fisiche ambiente
Rocce ignee
• GENESI
• Consolidamento di un materiale mobile
(magma - lava)
• MINERALI PRINCIPALI
• minerali sialici (silice, alluminia)
• minerali ferro-magnesiaci o femici
Vulcani
• Camera magmatica
• Condotti
• Cratere
Classificazione
• Condizioni di raffreddamento
– interno crosta terrestre: plutoniti o intrusive
raffreddamento lento, formazione di cristalli,
struttura granulare
– esterno crosta terrestre: vulcaniti o effusive
raffreddamento rapido, massa microcristallina
o vetrosa, struttura porfirica
Classificazione
• Composizione mineralogica
– rocce acide (silice abbondante)
rocce intrusive: graniti, dioriti, sieniti
rocce effusive: rioliti, daciti, basalti
– rocce basiche (silice scarsa)
rocce intrusive: foialiti, teraliti
rocce effusive: fonoliti, tefriti, leucititi
Rocce piroclastiche
• Materiali vulcanici lanciati in aria
durante le eruzioni
– brecciole (brandelli di lava con dimensioni
3 cm)
– tufi (3 cm - 2 mm)
– cineriti (ceneri vulcaniche)
– ignimbriti (tufi compatti)
Eruzioni di lava
Nube ardente
Eruzioni di lava
Gayser
Granito
Granito
Gabbro
Diorite
Basalti
Basalto
Pomice
Tufo
riolite
Ignimbrite
Giacitura rocce effusive
• Coperture di lava (espandimenti di lava), Arizona, Arabia
Saudita
• Vulcani a scudo (base larga e fianchi a bassa pendenza),
Mauna Loa
• Cupole di ristagno (cupole), Ischia, Colli Euganei
• Protusioni solide (obelischi di lava), monte Tabor a Ischia,
Pelée a Martinica
• Vulcani a strati (colate laviche e tufi), Vesuvio, Etna,
Stromboli
• Vulcani a bastione (fase esplosiva con cratere e bastioni)
• Crateri di esplosione (esplosioni), Dolomiti, monti Berici
Coperture di
lava
Arabia
Saudita
Cupole di
ristagno
Guatemala
Protusioni solide
Martinica
Giacitura rocce intrusive
• Laccoliti (cupola tra rocce sedimentarie),
monte Cornetto Vicenza
• Plutoni (masse estese), Adamello-Presanella
Alpi centrali, Cima d’Asta Trentino, Campiglia
Toscana, Montecristo, Giglio
• Filoni (masse in fenditure)
laccolite
plutoni
filoni
Rocce sedimentarie
• GENESI
• azioni erosive
– forniscono la materia prima
– alterazione chimica (acqua, acidi, sostanze organiche)
– azione meccanica (acqua, ghiacciai, vento)
– azione termoclastica (temperatura)
• azioni di trasporto
– sedimentazione
– acque correnti, ghiacciai, venti, mare
• azioni di trasformazione
– diagenesi, da sedimenti in roccia
– ambiente marino, ambiente continentale
Accumulo di sedimenti e scarpate
Classificazione
• Criterio genetico
• rocce clastiche (disgregazione meccanica)
• rocce di origine chimica e biochimica
(precipitazione di sostanze in soluzione,
fissazione da parte di organismi viventi)
• rocce residuali (soluzione di alcuni elementi)
• Criterio identificativo
(tessitura -forma, disposizione, dimensioni-)
Terre e Rocce clastiche
Dimensioni dei granuli
•
dimensioni dei granuli maggiori di 2 mm
•
dimensioni dei granuli tra 2 mm e 20 micron
•
dimensioni dei granuli tra 20 micron e 2
micron
•
dimensioni dei granuli inferiori ai 2 micron
Terre e Rocce clastiche
– (maggiore di 2 mm)
– TERRE: ghiaie (clasti maggiori di 60 mm: ciottoli)
– ROCCE CLASTICHE: brecce (spigoli vivi) e conglomerati (arrotondati)
– (tra 2 mm e 20 micron)
– TERRE: sabbie
– ROCCE CLASTICHE: arenarie
– (tra 20 micron e 2 micron)
– TERRE: limi
– ROCCE CLASTICHE: siltiti
– (minore di 2 micron)
– TERRE: argille
– ROCCE CLASTICHE: argilliti (residuali o trasportate)
Deposito morenico
Deposito fluviale
Rocce carbonatiche
• Calcari
– organogeni (coralli, gusci calcarei)
– travertino, alabastro
• Dolomie
– arricchimento in magnesio
• Marne
– calcari, arenarie, argilliti
• Rocce silicee (origine chimica, organica)
– diatomiti (monte Amiata, Bolsena)
– diaspri
• Rocce saline ed evaporiti (origine chimica)
– gesso ed anidrite
• Rocce ferrifere
• Rocce fosfatiche
• Rocce combustibili (arricchimento carbonio)
– torba, ligniti, antraciti
Brecce
Conglomerati
Ghiaia
Brecce
Conglomerati
Conglomerati
Ghiaia e limo
Arenaria
Siltite
Arenaria
Arenaria
Calcare con selce
Calcare
Calcare
Calcare
Calcare
Travertino
Dolomia
Dolomia
Marna
Marna
Selce
Selce
Gesso
Anidride
Gesso
Salgemma
Struttura
• Alternanze
– calcari, argilliti, arenarie, coglomerati
• Stratificazione
– parallela, inclinata, incrociata
– modificata dall’orogenesi
Sequenze cicliche
e ritmiche
Stratificazioni
piano parallele
Slumping
Deposito
fluviale
Stratificazione
regolare
inclinata
Calcari
Stratificazione
incrociata
Stratificazioni
Stratificazioni
Stratificazioni
Stratificazioni
Rocce metamorfiche
• Genesi
• trasformazione dovute a temperature
elevate e/o pressioni
• ricristallizazioni e neoformazioni
• metamorfismo di contatto
• metamorfismo di seppellimento
• metamorfismo regionale
Classificazione
• Rocce pelitiche - argilliti
– scisti, micascisti, gnaiss
• Rocce basiche, arenarie
– scisti verdi, anfiboliti, quarziti, granuliti
• Rocce carbonatiche e dolomitiche
– marmi
Scisto
Scisto
Micascisto
Scisto
Gneiss
Gneiss
Anfibilite
Fillade
Marmo
Serpentino
Marmo
Marmo
• Facies: definisce l’ambiente di formazione delle
rocce
• Litofacies: aspetti petrografici e strutturali
• Biofacies: resti degli organismi
• Formazione: unità litostratigrafica fondamentale
• Variazioni di facies nel tempo
• Variazioni di facies nello spazio
• Ambienti di sedimentazione: fluviali, lacustri,
glaciali, marini (neritica, pelagica, batiale,
abissale)
Cambiamenti verticali di facies:
improvvisi e graduali
Eteropie di
facies
Zone di sedimentazione ambiente marino
Studio delle strutture
Tettonica
• Stile strutturale
– tabulare, corrugato
• Stratificazione
– inclinazione, immersione, direzione
• Faglie
• Pieghe
Stili
strutturali
Orientamento della superficie di uno strato nello spazio
Faglie
• Frattura tra blocchi con scorrimento
• Rigetto, componente verticale, componente
orizzontale, lunghezza, muro, tetto
• Classificazione
– Faglie dirette o normali (distensione)
– Faglie inverse (compressione)
– Faglie trascorrenti destre e sinistre
– Faglie verticali, inclinate, suborizzontali
faglie
Schema di faglia
Terminazioni
di faglie
Faglie inverse
Faglie dirette
Faglie dirette
Faglie inverse
Faglie
trascorrenti
Faglie con diversa inclinazione dei piani di scorrimento
Associazioni di faglie
• Faglie dirette
– pilastro tettonico, fossa tettonica
– faglie sintetiche ed antitetiche
– rift-valley (Africa orientale, valle del Reno,
Cagliari, alta e media valle del Serchio,
medio corso del Tevere)
Pilastro tettonico e fossa tettonica
Faglie antitetiche
Faglia diretta
Faglia inversa
Cataclasite
Piano di faglia
Pieghe
• Deformazione delle rocce sottoposte a
compressione
• Classificazione
– anticlinale, sinclinale
– cerniera, fianchi, piano assiale
– flessura o monoclinale, piega a ginocchio,
simmetrica, asimmetrica, rovesciata, coricata
– piega concentrica, piega simile
– clivaggio
• Pieghe-Faglie, Sovrascorrimenti
Anticlinali
sinclinali
Schema di
anticlinale e
sinclinale
Flessura
monoclinale
Piega a
ginocchio
Classificazione
delle pieghe:
Simmetrica
Asimmetrica
Rovesciata
Coricata
Piega concentrica e piega simile e clivaggio
Pieghe-faglie
Diretta
Inversa
Sovrascorrimenti
Pieghe
Pieghe
Pieghe
Pieghe
Tettonica a placche
• placche continentali e oceaniche
• placche convergenti o divergenti
• placche divergenti: dorsali oceaniche,
formazione di nuova crosta
• placche convergenti: fosse oceaniche,
consunzione della crosta
• celle convettive localizzate nell’astenosfera
• vulcani, terremoti, continenti
Geomorfologia
• Studia le forme della superficie terrestre
• Studia le cause che producono tali forme:
– clima, geologia, neotettonica, uomo
– agenti di erosione: acqua, temperatura, vento,
ghiacciai, gravità, uomo, organismi, radici, ecc.
– agenti di trasporto: gravità, vento, ecc.
– accumulo
Forme, processi e depositi gravitativi
• Movimenti franosi
• Cause:
– gravità, acqua, azioni antropiche, erosioni fiumi,
eventi sismici
• Elementi:
– scarpata
– accumulo
• Attività:
– attivo, quiescente, inattivo
MOVIMENTI FRANOSI
• ATTIVI: i processi che li hanno generati risultano in atto al
momento del rilevamento o ricorrono con un ciclo il cui
periodo massimo non supera quello stagionale
• QUIESCENTI: forme non attive al momento del
rilevamento e prive di periodicità stagionale per le quali
però esistono dati che ne dimostrino l’attività passata
nell’ambito dell’attuale sistema morfoclimatico e che
abbiano oggettive possibilità di riattivazione
• INATTIVI: forme che hanno esaurito il corso della loro
evoluzione e non hanno la possibilità di potersi riattivare
nel presente contesto morfoclimatico
-
CROLLI (Fig. 43)
Si definisce crollo una frana nella quale la massa coinvolta compie il suo
movimento prevalentemente in aria. Tale fenomeno consiste nella caduta libera,
nel movimento a salti e rimbalzi e nel rotolamento di frammenti di roccia o di
terreno.
-
RIBALTAMENTI (Fig. 44)
Il movimento è dovuto a forze che causano un moto ribaltante attorno ad un
punto di rotazione situato al di sotto del baricentro della massa interessata.
Qualora il fenomeno non venga frenato, può evolvere in un crollo o in uno
scorrimento.
-
SCIVOLAMENTI O SCORRIMENTI (Fig. 45)
Il movimento comporta uno spostamento per taglio lungo una o più superfici.
Le frane di scorrimento si suddividono in
a) rotazionali: movimento rotatorio attorno ad un punto posto al di sopra del
centro di gravità della massa. La superficie di rottura si presenta concava
verso l’alto;
b) traslativi: il movimento si verifica in prevalenza lungo una superficie più o
meno piatta o debolmente ondulata, corrispondente frequentemente a
discontinuità strutturali, passaggi tra strati di diversa composizione
litologica, contatto tra roccia in posto e terreni sovrastanti.
-
COLATE (Fig. 46)
Il fenomeno si produce con movimenti entro la massa spostata. Le superfici di
scorrimento nella massa che si muove non sono generalmente visibili, oppure
hanno breve durata. Il movimento varia da estremamente rapido a estremamente
lento.
-
ESPANSIONI LATERALI (Fig. 47)
I movimenti di espansione laterale, diffusi in una roccia fratturata, possono
verificarsi secondo due modalità:
a) non si riconosce né una superficie basale di scorrimento, né una zona di
deformazioni plastiche ben definite;
b) l’espansione laterale della roccia è dovuta alla liquefazione o alle
deformazioni plastiche del terreno incoerente sottostante.
Crollo
Crollo
Colata di detrito
Colata
Colata
Colata
Scivolamento rotazionale
Scivolamento rotazionale
Scivolamento traslazionale
Fratture
Fratture
Fratture
Forme, processi e depositi delle acque
• Erosione:
– chimico (acqua dissolve alcuni minerali)
– corrosione (materiale trasportato)
– cavitazione (pressione acqua sulle pareti)
– ruscellamento
• Trasporto
• Deposito
• acque superficiali, acque sotterranee,
fiumi
Deposito alluvionale
Deposito alluvionale
Valle fluviale
Conoide di detrito
Conoide di detrito
Erosione superficiale
Forme, processi e depositi carsici
• Erosione:
– chimica
– CaCO3 + H2O + CO2 = Ca(HCO3)2
• Forme superficiali:
–
–
–
–
Lapiez scannelature
Doline
Polie
Canyon
• Forme profonde:
– Grotte
– Pozzi
Carsismo
Dolina
Dolina
Dolina
Stalattiti e stalagmiti
Erosioni
Forme, processi e depositi glaciali
• Ghiacciai
– inlandis o ghiacciaio a calotta
– calotte minori (Islanda)
– ghiacciaio pedemontano (Alaska)
– ghiacciaio vallivi (Italia)
• Erosione
• Trasporto
• Deposito
Forme, processi e depositi glaciali
• Depositi:
– morene superficiali
– morene interne
– massi erratici
– materiali fluvioglaciali
Ghiacciaio
Morena
Strie glaciali
Morena
Valli glaciali
Forme, processi e depositi crionivali
• Erosione: fisica e chimica
• Mancanza di vegetazione
– gelifrazione
– ruscellamento
• Depositi
FORME EOLICHE
FORME MARINE LAGUNARI E LACUSTRI
FORME ANTROPICHE
CRITERI ED INDIRIZZI PER LA
DEFINIZIONE DELLA COMPONENTE
GEOLOGICA, IDROGEOLOGICA E
SISMICA DEL PIANO DI GOVERNO DEL
TERRITORIO, IN ATTUAZIONE
DELL’ART. 57 DELLA L.R. 11 MARZO
2005, N. 12
• Fase di analisi
• Fase di sintesi e valutazione
• Fase di proposta
Fase di analisi
– Ricerca storica e bibliografica
• Acquisire conoscenza con riferimento a fenomeni di
dissesto o esondazione pregressi
• Raccolta di dati esistenti presso archivi /studi
• Raccolta informazioni opere di difesa/bonifica
– Cartografia di inquadramento
• Caratterizzazione del territorio comunale dal punto di
vista
geologico,
geomorfologico
idrologico,
idrogeologico strutturale e sismico.
• Estesi a tutto il territorio comunale
• Carta CTR 1:10.000 o carte più recenti a scala di
maggior dettaglio
Fase di analisi
• Cartografia di inquadramento
–Elementi litologici, geologico-tecnici e pedologici
• Riferimento a legende uffuciali
• Schema dei rapporti stratigrafici e sezioni geologiche
• Per le rocce riportare la fratturazione
• Per i terreni riportare i caratteri tessiturali, la litologia
prevalente, la genesi, i rapporti stratigrafici, lo
spessore, la cementazione. Caratterizzazione dei
terreni ai fini geologico-applicativi.
• Ubicazione sondaggi e trincee esplorative
–Elementi strutturali
• Fratture, faglie, sovrascorrimenti, assi delle pieghe,
giaciture
–Elementi geomorfologici e di dinamica geomorfologica
• Forme di erosione e di accumulo secondo la loro
genesi valutandone lo stato di attività (attivo,
quiescente, stabilizzato, relitto)
Fase di analisi
• Cartografia di inquadramento
– Elementi idrografici, idrologici e idraulici
• Riportare il reticolo idrografico, gli alvoetipi, aree di
erosione fluviale e sovraalluvionamento, stazioni di
rilevamento idrometrico, opere di difesa idraulica
– Elementi idrogeologici
• Riportare i pozzi idrici, le sorgenti, zone di ristagno, livelli
piezometrici, sezioni idrogeologiche
– Opere di difesa ed altri elementi antropici
• Opere di difesa attive e passive
• Approfondimento/integrazione
– Definizione della pericolosità per i siti a maggior rischio
• Aree di difficile perimetrazione, caratterizzazione di
maggior dettaglio del fenomeno, aree particolarmente
critiche dal punto di vista geologico/idraulico, aree
edificate
Fase di analisi
Analisi del rischio sismico
• Risposta sismica locale – Generalità
– Effetti di sito o di amplificazione sismica locale
topografica e litologica, effetti di instabilità
• Percorso normativo
– Classificazione sismica dei comuni. Zona 2-41,
– Zona 3-238, Zona 4-1267, Norme tecniche per le
costruzioni
• Analisi della sismicità del territorio e carta della pericolosità
sismica locale
– 3 livelli di approfondimento (qualitativo, semiquantitativo,
quantitativo), definizioni delle amplificazioni attese
• Carta della pericolosità sismica locale
– Suddivisione delle aree nelle quali la norma è cautelativa
o non è cautelativa
• Sintesi delle procedure
– Definizione delle procedure e obbligatorietà dei livelli nei
comuni a diversa classificazione sismica
Pericolosità sismica locale
Tramite osservazione degli effetti prodotti da passati terremoti
EFFETTI DI INSTABILITA’
EFFETTI DI SITO
Pericolosità sismica locale
Pericolosità sismica locale
Pericolosità sismica locale
Pericolosità sismica locale
Pericolosità sismica locale
Pericolosità sismica locale
Pericolosità sismica locale
Pericolosità sismica locale
Pericolosità sismica locale
Pericolosità sismica locale
Pericolosità sismica locale
Pericolosità sismica locale
Pericolosità sismica locale
Pericolosità sismica locale
Pericolosità sismica locale
In funzione della scala di lavoro e dei risultati
che si intende ottenere:
• Approccio qualitativo
• Approccio semiquantitativo
• Approccio quantitativo
Approccio qualitativo
Sigla
SCENARIO PERICOLOSITA’ SISMICA LOCALE
Z1a Zona caratterizzata da movimenti franosi attivi
Z1b Zona caratterizzata da movimenti franosi quiescenti
Zona potenzialmente franosa o esposta a rischio di
Z1c
frana
Zone con terreni di fondazione particolarmente
Z2 scadenti (riporti poco addensati, terreni granulari fini
con falda superficiale)
Zona di ciglio H > 10 m (scarpata con parete
Z3a subverticale, bordo di cava, nicchia di distacco, orlo di
terrazzo fluviale o di natura antropica)
Zona di cresta rocciosa e/o cocuzzolo:
Z3b
appuntite - arrotondate
Zona di fondovalle con presenza di depositi alluvionali
Z4a
e/o fluvio-glaciali granulari e/o coesivi
Zona pedemontana di falda di detrito, conoide
Z4b
alluvionale e conoide deltizio-lacustre
Zona morenica con presenza di depositi granulari e/o
Z4c
coesivi (compresi le coltri loessiche)
Zone con presenza di argille residuali e terre rosse di
Z4d
origine eluvio-colluviale
Zona di contatto stratigrafico e/o tettonico tra litotipi con
Z5
caratteristiche fisico-meccaniche molto diverse
EFFETTI
Instabilità
Cedimenti e/o
liquefazioni
Amplificazioni
topografiche
Amplificazioni
litologiche e
geometriche
Comportamenti
differenziali
Approccio qualitativo
• Carta geologica e sezioni:
– modello geologico e tettonico dell’area;
– formazioni, discontinuità e lineamenti tettonici
• Carta litotecnica e sezioni:
– individuazione delle unità litostratigrafiche e
caratterizzazione fisico-meccanica;
– suddivisione substrato - coperture
– substrato: fratturazione, cementazione,
intercalazioni
– coperture: forma, dimensioni dei clasti, frazione
fine, addensamento, consistenza, spessori
Approccio qualitativo
• Carta geomorfologica:
– individuazione delle forme e processi per la
stesura della carta di sintesi
• Carta di sintesi (pericolosità sismica locale):
– derivata dalle precedenti evidenzia le
situazioni tipo che possono produrre effetti
di instabilità e amplificazioni
– fornisce una perimetrazione areale delle
diverse situazioni
– fornisce un’analisi qualitativa degli effetti
Approccio semiquantitativo
• Permette di valutare gli effetti di amplificazione
sismica di tipo litologico e morfologico tramite
l’utilizzo di opportune schede di valutazione
• Schede di valutazione disponibili:
5 schede litologiche:
- litologie ghiaiose
- litologie limoso argillose tipo 1 e 2
- litologie limoso sabbiose tipo 1 e 2
− litologie sabbiose
2 schede morfologiche:
- creste rocciose
- scarpate rocciose
Approccio semiquantitativo
Struttura delle schede di valutazione litologica
Individuazione della litologia
prevalente sulla base della
distribuzione granulometrica
e di alcuni parametri
geotecnici indicativi del
litotipo
Ricostruzione
dell’andamento della Vs con
la profondità e verifica della
validità della scheda scelta
Approccio semiquantitativo
Struttura delle schede di valutazione litologica
Scelta della curva di
correlazione T/Fa sulla base
delle caratteristiche dello
strato superficiale
n
4 × ∑ hi
T=
i =1
n
∑Vs
i
× hi
i =1
n
∑h
i
i =1
Approccio semiquantitativo
Struttura delle schede di valutazione litologica
Calcolo del valore di Fa per i
due intervalli di periodo
0.1-0.5 s e 0.5-1.5 s in
funzione del valore del
periodo proprio calcolato T
e della curva e/o equazione
scelta
Approccio semiquantitativo
Struttura della scheda di valutazione per le creste
Riconoscimento del PSL - Z3b
Scelta della tipologia di cresta
Cresta appuntita: valutazione del
fattore di forma H/L, scelta della
curva di correlazione in funzione
del valore di L e calcolo del
valore di Fa
Cresta arrotondata: valutazione
del fattore di forma H/L e calcolo
del valore di Fa
Approccio semiquantitativo
Struttura della scheda di valutazione per le scarpate
Riconoscimento del PSL - Z3a
Scelta della tipologia di
scarpata e valutazione del
valore di Fa in funzione del H
e del a
Classe altimetrica
Classe di inclinazione
Valore di Fa0.1-0.5
Area di influenza
10 m ≤ H ≤ 20 m
10° ≤ α ≤ 90°
1.1
Ai = H
20 m < H ≤ 40 m
10° ≤ α ≤ 90°
1.2
Ai = 3/4 H
10° ≤ α ≤ 20°
1.1
20° < α ≤ 40°
1.2
40° < α ≤ 60°
1.3
60° < α ≤ 70°
1.2
α > 70°
1.1
H > 40 m
Ai = 2/3 H
Approccio semiquantitativo
Confronto tra valore di Fa calcolato dalle curve di correlazione e il
valore di soglia comunale con variabilità di 0.1
SI 0.1− 0.5 (PSVnorma ) =
∫
0.5
0.1
PSVnorma (T, ξ )dT
Soglia0.1− 0.5 =
SI 0.1
0.5
(PSVinput ) =
∫
0 .5
0.1
PSVinput(T ,ξ )dT
Equivalente significato energetico tra Fa e valore di soglia
Valori di soglia differenziati per zona sismica di classificazione,
categoria di suolo ed intervallo di periodo considerato
(0.1-0.5 s, 0.5-1.5 s)
IL CONFRONTO PERMETTE DI VALUTARE IN TERMINI
ENERGETICI IL GRADO DI SICUREZZA
NELL’APPLICAZIONE DELLA NORMA
Applicazione
• 1° livello: fase pianificatoria
•
obbligatoria per tutti i comuni della Lombardia ed
estesa a tutto il territorio comunale (PSL)
• 2° livello: fase pianificatoria
•
•
zone sismiche 2 e 3: obbligatoria nelle aree
interferenti con l’urbanizzato e l’urbanizzabile
zona sismica 4: obbligatoria nelle aree con presenza
di edifici strategici e rilevanti
• 3° livello: fase progettuale
•
•
quando con il 2° livello il valore di Fa calcolato
supera il valore di soglia comunale
nelle aree PSL Z1-Z2-Z5
Fase di sintesi e valutazione
– Carta dei vincoli
• Redatta sul tutto il territorio comunale: Piano Assetto
Idrogeologico, Piano Fasce Fluviali, Quadro del Dissesto,
Vincoli di Polizia Idraulica, Aree di salvaguardia delle
Captazioni ad uso idropotabile, Geositi
– Carta di sintesi
• Aree pericolose dal punto di vista dell’instabilità dei
versanti
– Crolli, rotolamenti, frane attive, quiescenti, soliflussi,
frane complesse, calanchi, ruscellamenti, trasporto su
conoide, aree potenzialmente instabili, arre interessate
da valanghe, aree estrattive attive
• Aree vulnerabili dal punto di vista idrogeologico
– Aree ad elevata vulnerabilità degli acquiferi, aree con
emergenze idriche, aree a bassa soggiacenza della
falda, arre con carsismo profondo, aree con intensa
fratturazione
Fase di sintesi e valutazione
– Carta di sintesi
• Aree vulnerabili dal punto di vista idraulico
– aree allagate, aree potenzialmente inondabili, aree con
erosione fluviale, aree con accessibilità per
manutenzione, aree interessate da flussi di detrito dei
conoidi
• Aree che presentano scadenti caratteristiche geotecniche
– Aree con ristagno, torba e paludi, aree limo-argillose,
aree con disomogeneità tessiturali, aree con riporti
• Interventi in aree di dissesto o di prevenzione in aree di
dissesto potenziale
– Riportare le aree con opere per la mitigazione del
rischio
• Altre aree da evidenziare
– Aree meritevoli di tutela e salvaguardia, beni di
interesse paesaggistico
Fase di proposta
– Carta di fattibilità delle azioni di piano
• Redatta alla stessa scala dello strumento
urbanistico
sull’intero
territorio
comunale,
utilizzando la CTR.
• Desunta dalla Carta di sintesi e dalla Carta dei
vincoli
• A ciascun poligono viene attribuita la classe di
fattibilità seguendo la Tabella1, questo valore può
essere aumentato o diminuito in base a valutazioni
di merito tecnico documentando la scelta.
• Opere di difesa adeguate possono ridurre il livello
di rischio, opere di difesa inadeguate possono
aggravare il rischio
Fase di proposta
– Carta di fattibilità delle azioni di piano
• Classe 1 (bianca) – Fattibilità senza particolari
limitazioni
– Aree che non presentano particolari limitazioni
all’utilizzo a scopi edificatori e/o alla modifica
delle destinazioni d’uso
• Classe 2 (gialla) – Fattibilità con modeste limitazioni
senza l’esecuzione di opere di difesa
– Aree che presentano modeste limitazioni
all’utilizzo a scopi edificatori e/o alla modifica
delle destinazioni d’uso, che possono essere
superate mediante approfondimenti di indagine e
accorgimenti tecnico-costruttivi senza esecuzioni
di opere di difesa
Fase di proposta
– Carta di fattibilità delle azioni di piano
• Classe 3 (arancione) – Fattibilità
limitazioni e specifiche opere di difesa
con
consistenti
– Aree che presentano consistenti limitazioni all’utilizzo a
scopi edificatori e/o alla modifica delle destinazioni d’uso,
potrebbero rendersi necessari interventi specifici o opere di
difesa
– Il professionista può, se ha elementi sufficienti, definire e
prescrivere le opere di mitigazione, in alternativa definisce le
indagini relative alle problematiche da approfondire
• Classe 4 (rossa) – Fattibilità con gravi limitazioni
– Aree che presentano gravi limitazioni all’utilizzo a scopi
edificatori e/o alla modifica delle destinazioni d’uso. Deve
essere esclusa qualsiasi nuova edificazione, se non per la
messa in sicurezza dei siti. Per gli edifici esistenti solo opere
di manutenzione ordinaria e straordinaria, restauro,
risanamento conservativo. Piani di protezione civile e
monitoraggio geologico.
Aree pericolose dal punto di vista dell’instabilità dei versanti
Aree soggette a crolli di massi (distacco e accumulo). Da definire in base all'estensione
della falda di detrito e alla distanza raggiunta dai massi secondo dati storici (vengono
delimitate le effettive aree sorgenti e le aree di accumulo dei crolli)
Aree interessate da distacco e rotolamento di blocchi provenienti da depositi superficiali
(vengono delimitate le effettive aree sorgenti e le aree di accumulo dei crolli)
Aree di frana attiva (scivolamenti; colate ed espansioni laterali)
Aree di frana quiescente (scivolamenti; colate ed espansioni laterali)
Aree a franosità superficiale attiva diffusa (scivolamenti, soliflusso)
Aree a pericolosità potenziale per grandi frane complesse (comprensive di aree di
distacco ed accumulo)
Aree in erosione accelerata (calanchi, ruscellamento in depositi superficiali o rocce
deboli)
Aree interessate da trasporto in massa e flusso di detrito su conoide
Aree a pericolosità potenziale per crolli a causa della presenza di pareti in roccia
fratturata e stimata o calcolata area di influenza
Aree a pericolosità potenziale legata a orientazione sfavorevole della stratificazione in
roccia debole e stimata o calcolata area di influenza
Aree a pericolosità potenziale legata a possibilità di innesco di colate in detrito e terreno
valutate o calcolate in base alla pendenza e alle caratteristiche getecniche dei terreni
Aree di percorsi potenziali di colate in detrito e terreno
Aree a pericolosità potenziale legate alla presenza di terreni a granulometria fine (limi e
argille) su pendii inclinati, comprensive delle aree di possibile accumulo (aree di
influenza)
Aree interessate da valanghe già avvenute
Aree a probabile localizzazione di valanghe potenziali
Aree protette da interventi di difesa efficaci ed efficienti
Aree estrattive attive o dismesse non ancora recuperate, comprendendo una fascia di
rispetto da valutare in base alle condizioni di stabilità dell’area
4
4
4
4
4
4
4
4*
4
3
3
4*
3
4
4
3
3
Aree vulnerabili dal punto di vista idrogeologico
Aree ad elevata vulnerabilità dell’acquifero sfruttato ad uso idropotabile e/o del primo
acquifero
Aree con emergenze idriche diffuse (fontanili, sorgenti, aree con emergenza della falda)
Aree a bassa soggiacenza della falda o con presenza di falde sospese
Aree interessate da carsismo profondo (caratterizzate da inghiottitoi e doline)
Aree vulnerabili dal punto di vista idraulico
Aree ripetutamente allagate in occasione di precedenti eventi alluvionali o
frequentemente inondabili (indicativamente con tempi di ritorno inferiori a 20-50 anni), con
significativi valori di velocità e/o altezze d’acqua o con consistenti fenomeni di trasporto
solido
Aree allagate in occasione di eventi meteorici eccezionali o allagabili con minore
frequenza (indicativamente con tempi di ritorno superiori a 100 anni) e/o con modesti
valori di velocità ed altezze d’acqua, tali da non pregiudicare l’incolumità delle persone, la
funzionalità di edifici e infrastrutture e lo svolgimento di attività economiche
Aree potenzialmente inondabili individuate con criteri geomorfologici tenendo conto delle
criticità derivanti da punti di debolezze delle strutture di contenimento quali tratti di
sponde in erosione, punti di possibile tracimazione, sovralluvionamenti, sezioni di
deflusso insufficienti anche a causa della presenza di depositi di materiale vario in alveo o
in sua prossimità ecc.
Aree già allagate in occasione di precedenti eventi alluvionali nelle quali non siano state
realizzate opere di difesa e quando non è stato possibile definire un tempo di ritorno
Aree soggette ad esondazioni lacuali
Aree protette da interventi di difesa dalle esondazioni efficaci ed efficienti, dei quali sia
stato verificato il corretto dimensionamento secondo l’allegato 3 (con portate solidoliquide aventi tempo di ritorno almeno centennale)
Aree interessabili da fenomeni di erosione fluviale e non idoneamente protette da
interventi di difesa
Aree adiacenti a corsi d’acqua da mantenere a disposizione per consentire l’accessibilità
per interventi di manutenzione e per la realizzazione di interventi di difesa
aree potenzialmente interessate da flussi di detrito in corrispondenza dei conoidi
pedemontani di raccordo collina-pianura
3
4
3
4
4
3
4
4
3
3
4
4
3
Aree che presentano scadenti caratteristiche geotecniche
aree di possibile ristagno, torbose e paludose
aree prevalentemente limo-argillose con limitata capacità portante (riportare gli spessori)
aree con consistenti disomogeneità tessiturali verticali e laterali (indicare le ampiezze)
aree con riporti di materiale, aree colmate
3
3
3
3
• Contenuti della relazione geologica generale
– Due elaborati: relazione illustrativa e norme
geologiche di piano
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Ricerca storica
Inquadramento meteo-climatico
Descrizione dei corsi d’acqua
Assetto geologico strutturale
Forme e processi geomorfologici
Assetto idrogeologico
Ambiti di pericolosità omogenea come da carta di sintesi
Aree con amplificazione sismica locale
Relazione sui declassamenti
Opere realizzate
• Raccordo con gli strumenti di
pianificazione sovraordinata
– Piani stralci di bacino
• Piani Stralcio delle Fasce Fluviali del fiume Po
(PSFF)
• Piano Stralcio per l’Assetto Idrogeologico del
Bacino del fiume Po (PAI)
• Piano strordinario per le aree a rischio
idrogeologico (PS267)
• Piano di Assetto Idrogeologico del Bacino del
fiume Fissero-Tartaro-Canalbianco
– Piani Territoriali di Coordinamento
Provinciali (PTCP)
• Allegati
– Documentazione consultabile presso le strutture regionali
• Carte dei centri abitati instabili
• Studi idraulici
• Carte geologiche
• Schede frane
• Studi sul rischio sismico
• Studi sul rischio di esondazione
• Dati contenuti nel Sistema Informativo Territoriale
Regionale
– Procedure per la valutazione della pericolosità da frana
– Procedure per la valutazione della pericolosità da valanga
– Criteri di compatibilità idraulica de delle proposte di uso del
suolo nelle aree a rischio idraulico
– Procedure per l’analisi e valutazione degli effetti sismici di sito
in Lombardia finalizzate alla definizione dell’aspetto sismico
nei PGT
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Scheda per il censimento delle frane
Scheda crolli
Scheda per la descrizione di ammassi rocciosi in rocce resistenti
Scheda colate
Scheda conoidi
Scheda per il censimento delle esondazioni storiche
Scheda per il censimento dei pozzi
Scheda per il censimento delle sorgenti
Legenda carte di inquadramento e dettaglio
Valori dei coefficienti di restituzione e di rotolamento da letteratura
Elenco comuni di cui alla d.g.r. 7365/01 che non risulta abbiano
concluso l’iter di adeguamento ai sensi dell’art. 18 delle N.d.A. del
PAI
• Criteri per la definizione delle aree di valore paesaggistico e
ambientale a spiccata connotazione geologica (geositi)
• Scheda per la “Dichiarazione sostitutiva di atto di notorietà” per la
certificazione della conformità dello studio geologico/idraulico
ANALISI GEOTECNICHE
• Caratterizzazione fisico-meccanica terreni
• Prove in situ
• Prove in laboratorio
• Proprietà fisiche (prove di classificazione proprietà indici)
• Proprietà meccaniche (resistenza e
deformabilità)
PROPRIETA’ INDICI
• Terreno formato da: particelle solide (s), acqua (w),
gas (g)
– V = volume, W = peso
• Volume totale: V = Vg + Vw + Vs
• Porosità: n = Vv / V x 100 (%)
– dove Vv = Vg + Vw
• Indice dei vuoti: e = Vv / Vs
• Grado di saturazione: S = Vw / Vv x 100 (%)
• Contenuto d’acqua: w = Ww / Ws x100 (%)
• Densità relativa: (emax - e)/(emax - emin) x 100 (%)
PROPRIETA’ INDICI
• Peso specifico dell’acqua: γw (kN/m3)
• Peso unità di volume: γ = W / V (kN/m3)
• Peso specifico dei grani: γs = Ws / Vs (kN/m3)
• Peso specifico secco: γd = Ws / V (kN/m3)
• Peso volume saturo: γsat = γs(1-n) + nγw (kN/m3)
Prove in situ
• Scavi: trincee, gallerie o cunicoli, pozzi
– profilo statigrafico, acqua, prelievo campioni
• Sondaggi: percussione, rotazione, trivella
– profilo stratigrafico, acqua, prelievo campioni
• Piezometri
– misura pressione neutra
• Pozzetti o prove di emungimento
– permeabilità del terreno
• Campioni: disturbati (Q1, Q2, Q3), disturbo limitato,
indisturbati (Q4, Q5)
Metodo
di perforazione
Utensile di
perforazione
Diametro
Profondità
Idoneità per
tipo di terreno
Non idoneità
per tipo di
terreno
Qualità dei
campioni
Classe di
qualità
PERCUSSIONE
Sonda a valvola
150-600 mm
60 m
Ghiaia, sabbia,
limo
Terre coesive
tenere o
molto
consistenti,
rocce
Disturbati,
dilavati
Q1 (Q2)
Scalpello
150-600 mm
60 m
Tutti i terreni,
fino a rocce di
media
resistenza
Rocce con
resistenza
alta o molto
alta
Fortemente
disturbati,
dilavati,
frantumati
Q1
Tubo carotiere
semplice
75-150 mm
50-150 m
Discreta
A secco Q2
(Q3) con
acqua o
fango Q1
(Q2)
Tubo carotiere
doppio
75-150 mm
50-150 m
Buona
Q2 (Q3-Q4)
Scalpelli a
distruzione
Triconi
Attrezzatura
Rotary
60-300 mm
Illimitata
Spirale a vite
senza fine
Manuale:
50-150 mm
Meccanica:
100-300 mm
Manuale:
10 m
Meccanica:
40 m
ROTAZIONE
TRIVELLA
Tutti i terreni
escluse le
terre a grana
grossa
Terre a grana
grossa
Frammenti
di materiale
Sopra falda:
da coesivi a
poco coesivi
Sotto falda:
coesivi
Terre a grana
grossa,
roccia
Disturbati,
dilavati
sotto falda
-----
Q1 (Q2-Q3)
Prove in situ
• Prove penetometriche statiche (CPT)
– resistenza alla penetrazione di una punta
• resistenza di avanzamento alla punta Rp (kPa)
• resistenza di avanzamento laterale Rl (kPa)
• resistenza totale Rt (kPa)
• tipi di terreno F = Rp / Rl
• resistenza al taglio o coesione non drenata
cu = Rp / Ncp (kPa)
– dove Ncp (15-25)
• carico limite dei pali di fondazione (indicazione di massima)
Terre
Torbe ed argille organiche
Limi ed argille
Limi sabbiosi e sabbie limose
Sabbie e sabbie con ghiaie
F
< 15
15 - 30
30 - 60
> 60
Prove in situ
• Prove penetrometriche dinamiche (SPT)
– infissione a percussione di un campionatore
• resistenza meccanica alla penetrazione e prelievo di
campioni
• Prove penetrometriche dinamiche a punta conica
– infissione a percussione di una punta conica
• numero dei colpi Np (punta)
• numero dei colpi Nr (rivestimento)
• resistenza meccanica alla penetrazione e prelievo di
campioni
Prove in situ
• Prove scissiometriche
– infissione di una paletta a quattro ali
• resistenza meccanica
• resistenza al taglio o coesione non drenata
cu = 6T / 7 π d3 (kPa)
dove T momento torcente, d dimensioni cilindro
PROVE DI LABORATORIO
• Prove di classificazione:
• granulometrie
– setacci a maglia variabile
• limiti di Atterberg
– essiccamento del materiale
PROPRIETA’ INDICI
• Analisi granulometriche:
– ghiaia, sabbia, limo, argilla
– curve granulometriche
• Coefficiente di uniformità: C = D60 / D10
– D = diametro
• Limiti di Atterberg:
– limite liquido Wl (%)
– limite plastico Wp (%)
– limite di ritiro Ws (%)
– indice di plasticità: Ip = Wl - Wp (%)
– indice di liquidità: Il = (W - Wp) / Ip (%)
– indice di consistenza: Ic = (Wl - W) / (Wl - Wp) (%)
Classificazione
• Analisi granulometriche
• Limiti di Atterberg
•
•
•
•
•
Ghiaie
Sabbie
Argille inorganiche
Limi inorganici
Limi e argille organiche
PROVE DI LABORATORIO
• Proprietà meccaniche (resistenza e deformabilità)
• Sforzo σ (normale), τ (taglio)
• Deformazione ε (normale), γ (taglio)
• Modulo di Young o di deformazione longitudinale
E = σ / ε (kPa)
• Modulo di deformazione tangenziale
G = τ / γ (kPa)
• Modulo di compressibilità
K = σ / (∆V/V) (kPa)
• Coefficiente di Poisson
υ = ε2− ε 3 / ε1
PROVE DI LABORATORIO
• Sforzo normale σ = σ‘ + u
– dove σ‘ = sforzo effettivo, u = pressione neutra
• Prove drenate
τ = c’ + (σ − u) tan φ’ (legge di Coulomb)
• Coesione effettiva c’ (kPa)
• Angolo di attrito effettivo φ’ (°)
• Prove non drenate
τ = c + σ tan φ (legge di Coulomb)
• Coesione non drenata cu (kPa)
• Angolo di attrito non drenato φu (°)
PROVE DI LABORATORIO
• Consolidazione edometrica
– espansione laterale impedita:
– modulo edometrico Eed (kPa)
– coefficiente di compressibilità Ked (kPa)
– coefficiente di consolidazione cv (m2/s)
PROVE DI LABORATORIO
• Prova di compressione semplice
– monoassiale verticale:
– sforzo normale σ (kPa)
– coesione non drenata cu (kPa)
– espansione laterale libera:
– modulo di Young o di deformazione longitudinale in
condizioni non drenate Eo (kPa)
– coefficiente di Poisson υ
• Taglio diretto
– forza verticale costante e forza orizzontale crescente
– angolo di attrito φ (°)
– coesione c (kPa)
PROVE DI LABORATORIO
•
Triassiale
– triassiale asimmetrica:
– angolo di attrito φ (°)
– coesione c (kPa)
– espansione laterale confinata:
– modulo di Young o di deformazione longitudinale in condizioni non
drenate Eo (kPa) e in condizioni drenate E’ (kPa)
•
Vane Test
– taglio su superficie cilindrica:
– angolo di attrito non drenato φu (°)
– coesione non drenata cu (kPa)
PROVE DINAMICHE DI LABORATORIO
• Colonna risonante:
– provino cilindrico si applica forza assiale ciclica o
momento torcente ciclico
• Torsione ciclica:
– provino cilindrico si applica momento torcente ciclico
o forza assiale costante
• Triassiale ciclica:
– provino cilindrico consolidato si applica carico
assiale verticale ciclico
• Taglio semplice ciclico:
– provino contenuto in una scatola di taglio si applica
pressione verticale costante e sollecitazione
orizzontale di taglio ciclico
PARAMETRI DINAMICI
• Modulo di taglio o di deformazione tangenziale
G = τ / γ (kPa)
• Coefficiente di Poisson
υ = ε2− ε 3 / ε1
• Coefficiente di smorzamento definito come una
capacità di dissipazione dell’energia di un terreno
per attrito sotto carichi ciclici
ζ = ∆W / 4πW
ANALISI GEOFISICHE
•
•
•
•
•
•
Elettriche
Magnetiche
Magnetotelluriche
Gravimetriche
Radiometriche
Sismiche:
– Riflessione
– Rifrazione
ANALISI SISMICHE
• Prospezione del sottosuolo
• Ricerca del bedrock
• Comportamento meccanico del suolo
PERTURBAZIONI ELASTICHE
• Scoppi
• Vibratori in superficie
• Caduta pesi
• Scoppi in cava, ecc.
APPARECCHIATURE SISMICHE
• Geofoni:
–
–
–
–
–
Elettromagnetici (terra)
Elettrostatici (terra)
Meccanici (terra)
Piezoelettrici (pozzo)
Magnetorestrittivi (pozzo)
• Smorzatore
• Registratore sismico:
– Complesso di amplificazione (ingresso,
amplificazione, filtri, controllo, alimentazione)
– Complesso di registrazione
ONDE SISMICHE - DROMOCRONE
• Onde dirette
• Onde riflesse
• Onde rifratte
• Tempi
• Distanze-tempi
• dromocrone
SISMOGRAMMI - RIFLESSIONE
• Correzioni:
– Istante di scoppio
– Tempo sul pozzo
– Primi impulsi rifratti
– Velocità dell’areato e del substrato
– Potenza dello areato
– Riduzione del sismogramma al piano di
riferimento (influenza areato e quota)
SISMOGRAMMI - RIFLESSIONE
• Segnali anomali:
– Riflessione multipla
– Diffrazione
– Riflessione diffratta
SISMOGRAMMI - RIFLESSIONE
– Diffrazione riflessa
– Rifrazione riflessa
DROMOCRONE - RIFRAZIONE
• Caso due strati orizzontali
tg ϑ0 = V0
tg ϑ1 = V1
ti = 2z (1 / V02 – 1 / V12) ½
z = Xc / 2 [(V1-V0) / (V1+V0)] ½
DROMOCRONE - RIFRAZIONE
• Strato a velocità più bassa dello strato sovrastante
• Variazione lineare della velocità con la profondità
DROMOCRONE - RIFRAZIONE
• Presenza di faglie
• Orizzonte rifrangente inclinato
VELOCITA’ DELLE ONDE
• Velocità delle onde
longitudinali o P:
Vp = [(λ + 2 G) / ρ ] ½
• Velocità delle onde
trasversali o S:
Vs = (G / ρ ) ½
COSTANTI ELASTICHE
−
modulo di Young o di deformazione longitudinale:
E = (9ρ Vs2K / ρ Vs2) / (3K / ρ Vs2 + 1) (kPa)
dove K è il modulo di compressibilità
−
modulo di compressibilità: K = ρ (Vp2 – 4/3 Vs2) (kPa)
K = E / 3(1 - 2υ ) (kPa)
−
coefficiente di Poisson: υ = 1/2 [(Vp / Vs)2 – 2] / [(Vp / Vs)2 – 1]
−
modulo di deformazione tangenziale: G = ρ Vs2 (kPa)
G = E / 2(1 + 2υ ) (kPa)
COMPORTAMENTO
VELOCITA’ DELLE ONDE
• Due fasi: solido-liquido
– Velocità diverse – velocità solido
– Velocità simili – velocità intermedia tra le
due
• Tre fasi: solido-liquido-gassoso:
– Propagazione non nel solido
– Fase liquida continua – velocità dell’acqua
– Fase liquida non continua – velocità che si
avvicina a quella del gas
STABILITA’ DEI VERSANTI
ANALISI DI STABILITÀ DEI VERSANTI
ARGOMENTI
• Scala di analisi
• Condizioni di analisi
• Metodi
• Dati necessari
• Strumenti utilizzati
SCALA DI ANALISI
• Regionale (es. Regione)
• Subregionale (es. singolo comune o
gruppo di comuni)
• Locale (singoli versanti)
VANTAGGI E SVANTAGGI
DELL’ANALISI A DIVERSE SCALE
Scala
Regionale
Volume dati
Elevato
Accuratezza
Bassa
Subregionale Medio
Media
Locale
Alta
Basso
Pianificazione Risultati
Si
Aree da
approfondire
Si
Valutazione di
singoli
versanti
No
Risanamento
di versanti
Tipi di analisi
• Condizioni statiche: analisi a lungo termine che
non considerano fattori scatenanti (piogge,
terremoti, ecc.)
• Condizioni pseudostatiche: valutazione della
forza minima necessaria per l’innesco di un
movimento franoso
• Condizioni dinamiche: valutazione della stabilità
di un pendio considerando un fattore dinamico
(terremoto)
ANALISI AREALI
Fasi lavoro
• Dati di base
• Analisi geotecnica
• Analisi di pericolosità sismica
• Analisi di stabilità
• Analisi dei risultati
Presidenza del Consiglio dei Ministri
Dipartimento per i Servizi Tecnici Nazionali
Servizio Geologico
PROGETTO
Sigla
SCHEDA DI CENSIMENTO DEI FENOMENI FRANOSI Vers. 2.25
a cura di: Amanti M., Bertolini G., Ceccone G., Chiessi V., De Nardo M.T., Ercolani L.,
Gasparo F., Guzzetti F., Landrini C., Martini M. G., Ramasco M., Redini M., Venditti A.,
Rielaborata dall’originale: Guida al censimento dei fenomeni franosi ed alla loro archiviazione. AMANTI M., CASAGLI N., CATANI F.,
D’OREFICE M. & MOTTERAN G. (1996) - Miscell. VII Serv. Geol. d’It., Roma.
ID Frana
GENERALITÀ
Compilazione
Data
Compilatore
Localizzazione
Provincia
Regione
Comune
Autorità di bacino
Istituzione
Toponimo IGM
CTR
Scala
Numero
Toponimo
POSIZIONE FRANA SUL VERSANTE
MORFOMETRIA FRANA
Dati generali
Azimut movimento α (°)
Area totale A (m2 )
Larghezza La (m)
3
Volume massa sp. Vf (m )
Profondità sup. sciv. Dr (m)
Quota corona (m)
Quota unghia (m)
Lungh. orizz. Lo (m)
Dislivello H (m)
Pendenza β (°)
Testata





Unghia





In cresta
Parte alta del versante
Parte media del versante
Parte bassa del versante
fondovalle
GEOLOGIA
Unità 1
Unità 2
Descrizione 1
Descrizione 2
Discontinuità 1: immers./inclinaz.
Struttura
 massiva
 stratificata
 fissile
 fessurata
 fratturata
 scistosa
 vacuolare
 caotica
1 2
Spaziatura
 molto ampia (> 2m)
 ampia (60cm - 2m)
 moderata (6cm - 20cm)
 fitta (20cm - 60cm)
 molto fitta (<6cm)
 aree urbanizzate
 aree estrattive
 seminativo
1 2
 seminativo arborato
 colture specializzate
 vegetazione riparia
IDROGEOLOGIA
Acque superficiali
 assenti
 stagnanti
 ruscellamento diffuso
 ruscellamento concentrato
Sorgenti
Falda
 assenti
 assente
 diffuse
 freatica
 localizzate
 in pressione
N°
Prof. (m)







aggiungere i dati relativi ad un 3° o 4°
movimento su un foglio a parte

Stato
 quiescente
 rimboschimento e novelleto
 bosco ceduo
 bosco d'alto fusto
1°liv
Se necessario, al 2° livello,
 attivo
 riattivato
 sospeso
Discontinuità 2: immers./inclinaz.
Litotecnica
 roccia
 roccia lapidea
 roccia debole
 detrito
 terra granulare
 terra granulare addensata
 terra granulare sciolta
 terra coesiva
 terra coesiva consistente
 terra coesiva poco consist.
 terra organica
 unità complessa
 unità complessa: alternanza
 unità complessa: mélange
USO DEL SUOLO
1 2
1
2
Litologia
 rocce carbonatiche
 travertini
 marne
 flysch calcareo-marnosi
1 2 Assetto discontinuità
 arenarie, flysch arenacei
 orizzontali
 argilliti, siltiti, flysch pelitici
 reggipoggio
 rocce effusive laviche acide
 traverpoggio (generico)
 rocce effusive laviche basiche
 traverp. ortoclinale
 rocce effusive piroclastiche
 traverp. plagioclinale
 rocce intrusive acide
 franapoggio (generico)
 rocce intrusive basiche
 franap. + inclinato pendio
 rocce metamorfiche
 franap. - inclinato pendio
 rocce gessose, anidritiche, saline
 franap. inclinato = pendio
 rocce sedimentarie silicee
1 2
Degradazione
 conglomerati e brecce
 fresca
 detriti
 leggerm. degradata
 terreni prev. ghiaiosi
 mediam. degradata
 terreni prev. sabbiosi
 molto degradata
 terreni prev. limosi
 completam. degradata
 terreni prev.argillosi
Se necessario aggiungere i dati di
 terreno eterogeneo
altre unità su un foglio a parte
 terreno di riporto
ESPOSIZIONE DEL VERSANTE
1 2
 incolto nudo
 incolto macchia cespugliato
 incolto prato pascolo
 E
 ESE
 SSE
 crollo
 ribaltamento
 scivolamento rotazionale









 sprofondamento
 W
 WNW
 NNW
1 2 Materiale
 roccia
 detrito
 terra
1 2 Cont. acqua
 secco
 umido
 bagnato
 molto bagnato
Note sulla classificazione:
DGPV
aree soggette a crolli/ribaltamenti diffusi
aree soggette a sprofondamenti diffusi
aree soggette a frane superficiali diffuse
ATTIVITÀ
Distribuzione
 costante
 singolo
 retrogressivo
 avanzante
 complesso
 in allargamento
 in diminuzione
 composito
 multidirezionale
 confinato
fotointerpretazione*
* In caso di scelta fotointerpretazione:
rilevamento sul terreno
Id_volo (rif. tabella volo_aer)
monitoraggio
Numero strisciata
dato storico/archivio
Numero fotogramma
segnalazione
 non determinato
 stabilizzato
 relitto
 artificialmente
 naturalmente
METODOLOGIA UTILIZZATA PER LA
VALUTAZIONE DEL TIPO DI
MOVIMENTO E DELLO STATO DI
ATTIVITA’
 S
 SSW
 WSW
CLASSIFICAZIONE DELL’EVENTO FRANOSO
Movimento
 n.d.
1 2
Velocità
 estremamente lento (< 5*10-10 m/s)
 molto lento (< 5*10-8 m/s)
 lento (< 5*10-6 m/s)
scivolamento traslativo
 moderato (< 5*10-4 m/s)
espansione
 rapido (< 5*10-2 m/s)
colamento “lento”
 molto rapido (< 5 m/s)
colamento “rapido”
 estremamente rapido (> 5 m/s)



complesso




 N
 NNE
 ENE





DATA DELLA OSSERVAZIONE PIU’ RECENTE CHE HA PERMESSO DI
DETERMINARE LO STATO DI ATTIVITA’
SEGNI PRECURSORI
 fenditure, fratture
 inclinaz. pali o alberi
 trincee, doppie creste  comparsa sorgenti
 giornali
 crolli localizzati
 scomparsa sorgenti
 pubblicazioni
 rigonfiamenti
 scomparsa corsi d’acqua
 testim. orali
 contropendenze
 variaz. portata sorgenti
 audiovisivi
 cedimenti
 variaz. livello acqua pozzi
 archivi enti
 lesioni dei manufatti
 acqua in pressione nel suolo  cartografia
 scricchiolio strutture
 rumori sotterranei
Fonte
 immagini telerilevate
 documenti storici
 lichenometria
 dendrocronologia
 metodi radiometrici
 altre datazioni
DATAZIONE
Data certa
Data incerta
Anno
Mese
Giorno
Ora
Età
Radiometrica
Stile
 multiplo
 successivo
min
max
Anni B.P.
precisione
±
CAUSE
Intrinseche
 materiale debole
 materiale sensitivo
 materiale collassabile
 materiale alterato
 materiale fratturato
Geomorfologiche
 superfici di taglio preesistenti
 orient. sfavorev. discont. Prim.
 orient.sfavorev. discont second.
 contrasto di permeabilità
 contrasto di competenza
 sollevamento tettonico
 sollevamento vulcanico
 scarico glaciopressioni
 erosione fluviale base versante
 erosione marina base versante
Fisiche
 precipitaz. brevi intense
 precipitaz. eccezionali prolungate
 fusione rapida di neve/ghiaccio
 fusione del permafrost
 congelamento sorgenti
 abbass. rapido liv. idrico esterno
 innalzam. livello idrico esterno
Antropiche
 gelifrazione o crioclastismo
 termoclastismo
 imbibizione / disseccamento
 aloclastismo
 terremoto
 eruzione vulcanica
 rottura soglia lago
 scavo al piede del pendio
 carico sulla cresta del pendio
 abbassam. rapido livello serbatoio
 innalzamento livello serbatoio
 irrigazione
 attività agricole e pratiche colturali
 scarsa manutenz. drenaggi
 diretto
artificiale
 morti N.
 feriti N.
 evacuati N
 privati N.
 pubblici N.
 privati a rischio N.

Edifici

Costo (ML.)
 perdite d'acqua
 disboscamento
 rimboschimento
 attività estrattive in superficie
 attività estrattive sotterranee
 accumulo materiali scarto
 vibrazioni
Note: (X) predisponenti () innescante
DANNI
n.d. 
 caduta in un invaso  sbarramento corso d’acqua  sbarramento e rottura diga di frana
 rottura diga o argine
Tipo di danno
Persone
 erosione glaciale base versante
 erosione margini laterali frana
 eros. sotterranea, sifonamento
deposito sul pendio o in cresta
 rimozione naturale vegetazione
Beni
 a rischio N
Attività
Grado
Centri abitati
centro abitato maggiore
centro abitato minore
nucleo rurale
case sparse
Attività economiche
nucleo commerciale
nucleo artigianale
impianto manifatturiero
impianto chimico
impianto estrattivo
impianto zootecnico

Terreno agricolo
seminativo
seminativo arborato
colture specializzate
prato o pascolo
bosco
rimboschimento

Grado
Strutture servizio pubblico
ospedale
caserma
scuola
biblioteca
sedi Pubblica Amministraz.
chiesa
impianto sportivo
cimitero
centrale elettrica
porto
ponte o viadotto


 pubblici a rischio N.
Totale
Grado

Beni culturali
monumenti
beni storico-architettonici
musei
opere d’arte
Infrastrutture di servizio
acquedotti
fogne
linee elettriche
linee telefoniche
gasdotti
oleodotti

Corso d’acqua
galleria
canalizzazioni
condotta forzata
impianti a fune
stazione ferroviaria
Ferrovie

bacino idrico
alta velocità
diga
2 o più binari
inceneritore
1 binario
discarica
Rete urbana
depuratore
Ferrovia nd
Grado di danno: N = non valutabile; L = lieve (estetico) ; M = medio (funzionale); G = grave (strutturale o perdita totale)
STATO DELLE CONOSCENZE
Relaz. tecniche
 relaz. sopralluogo
 relazione geologica
Indagini e monitoraggio
 perforaz. geognostiche
 analisi geotecniche lab.
 indagini idrogeologiche
 geoelettrica
 sismica di superficie
 sismica down-hole
 sismica cross-hole
 penetrometro
 pressiometro
 scissometro
 inclinometri
 piezometri
 fessurimetri
 estensimetri
 clinometro
 assestimetro
 rete microsismica
 monitor. topografico
 monitor. idrometeorol.
 altro
Archivi
Archivio
Archivio
Archivio
Archivio


Denominazione
Danno:  potenziale
 deviazione
 sbarramento parziale
 sbarramento totale
Movimenti di terra
 riprofil., gradonatura
 riduz. carichi testa
Drenaggio
 canalette superf.
 trincee drenanti
Sist. idraul.-forest.
 inerbimenti
 rimboschimenti
 increm. carichi piede
 disgaggio
Sostegno
 gabbioni
 muri
 paratie
 pali
 terre arm.-rinf.
Mitigaz. danni
 pozzi drenanti
 dreni suborizz.
 gallerie drenanti
Protezione
 reti
 spritz-beton
 rilevati paramassi
 trincee paramassi
 strutt. paramassi
 evacuazione
 sistema allarme
 disboscam.selettivo
 viminate, fascinate
 briglie o soglie
 difese di sponda
Rinforzo
 chiodi-bulloni
 tiranti-ancoraggi
 imbracature
 iniezioni/jet grouting
 reticoli micropali
 tratt. term.chim.elettr.
 consolid. edifici
 demolizioni
Costo previsto
Costo effettivo
interventi eseguiti(ML)
interventi eseguiti (ML)
ADEMPIMENTI LEGISLATIVI NAZIONALI
CARG
AVI
SCAI
sopralluoghi DPC
interventi SGN

INTERVENTI PREESISTENTI
 progetto preliminare
 prog. esecutivo/definitivo
Costo indagini
già eseguite(ML)
DOCUMENTAZIONE




Grado
Strade
autostrada
statale
provinciale
comunale
altro
Opere sistemazione
regimazione fluviale
consolidamento versante
opere di protezione
 SI
 NO
 Non coperto
 Legge 267/98 piani straordinari
 Legge 267/98 interventi urgenti
 Legge 267/98 PSAI
 Schemi provisionali e programmatici Legge 183/89
 Pianificazione di bacino Legge 183/89
 Piano Paesistico
 Piani territoriali di coordinamento provinciale
Ordinanze Min. Interno (Prot. Civile)
Numero dell’Ordinanza
 Altro
 Altro
ATTIVAZIONI PRECEDENTI
Autori
Note:
Anno
Titolo
BIBLIOGRAFIA
Rivista / Libro / Relazione
Editore / Ente
vol.
pag.
Dati di base
• Modello digitale del terreno, Carta
acclività, Carta esposizione, Carta
uso suolo, Carta geologica, Carta
geomorfologica, Analisi
geotecniche, Statistica frane,
Pericolosità sismica
Area di studio
DESCRIZIONE DELL’AREA
• Superficie: 310 km2
• Bacino idrografico: Torrente Staffora
• Foglio geologico 1: 100.000: Voghera (n.
71)
• Categoria sismica: seconda (comune di
Varzi)
• Struttura sismogenetica ipotizzata: linea
Villavernia - Varzi
• Zona sismogenetica: 26
FENOMENI FRANOSI
• Numero complessivo: 811
• Fenomeni ricorrenti: scorrimenti
traslazionali, colamenti, scorrimenti
traslazionali e colamenti
• Unità litotecniche coinvolte: coltri di
alterazione delle unità argillose,
marnose e sabbiose
bp
alb
an
ant
bis
bo
ca
cast
ccp
lum
mp
pagl
pal
pe
ranz
rig
sc
var
gb
hp
s
0
0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
percentuale
percentuale
(a)
%
(b)
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
%
0
10
20
30
40
50
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
0.2
angolo versante
0.4
0.8
dislivello versante (m)
(c)
%
0.6
1
(X 1000)
(d)
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
E
N
NE
NW
S
SE
SW
W
0
1
2
3
lunghezza versante (m)
(e)
4
(X 1000)
0
10
20
30
percentuale
(f)
40
50
col
att
crl
scr
ina
scr_col
sct
qui
sct_col
0
10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
0
20
percentuale
60
80
100
80
100
percentuale
(a)
%
40
(b)
50
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
GM - GC
GP - GW
MH - CH - OH
ML - CL - OL
SM - SC
0
10
20
30
angolo accumulo
(c)
40
0
20
40
60
percentuale
(d)
FORZE AGENTI LUNGO UN PENDIO
β
z
W
n
W
W
t
zw
β
c'
u
W = peso dell’unità di pendio
z = profondità superficie di
scorrimento
zw = altezza della tavola d’acqua
β = angolo del pendio
u = pressione dell’acqua
c = coesione
m = zw / z
φ = angolo di attrito
METODO DEL PENDIO
INDEFINITO
c ' / cos 2 β + ( γ − m ⋅ γ w ) ⋅ z ⋅ tan φ '
Fs =
γ ⋅ z ⋅ tan β
φ ' = angolo di attrito (gradi);
c' = coesione effettiva (kPa);
γ = peso di volume (kN/m3);
m = rapporto tra la profondità del livello della falda e il deposito zw/z;
γ w = peso specifico dell’acqua (kN/m3);
z = profondità della superficie di scivolamento (m);
β = inclinazione della superficie topografica (gradi)
METODO DEL PENDIO
INDEFINITO
2
c ' / cos β + ( γ − m ⋅ γ w ) ⋅ z ⋅ tan φ '− γ ⋅ z ⋅ tan β
Kc =
γ ⋅ z + γ ⋅ z ⋅ tan β ⋅ tan φ '
φ ' = angolo di attrito (gradi);
c' = coesione effettiva (kPa);
γ = peso di volume (kN/m3);
m = rapporto tra la profondità del livello della falda e il deposito zw/z;
γ w = peso specifico dell’acqua (kN/m3);
z = profondità della superficie di scivolamento (m);
β = inclinazione della superficie topografica (gradi)
0
5 Km
Tav. 3 - Modello digitale del terreno e reticolo idrografico
LEGENDA
Alluvioni attuali
Alluvioni terrazzate
DEPOSITI
Depositi di conoide
Detrito
Marne di M. Piano
Arenarie di Ranzano
Marne di Antognola
SUCCESSIONE ALLOCTONA-SEMIALLOCTONA
DI LOIANO,RANZANO-BISMANTOVA
Marne di M. Lumello
Arenarie di Bismantova
Marne di M. Piano (B. T. P.)
Arenarie di Ranzano (B. T. P.)
Marne di Bosmenso
Marne di Rigoroso
SUCCESSIONE NEOAUTOCTONA DEL
BACINO TERZIARIO PIEMONTESE
Formazione di Castagnola
Marne di M. Bruggi
Argille a palombini di Barberino
Ofioliti
Argille varicolori
Arenarie di Scabiazza
Calcari di M. Cassio
Argilliti di Montoggio
UNITA' LIGURI
Calcari di M. Antola
0
5 Km
Argilliti di Pagliaro
Complesso Caotico Pluriformazionale
Complesso dell'Alberese Terziario
Formazione di M. Penice
Faglia diretta o trascorrente
Sovrascorrimento
Tav. 1 - Carta Geologica
UNITA' SUBLIGURI
LEGENDA
Alluvioni
Depositi di conoide
Detrito di versante
Substrato arenaceo
Substrato marnoso - arenaceo
Substrato calcareo
Ofioliti
Depositi colluviali argillosi ad alta plasticità (HP) con spessore > 5m
Depositi colluviali argillosi a bassa plasticità (BP) con spessore > 5m
Depositi colluviali argillosi a bassa plasticità (BP) con spessore < 5m
Depositi colluviali argillosi a bassa plasticità con blocchi (BP-GB)
con spessore > 5m
Depositi di blocchi calcarei in matrice argillosa a bassa plasticità (GB-BP)
con spessore > 5m e paleofrane
0
5 Km
Tav. 7 - Carta litologica derivata
LEGENDA
N
NE
E
SE
S
SW
W
NW
0
5 Km
Tav. 5 - Carta dell'esposizione dei versanti
MAPPA IDROGEOLOGICA
Scheda n.
Compilatore
Data
DATI GENERALI
Ente in possesso dei dati:
Località
Comune
Mappa 1:.............
rif. n.
Geologo responsabile:
data d'indagine:
scopo:
tipo di indagine
 Rilievo campagna  Scavo  Sondaggio  Prova penetrometrica  Prova geofisica
 altro.................................................................
massima profondità raggiunta
DATI GEOLOGICI
Descrizione dei litotipi interessati dall'indagine
Relativa formazione geologica
L1
L2
L3
L4
L5
DATI GEOTECNICI
C1 (L.....)
C2 (L.....)
C3 (L.....)
C4 (L.....)
3
pesovolume.(kN/m )
coesione (kPa)
angolo d'attrito (°)
conten. d'acqua (%)
Limiti Atterberg
LL..............LP............ LL..............LP............. LL...............lP............... LL..............lP..............
IP......................
IP......................
IP......................
IP......................
granulometria (%)
g................s.............. g................s..............
g................s..............
g................s..............
l.................a.............. l.................a..............
l.................a..............
l.................a..............
 EP  L  PL  PS
 EP  L  PL  PS
 EP  L  PL  PS
provenienza dati (1) EP L  PL  PS
I DL R NV
I DL R NV
I DL R NV
qualità campione (2) I DL R NV
profondità prelievo
attendibilità
 alta
 media
 bassa
DATI GEOFISICI
profondità livello
Vp (m/s)
Vs (m/s)
Sond1
quota
quota falda (m)
(al di sotto del p. c.)
NOTE
DATI IDROLOGEOLOGICI
Sond2
data
quota
data
Sond3
quota
data
Analisi geotecnica
• 182 campioni
• Analisi statistica
Codice Descrizione
1
2
3
4
5
Coesione Angolo di attrito Peso volume
(kPa)
(°)
(kN/m3)
alluvioni, depositi di conoide, detrito di versante, substrato,
ofioliti
colluvioni HP
0.0
14.0
20.0
colluvioni BP
0.0
22.0
20.0
colluvioni BP-GB
0.0
11.0
20.0
colluvioni GB-BP
0.0
24.0
20.0
LEGENDA
Fs
1
1 < Fs
1.25
1.25 < Fs
Fs > 1.5
non valutato
0
5 Km
Tav. 12 - Carta dei valori del fattore di sicurezza (Fs) in assenza di acqua
1.5
LEGENDA
Fs
1
1 < Fs
1.25
1.25 < Fs
Fs > 1.5
non valutato
0
5 Km
Tav. 13 - Carta dei valori del fattore di sicurezza (Fs) in condizioni di completa saturazione
1.5
LEGENDA
Kc
0.01
0.01 < Kc
0.03
0.03 < Kc
0.06
0.06 < Kc
0.1
0.1 < Kc
Kc > 0.2
non valutato
0
5 Km
Tav. 14 - Carta dei valori del coefficiente di accelerazione orizzontale critica (Kc) in assenza di acqua
0.2
LEGENDA
Kc
Kc< 0.01
0.01
0.01
<
Kc
0.01 < Kc< 0.03
0.03
0.03
0.03 <<Kc
Kc < 0.06
0.06
0.06
0.06 << Kc
Kc < 0.10.1
0.1
0.1 << Kc
Kc < 0.2
0.2
Kc>>0.2
0.2
Kc
nonvalutato
valutato
non
0
5 Km
Tav. 15 - Carta dei valori del coefficiente di accelerazione orizzontale critica (Kc) in condizioni di completa saturazione
COEFFICIENTE Kc
(CON MAPPA IDROGEOLOGICA)
INPUT SISMICO
Dati di base
• zone sismogenetiche (Oltrepo’ = zona
26)
• catalogo dei terremoti storici
• leggi di attenuazione
Risultato
• Intensità attesa con 90% di probabilità
di non eccedenza in 50 anni (periodo
ritorno 475 anni)
INPUT SISMICO
ACCELERAZIONE DI PICCO (m/s2)
a
ln = .50657 I − 5.679715
g
INTENSITA’ DI ARIAS (m/s)
ln Ia = 1.28484 I − 5.86238
LEGENDA
0.9 - 1.0
1.01 - 1.1
1.11 - 1.2
1.21 - 1.3
1.31 - 1.4
1.41 - 1.5
I valori sono espressi in m/sec2
0
5 Km
Tav. 8 - Carta dei valori del picco di accelerazione
LEGENDA
0.14 - 0.16
0.17 - 0.19
0.20 - 0.22
0.23 - 0.25
0.26 - 0.28
0.29 - 0.31
0.32 - 0.34
0.35 - 0.37
0.38 - 0.40
I valori sono espressi in m/sec
0
5 Km
Tav. 9 - Carta dei valori dell'intensità di Arias
Mappa degli spostamenti
Mappa di Ia
Mappa di Pga
se Pga > Kc
450
350
Kc <= 0.01
300
0.01 < Kc <= 0.03
250
0.03 < Kc <= 0.06
0.06 < Kc <= 0.1
200
0.1 < Kc <= 0.2
150
0.2 < Kc <= 0.3
100
50
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
Displacement (cm)
Mappa del Kc
400
Relazione tra spostamento e Ia per
diversi valori di Kc
450
400
Kc <= 0.01
300
0.01 < Kc <= 0.03
250
0.03 < Kc <= 0.06
0.06 < Kc <= 0.1
200
0.1 < Kc <= 0.2
150
0.2 < Kc <= 0.3
100
50
0
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
Spostamento (cm)
350
Valori di Ia (cm/s)
LEGENDA
aree non riattivate
aree riattivate
aree non esaminate
0
5 Km
Tav. 16 - Carta delle aree potenzialmente riattivabili durante un evento sismico
LEGENDA
assente
0 - 10 cm
11 - 30 cm
31 - 50 cm
> 50 cm
aree non esaminate
0
5 Km
Tav 17 - Carta dello spostamento potenziale del terreno durante un evento sismico
LEGENDA
aree non influenzate
infrastrutture e centri abitati non danneggiati
infrastutture e centri abitati danneggiati
0
5 Km
Tav. 18 - Carta del danneggiamento delle infrastrutture e dei centri abitati
ANALISI PUNTUALI
FORZE AGENTI LUNGO UN PENDIO
β
z
W
n
W
W
t
zw
β
c'
u
W = peso dell’unità di pendio
z = profondità superficie di
scorrimento
zw = altezza della tavola d’acqua
β = angolo del pendio
u = pressione dell’acqua
c = coesione
m = zw / z
φ = angolo di attrito
Analisi statiche (Bishop, Jambu, Fellenius,
ecc.)
Fs =
1
----------W sinα
(c’ b + (W - u b) tanφ’) secα
-----------------------------1 + tanα tanφ’
-------------Fs
Dati necessari
• Geometria
• Parametri geotecnici (peso volume,
coesione, angolo di attrito)
• Livello della falda
•
•
•
•
LIMITI E VANTAGGI
Semplicità del modello
Condizioni statiche
Applicabilità in vaste aree
Metodo di Bishop
• Superficie topografica: punti
• Superficie di scivolamento: punti o
circolare (centro e raggi)
• Discretizzazione: definita – calcolata
a passo costante
• Presenza di acqua
• Caratteristiche fisico-meccaniche
• Stratificazione
• Parametri meccanici: C, γ, γw, ru, φ
2
1
1
c = 7 KPa
φ = 25 °
γ= 19.5 KN/m3
ru = 0.3
NPX = 3
NPY = 3
NRA = 3
2
c = 25 KPa
φ = 12 °
γ= 18 KN/m3
ru = 0.3
Fs = 1.21
------------------------------ SLOPE STABILITY - BISHOP'S SIMPL METHOD
FRANA MONTE ROTONDO SUP ASS BISHOP BMW.DAT
(11- 4-2008)
NO. OF POINTS ...................... (NPS ) 86
SLIP SURF.INDEX (0=CIRCLE;1=INPUT).. (NGEOM)
NO. OF EXTERNAL LOADS .............. (NLO )
1
0
ASSIGNED END ...(0=NO; 1=YES)....... (NRR )
0
ITERATIVE PROCESS DATA .............................
MIN NO. OF ITER. (DEFAULT.EQ. 3) ..............
3
MAX NO. OF ITER. (DEFAULT.EQ.15) .............. 15
FS VAR TOLERANCE (DEFAULT.EQ.0.02) ...... .200E-01
SURFACE DATA .......................................
IPS X -IPS
YU-IPS
YL-IPS
YW-IPS
1 1.000
20.00
20.00
.0000
2 2.000
20.60
19.80
.0000
3 3.000
20.70
19.60
.0000
4 4.000
20.70
19.50
.0000
5 5.000
20.80
19.40
.0000
6 6.000
20.90
19.40
.0000
82 82.00
53.00
51.70
.0000
83 83.00
53.60
52.70
.0000
84 84.00
54.40
53.80
.0000
85 85.00
55.40
55.00
.0000
86 86.00
56.00
56.00
.0000
........
MOMENT ABOUT POINT O .................... (IROT= 0) X-COORD ..(XCC ) 18.0
NO. OF LAYER (1=HOMOGENEOUS DEP).... (NST )
I
COH
PHI
1 .0000
40.00
Y0
.0000
ALPH
.0000
; Y-COORD ..(YCC ) 98.0
1
GAM-T
24.50
WATER UNIT WEIGHT ...................(GAMW) .000
PWP RATIO RU (U/SIGVT)...............(RU ) .500
============================================================ COMPUTED FS
FS = 1.05
MAX DIST..(RAA ) 80.0
;
Analisi pseudostatiche (Sarma, ecc.)
Xi
Ei
Kc Wi
Wi
Zi
Ti
δ
α
Ni
bi
Kc =
an + an-1 en + an-2 en en-1 + ... + a1 en en-1...e3
----------------------------------------------------------------pn + pn-1 en + pn-2 en en-1 + ... + p1 en en-1...e3
e2
e2
Wisin(φ i -α i) + Ricosφ i + Si+1sin(φ i -α i -δ i+1) - Sisin(φ i -α i -δ i)
ai = ------------------------------------------------------------------------------------cos(φ i -α i +φ *i+1-δ i+1) secφ *i+1
cos (φ
*i - δ
*i
i-α
i+φ
i) secφ
ei = -----------------------------------------------cos (φ
*i+1 - δ
*i+1
i-α
i+φ
i+1) secφ
W i cos (φ
i-α
i)
pi = --------------------------------------cos (φ
-α
) secα
i+φ
i+1 - δ
i+1
Ri = ci bi secφ
i - Ui tanα
i
Si = c*i di - PW i tanφ
*i
Dati necessari
• Geometria
• Parametri geotecnici (peso volume, coesione,
angolo di attrito)
• Livello della falda
• Azione orizzontale
• LIMITI E VANTAGGI
• Semplicità del modello
• Input sismico semplificato come azione
orizzontale
• Applicabilità in vaste aree
Metodo di Sarma
• Superficie topografica: punti
• Superficie di scivolamento: punti o
circolare (centro e raggi)
• Discretizzazione: definita – calcolata a
passo costante – conci inclinati
• Presenza di acqua
• Caratteristiche fisico-meccaniche
• Stratificazione
• Parametri meccanici: C, γ, γw, ru, φ
• Accelerazioni verticali ed orizzontali
b
a
c
V (m3) M (t)
ρ (t/m3) φ (°)
α (°)
Kc
Corpo globale 24.347 48.450 1.99
17
10.0
0.0001
Corpo a-b
10.447 20.790 1.99
17
10.5
0.002
Corpo c
2.980
17
11.0
0.006
5.930
1.99
---------- SLOPE STABILITY - SARMA DYNAMIC METHOD
NO. OF POINTS ON GROUND SURFACE
=
9
AUTOMATIC GENERATION INDEX FOR SLIP DATA =
1
AUTOMATIC GENERATION INDEX FOR INTERSLICE MATERIAL PROPERTIES
IPS X-UPP.
Y-UPP.
1 2.300
2.000
X-LOW.
Y-LOW.
2.300
2.000
1
COH
PHI
0.0000 33.00
GAM-T
Y0
19.70
Y-W.T.
I
1
COH
PHI
0.0000
0.0000
3
ALPHA
0.0000
NO. OF BOUNDARIES .................. (NPS )
1
15.00
NO. OF LAYER (1=HOMOGENEOUS DEP).... (NST )
I
=
0.0000
9
PW-FOR
0.0000
ASSIGNED VERTICAL ACCELERATION ....(ACV )
0.000 ASSIGNED HORIZONTAL ACCELERATION ....(ACH )
WATER UNIT WEIGHT ...................(GAMW) 9.81 PWP RATIO RU (U/SIGVT)...............(RU ) 0.600
FACTOR OF SAFETY (REDUCT OF SHEAR ST)(FS ) 1.00
PESI
KC*PESI
1 462.65
LINE OF THRUST (N-TOT FORC) .........(BLL ) 0.500
SUI CONCI
97.324
FORZE TRA LE LINEE DI SEPARAZIONE DEI CONCI
N-TOT
1
0.00000
2 1078.5
F-TG
0.00000
275.43
N-EFF
PWW
0.00000
393.36
0.00000
685.18
FORZE ALLA BASE DEI CONCI
N-TOT
1 1650.3
F-TG
384.55
N-EFF
592.15
UB
1058.2
SFORZI EFFICACI TRA LE LINEE DI SEPARAZIONE DEI CONCI
SF-NORM
2 64.484
SF-TG
45.153
SFORZI EFFICACI ALLA BASE DEI CONCI
SF-NORM
1 75.484
SF-TG
49.020
PTI APPL. FORZE E, E' VS. LUNGH.PARETE CONCIO
1
0.00000
2 1.0107
0.00000
7.6122
0.00000
6.1000
ULT.CONCIO: L(F-NORM) VS. LUNGH.BASE CONCIO
COMPUTED KC 0.210
8 2346.2
0.89443 AREA= 306.27
0.000
Analisi dinamiche (Newmark, ecc.)
N - M an - Wn + Ne = 0
T - M at - Wt + Te = 0
Ne
Te
y
M at
W
z
x
M an
• Contatto tra base e blocco
• Superamento della resistenza limite – moto relativo tra base e blocco
• Velocità relativa nulla – contatto tra base e blocco
• Andamento degli spostamenti relativi
Analisi dinamiche (Newmark, ecc.)
LEGAME COSTITUTIVO BASE-BLOCCO
Tlim = N tg φpk
quando N < Nl e s < spk
Tlim = Cpk + N tg φr
quando N > Nl
Tlim = N tg φr + [(Cpk + N tg φr– N tg φpk) / (sr – spk)] s
quando spk < s < sr
Tlim = N tg φr
quando s > sr
T
T
φr
Cpk
φr
φ pk
β
Nl
N
spk
sr
s
Dati necessari
• Geometria (superficie di scivolamento,
massa)
• Parametri geotecnici (peso volume, coesione,
angolo di attrito)
• Livello della falda
• Accelerogramma atteso
•
•
•
•
LIMITI E VANTAGGI
Semplicità del modello
Non analizza l’effetto post-sismico
Applicabilità in vaste aree
Dati di input
• Accelerogrammi
• Massa del blocco
• Anglo dello strato di base
• Angolo di attrito di picco
M
α
φpk
• Angolo di attrito residuo
φr
• Resistenza limite
Cpk
• Spostamento limite resistenza di picco
spk
• Spostamento limite resistenza residua
sr
Risultati
FRANA DI VIGOMARITO
• Scorrimento traslazionale quiescente
• Formazione di Monte Penice
• Indagini geotecniche e sismica a rifrazione
Formazione
pe
(kN/m3) c’ (kPa) φ
’ (°) cu (kPa) φ
u (°)
γ
18.8
20.0 19.0
25.0
0.0
FRANA DI VIGOMARITO
Sezione
Kc
drenate asciutto
Kc
drenate saturo
Kc
non drenate
0.296
0.353
0.109
0.162
0.000
0.030
A-A’
A’-A’’
Sezione
A-A’
A’-A’’
Spost. (m)
GNDT
asciutto
Spost. (m)
GNDT
saturo
Spost. (m)
Lom1
asciutto
Spost. (m)
Lom1
saturo
Spost. (m)
Lom2
asciutto
Spost. (m)
Lom2
saturo
0.00
0.00
10.90
0.34
0.00
0.00
1.31
0.01
0.00
0.00
1.81
0.09