GEOLOGIA APPLICATA ALLA PIANIFICAZIONE TERRITORIALE · PDF fileGeomorfologia • Forme,...
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GEOLOGIA
Floriana PergalaniDipartimento di Ingegneria Strutturale
Politecnico di Milano
Tel.: 02-23994258E-mail: [email protected]
Tematiche
• 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 effusiveraffreddamento rapido, massa microcristallina o vetrosa, struttura porfirica
Classificazione
• Composizione mineralogica– rocce acide (silice abbondante)
rocce intrusive: graniti, dioriti, sienitirocce effusive: rioliti, daciti, basalti
– rocce basiche (silice scarsa)rocce intrusive: foialiti, teralitirocce 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 Eruzioni di lava
Nube ardente Gayser
Granito Granito
Gabbro Diorite
Basalti Basalto riolite
Pomice Tufo 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 ristagnoGuatemala
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 Brecce
Conglomerati Conglomerati Conglomerati
Ghiaia Ghiaia e limo
Arenaria Arenaria Arenaria
Siltite
Calcare con selce Calcare
Calcare Calcare
Calcare Travertino
Dolomia Dolomia
Marna Marna
Selce Selce
Gesso Gesso
Anidride 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
Scisto Gneiss Gneiss
Micascisto Anfibilite
Fillade Serpentino
Marmo 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 trascorrenti
Faglie dirette
Faglie inverse
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
Piano di faglia
Cataclasite
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
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 Strie glaciali
Morena 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 analisiAnalisi 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
Tramite osservazione degli effetti prodotti da passati terremoti
EFFETTI DI INSTABILITA’EFFETTI DI SITO
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
Pericolosità sismica locale
Approccio qualitativo
Sigla SCENARIO PERICOLOSITA’ SISMICA LOCALE EFFETTI Z1a Zona caratterizzata da movimenti franosi attivi Z1b Zona caratterizzata da movimenti franosi quiescenti
Z1c Zona potenzialmente franosa o esposta a rischio di frana
Instabilità
Z2 Zone con terreni di fondazione particolarmente scadenti (riporti poco addensati, terreni granulari fini con falda superficiale)
Cedimenti e/o liquefazioni
Z3a Zona di ciglio H > 10 m (scarpata con parete subverticale, bordo di cava, nicchia di distacco, orlo di terrazzo fluviale o di natura antropica)
Z3b Zona di cresta rocciosa e/o cocuzzolo: appuntite - arrotondate
Amplificazioni topografiche
Z4a Zona di fondovalle con presenza di depositi alluvionali e/o fluvio-glaciali granulari e/o coesivi
Z4b Zona pedemontana di falda di detrito, conoide alluvionale e conoide deltizio-lacustre
Z4c Zona morenica con presenza di depositi granulari e/o coesivi (compresi le coltri loessiche)
Z4d Zone con presenza di argille residuali e terre rosse di origine eluvio-colluviale
Amplificazioni litologiche e geometriche
Z5 Zona di contatto stratigrafico e/o tettonico tra litotipi con caratteristiche fisico-meccaniche molto diverse
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
• 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 qualitativo
• 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 sabbiose2 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 litologicaScelta della curva di
correlazione T/Fa sulla base delle caratteristiche dello
strato superficiale
×
×4=
1=
1=
1=
∑
∑
∑
n
ii
n
iii
n
ii
h
hVs
hT
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
1.1α > 70°
1.260° < α ≤ 70°
1.340° < α ≤ 60°
1.220° < α ≤ 40°
Ai = 2/3 H
1.110° ≤ α ≤ 20°
H > 40 m
Ai = 3/4 H1.210° ≤ α ≤ 90°20 m < H ≤ 40 m
Ai = H1.110° ≤ α ≤ 90°10 m ≤ H ≤ 20 m
Area di influenzaValore di Fa0.1-0.5Classe di inclinazioneClasse altimetrica
Scelta della tipologia di scarpata e valutazione del
valore di Fa in funzione del H e del a
Approccio semiquantitativo
Confronto tra valore di Fa calcolato dalle curve di correlazione e il valore di soglia comunale con variabilità di 0.1
Equivalente significato energetico tra Fa e valore di sogliaValori 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
∫5.0
1.05.01.0 )dT(T, PSVnorma)( ξ=− PSVnormaSI
∫5.0
1.05.01.0 )dT,PSVinput(T)( ξ=PSVinputSI
=− 5.01.0Soglia
Approccio semiquantitativo
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 con consistenti limitazioni e specifiche opere di difesa
– 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)
4
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)
4
Aree di frana attiva (scivolamenti; colate ed espansioni laterali) 4 Aree di frana quiescente (scivolamenti; colate ed espansioni laterali) 4 Aree a franosità superficiale attiva diffusa (scivolamenti, soliflusso) 4 Aree a pericolosità potenziale per grandi frane complesse (comprensive di aree di distacco ed accumulo)
4
Aree in erosione accelerata (calanchi, ruscellamento in depositi superficiali o rocce deboli)
4
Aree interessate da trasporto in massa e flusso di detrito su conoide 4* Aree a pericolosità potenziale per crolli a causa della presenza di pareti in roccia fratturata e stimata o calcolata area di influenza
4
Aree a pericolosità potenziale legata a orientazione sfavorevole della stratificazione in roccia debole e stimata o calcolata area di influenza
3
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
3
Aree di percorsi potenziali di colate in detrito e terreno 4* 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)
3
Aree interessate da valanghe già avvenute 4 Aree a probabile localizzazione di valanghe potenziali 4 Aree protette da interventi di difesa efficaci ed efficienti 3 Aree estrattive attive o dismesse non ancora recuperate, comprendendo una fascia di rispetto da valutare in base alle condizioni di stabilità dell’area
3
Aree vulnerabili dal punto di vista idrogeologico Aree ad elevata vulnerabilità dell’acquifero sfruttato ad uso idropotabile e/o del primo acquifero
3
Aree con emergenze idriche diffuse (fontanili, sorgenti, aree con emergenza della falda) 4 Aree a bassa soggiacenza della falda o con presenza di falde sospese 3 Aree interessate da carsismo profondo (caratterizzate da inghiottitoi e doline) 4 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
4
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
3
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.
4
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
4
Aree soggette ad esondazioni lacuali 3 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 solido-liquide aventi tempo di ritorno almeno centennale)
3
Aree interessabili da fenomeni di erosione fluviale e non idoneamente protette da interventi di difesa
4
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
4
aree potenzialmente interessate da flussi di detrito in corrispondenza dei conoidi pedemontani di raccordo collina-pianura
3
Aree che presentano scadenti caratteristiche geotecniche aree di possibile ristagno, torbose e paludose 3 aree prevalentemente limo-argillose con limitata capacità portante (riportare gli spessori) 3 aree con consistenti disomogeneità tessiturali verticali e laterali (indicare le ampiezze) 3 aree con riporti di materiale, aree colmate 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)
Q1 (Q2-Q3)Disturbati, dilavati sotto falda
Terre a grana grossa, roccia
Sopra falda: da coesivi a poco coesiviSotto falda:coesivi
Manuale:10 mMeccanica:40 m
Manuale:50-150 mmMeccanica:100-300 mm
Spirale a vite senza fine
TRIVELLA
A secco Q2 (Q3) con acqua o fango Q1 (Q2)
Q2 (Q3-Q4)
-----
Discreta
Buona
Frammenti di materiale
Terre a grana grossa
Tutti i terreni escluse le terre a grana grossa
50-150 m
50-150 m
Illimitata
75-150 mm
75-150 mm
60-300 mm
Tubo carotiere semplice
Tubo carotiere doppio
Scalpelli a distruzioneTriconiAttrezzatura Rotary
ROTAZIONE
Q1 (Q2)
Q1
Disturbati, dilavati
Fortemente disturbati, dilavati, frantumati
Terre coesive tenere o molto consistenti, rocce
Rocce con resistenza alta o molto alta
Ghiaia, sabbia, limo
Tutti i terreni, fino a rocce di media resistenza
60 m
60 m
150-600 mm
150-600 mm
Sonda a valvola
Scalpello
PERCUSSIONE
Classe di qualità
Qualità dei campioni
Non idoneità per tipo di terreno
Idoneità per tipo di terreno
ProfonditàDiametroUtensile di perforazione
Metodo di perforazione
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 F Torbe ed argille organiche < 15 Limi ed argille 15 - 30 Limi sabbiosi e sabbie limose 30 - 60 Sabbie e sabbie con ghiaie > 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 drenateτ = c’ + (σ − u) tan φ’ (legge di Coulomb)
• Coesione effettiva c’ (kPa)• Angolo di attrito effettivo φ’ (°)
• Prove non drenateτ = 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 cicliciζ = ∆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
– Diffrazione riflessa
– Rifrazione riflessa
SISMOGRAMMI - RIFLESSIONE
DROMOCRONE - RIFRAZIONE• Caso due strati orizzontali
ti = 2z (1 / V02 – 1 / V1
2) ½
tg ϑ1 = V1
tg ϑ0 = V0
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:
• Velocità delle onde trasversali o S:
Vp = [(λ + 2 G) / ρ ] ½
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 VERSANTIARGOMENTI
• 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 Volume dati Accuratezza Pianificazione RisultatiRegionale Elevato Bassa Si Aree da
approfondireSubregionale Medio Media Si Valutazione di
singoliversanti
Locale Basso Alta No Risanamentodi 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
PROGETTO
Presidenza del Consiglio dei Ministri Dipartimento per i Servizi Tecnici Nazionali
Servizio Geologico
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. Sigla ID Frana
GENERALITÀ Compilazione Localizzazione
Data Regione Provincia Compilatore Comune Autorità di bacino Istituzione Toponimo IGM CTR Scala Numero Toponimo
MORFOMETRIA FRANA POSIZIONE FRANA SUL VERSANTE Dati generali Testata Unghia
Quota corona (m) Azimut movimento α (°) In cresta Quota unghia (m) Area totale A (m2) Parte alta del versante Lungh. orizz. Lo (m) Larghezza La (m) Parte media del versante Dislivello H (m) Volume massa sp. Vf (m3) Parte bassa del versante Pendenza β (°) Profondità sup. sciv. Dr (m) fondovalle
GEOLOGIA Unità 1 Unità 2 1 2 Litologia rocce carbonatiche Descrizione 1 Descrizione 2 travertini marne flysch calcareo-marnosi Discontinuità 1: immers./inclinaz. Discontinuità 2: immers./inclinaz. 1 2 Assetto discontinuità arenarie, flysch arenacei orizzontali argilliti, siltiti, flysch pelitici reggipoggio rocce effusive laviche acide 1 2 Struttura 1 2 Litotecnica traverpoggio (generico) rocce effusive laviche basiche massiva roccia traverp. ortoclinale rocce effusive piroclastiche stratificata roccia lapidea traverp. plagioclinale rocce intrusive acide fissile roccia debole franapoggio (generico) rocce intrusive basiche fessurata detrito franap. + inclinato pendio rocce metamorfiche fratturata terra granulare franap. - inclinato pendio rocce gessose, anidritiche, saline scistosa terra granulare addensata franap. inclinato = pendio rocce sedimentarie silicee vacuolare terra granulare sciolta 1 2 Degradazione conglomerati e brecce caotica terra coesiva fresca detriti 1 2 Spaziatura terra coesiva consistente leggerm. degradata terreni prev. ghiaiosi molto ampia (> 2m) terra coesiva poco consist. mediam. degradata terreni prev. sabbiosi ampia (60cm - 2m) terra organica molto degradata terreni prev. limosi moderata (6cm - 20cm) unità complessa completam. degradata terreni prev.argillosi fitta (20cm - 60cm) unità complessa: alternanza Se necessario aggiungere i dati di terreno eterogeneo molto fitta (<6cm) unità complessa: mélange altre unità su un foglio a parte terreno di riporto
USO DEL SUOLO ESPOSIZIONE DEL VERSANTE aree urbanizzate aree estrattive seminativo
seminativo arborato colture specializzate vegetazione riparia
rimboschimento e novelleto bosco ceduo bosco d'alto fusto
incolto nudo incolto macchia cespugliato incolto prato pascolo
N NNE ENE
E ESE SSE
S SSW WSW
W WNW NNW
IDROGEOLOGIA CLASSIFICAZIONE DELL’EVENTO FRANOSO Acque superficiali 1°liv 1 2 Movimento n.d. 1 2 Velocità 1 2 Materiale
assenti crollo estremamente lento (< 5*10-10 m/s) roccia stagnanti
ribaltamento molto lento (< 5*10-8 m/s) detrito
ruscellamento diffuso scivolamento rotazionale lento (< 5*10-6 m/s) terra ruscellamento concentrato
scivolamento traslativo moderato (< 5*10-4 m/s) 1 2 Cont. acqua
Sorgenti Falda espansione rapido (< 5*10-2 m/s) secco assenti assente colamento “lento” molto rapido (< 5 m/s) umido diffuse freatica colamento “rapido” estremamente rapido (> 5 m/s) bagnato localizzate in pressione sprofondamento molto bagnato N° Prof. (m) complesso Note sulla classificazione:
DGPV Se necessario, al 2° livello, aree soggette a crolli/ribaltamenti diffusi
aggiungere i dati relativi ad un 3° o 4° aree soggette a sprofondamenti diffusi movimento su un foglio a parte aree soggette a frane superficiali diffuse
ATTIVITÀ Stato non determinato Distribuzione Stile
quiescente stabilizzato relitto
attivo riattivato sospeso
artificialmente naturalmente
costante retrogressivo avanzante in allargamento in diminuzione multidirezionale confinato
singolo complesso multiplo composito successivo
* In caso di scelta fotointerpretazione: Id_volo (rif. tabella volo_aer) Numero strisciata
METODOLOGIA UTILIZZATA PER LA VALUTAZIONE DEL TIPO DI
MOVIMENTO E DELLO STATO DI ATTIVITA’
fotointerpretazione* rilevamento sul terreno monitoraggio dato storico/archivio segnalazione Numero fotogramma
DATA DELLA OSSERVAZIONE PIU’ RECENTE CHE HA PERMESSO DI DETERMINARE LO STATO DI ATTIVITA’
SEGNI PRECURSORI DATAZIONE fenditure, fratture inclinaz. pali o alberi Fonte Data certa trincee, doppie creste comparsa sorgenti giornali immagini telerilevate Data incerta min max crolli localizzati scomparsa sorgenti pubblicazioni documenti storici Anno rigonfiamenti scomparsa corsi d’acqua testim. orali lichenometria Mese contropendenze variaz. portata sorgenti audiovisivi dendrocronologia Giorno cedimenti variaz. livello acqua pozzi archivi enti metodi radiometrici Ora lesioni dei manufatti acqua in pressione nel suolo cartografia altre datazioni Età Anni B.P. precisione scricchiolio strutture rumori sotterranei Radiometrica ±
CAUSE Intrinseche
materiale debole superfici di taglio preesistenti materiale sensitivo orient. sfavorev. discont. Prim. materiale collassabile orient.sfavorev. discont second. materiale alterato contrasto di permeabilità materiale fratturato contrasto di competenza
Geomorfologiche sollevamento tettonico erosione glaciale base versante sollevamento vulcanico erosione margini laterali frana scarico glaciopressioni eros. sotterranea, sifonamento erosione fluviale base versante deposito sul pendio o in cresta erosione marina base versante rimozione naturale vegetazione
Fisiche precipitaz. brevi intense gelifrazione o crioclastismo precipitaz. eccezionali prolungate termoclastismo fusione rapida di neve/ghiaccio imbibizione / disseccamento fusione del permafrost aloclastismo congelamento sorgenti terremoto abbass. rapido liv. idrico esterno eruzione vulcanica innalzam. livello idrico esterno rottura soglia lago
Antropiche scavo al piede del pendio perdite d'acqua carico sulla cresta del pendio disboscamento abbassam. rapido livello serbatoio rimboschimento innalzamento livello serbatoio attività estrattive in superficie irrigazione attività estrattive sotterranee attività agricole e pratiche colturali accumulo materiali scarto scarsa manutenz. drenaggi vibrazioni
Note: (X) predisponenti () innescante DANNI n.d.
Tipo di danno diretto caduta in un invaso sbarramento corso d’acqua sbarramento e rottura diga di frana rottura diga o argine artificiale Persone morti N. feriti N. evacuati N a rischio N Edifici privati N. pubblici N. privati a rischio N. pubblici a rischio N. Costo (ML.) Beni Attività Totale Grado Grado Grado Grado Centri abitati Strutture servizio pubblico Beni culturali Strade centro abitato maggiore ospedale monumenti autostrada centro abitato minore caserma beni storico-architettonici statale nucleo rurale scuola musei provinciale case sparse biblioteca opere d’arte comunale Attività economiche sedi Pubblica Amministraz. Infrastrutture di servizio altro nucleo commerciale chiesa acquedotti Opere sistemazione nucleo artigianale impianto sportivo fogne regimazione fluviale impianto manifatturiero cimitero linee elettriche consolidamento versante impianto chimico centrale elettrica linee telefoniche opere di protezione impianto estrattivo porto gasdotti impianto zootecnico ponte o viadotto oleodotti Corso d’acqua Terreno agricolo galleria canalizzazioni Denominazione seminativo condotta forzata impianti a fune seminativo arborato stazione ferroviaria Ferrovie colture specializzate bacino idrico alta velocità prato o pascolo diga 2 o più binari Danno: potenziale bosco inceneritore 1 binario deviazione rimboschimento discarica Rete urbana sbarramento parziale depuratore Ferrovia nd sbarramento totale Grado di danno: N = non valutabile; L = lieve (estetico) ; M = medio (funzionale); G = grave (strutturale o perdita totale)
STATO DELLE CONOSCENZE INTERVENTI PREESISTENTI Relaz. tecniche Movimenti di terra Drenaggio Sist. idraul.-forest. relaz. sopralluogo progetto preliminare riprofil., gradonatura canalette superf. inerbimenti relazione geologica prog. esecutivo/definitivo riduz. carichi testa trincee drenanti rimboschimenti Indagini e monitoraggio increm. carichi piede pozzi drenanti disboscam.selettivo perforaz. geognostiche inclinometri disgaggio dreni suborizz. viminate, fascinate analisi geotecniche lab. piezometri Sostegno gallerie drenanti briglie o soglie indagini idrogeologiche fessurimetri gabbioni Protezione difese di sponda geoelettrica estensimetri muri reti Rinforzo sismica di superficie clinometro paratie spritz-beton chiodi-bulloni sismica down-hole assestimetro pali rilevati paramassi tiranti-ancoraggi sismica cross-hole rete microsismica terre arm.-rinf. trincee paramassi imbracature penetrometro monitor. topografico Mitigaz. danni strutt. paramassi iniezioni/jet grouting pressiometro monitor. idrometeorol. consolid. edifici evacuazione reticoli micropali scissometro altro demolizioni sistema allarme tratt. term.chim.elettr.
Costo indagini già eseguite(ML)
Costo previsto interventi eseguiti(ML)
Costo effettivo interventi eseguiti (ML)
DOCUMENTAZIONE ADEMPIMENTI LEGISLATIVI NAZIONALI Archivi CARG Legge 267/98 piani straordinari Piano Paesistico
Archivio AVI SI Legge 267/98 interventi urgenti Piani territoriali di coordinamento provinciale Archivio SCAI NO Legge 267/98 PSAI Ordinanze Min. Interno (Prot. Civile) Archivio sopralluoghi DPC Non coperto Schemi provisionali e programmatici Legge 183/89 Numero dell’Ordinanza Archivio interventi SGN Pianificazione di bacino Legge 183/89 Altro Altro
ATTIVAZIONI PRECEDENTI
BIBLIOGRAFIA Autori Anno Titolo Rivista / Libro / Relazione Editore / Ente vol. pag.
Note:
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
percentuale0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
alban
antbisboca
castccplummp
paglpalpe
ranzrigsc
var
percentuale0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
bp
gb
hp
s
(a) (b)
angolo versante
%
0 10 20 30 40 5005
101520253035404550
dislivello versante (m)
%
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1(X 1000)
05
101520253035404550
(c) (d)
lunghezza versante (m)
%
0 1 2 3 4(X 1000)
05
101520253035404550
percentuale0 10 20 30 40 50
E
N
NE
NW
S
SE
SW
W
(e) (f)
percentuale0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
col
crl
scr
scr_col
sct
sct_col
percentuale0 20 40 60 80 100
att
ina
qui
(a) (b)
angolo accumulo
%
0 10 20 30 4005
101520253035404550
percentuale0 20 40 60 80 100
GM - GC
GP - GW
MH - CH - OH
ML - CL - OL
SM - SC
(c) (d)
FORZE AGENTI LUNGO UN PENDIO
W
Wn
Wt
β
βz
zwu
c'
W = peso dell’unità di pendioz = profondità superficie di scorrimentozw = altezza della tavola d’acquaβ = angolo del pendiou = pressione dell’acquac = coesione m = zw / zφ = angolo di attrito
METODO DEL PENDIO INDEFINITO
β⋅⋅γφ⋅⋅γ⋅−γ+β=
tanz'tanz)m(cos/'cF w
2
s
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;
γw = peso specifico dell’acqua (kN/m3);
z = profondità della superficie di scivolamento (m);
β = inclinazione della superficie topografica (gradi)
METODO DEL PENDIO INDEFINITO
'tantanzztanz'tanz)m(cos/'cK w
2c
φ⋅β⋅⋅γ+⋅γβ⋅⋅γ−φ⋅⋅γ⋅−γ+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;
γw = 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
0 5 Km
Alluvioni attuali
Alluvioni terrazzate
Depositi di conoide
Detrito
Marne di M. Piano
Arenarie di Ranzano
Marne di Antognola
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
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
Calcari di M. Antola
Argilliti di Pagliaro
Formazione di M. Penice
Complesso dell'Alberese Terziario
Complesso Caotico Pluriformazionale
LEGENDA
Tav. 1 - Carta Geologica
Faglia diretta o trascorrente
Sovrascorrimento
DEPOSITI
SUCCESSIONE NEOAUTOCTONA DEL BACINO TERZIARIO PIEMONTESE
SUCCESSIONE ALLOCTONA-SEMIALLOCTONADI LOIANO,RANZANO-BISMANTOVA
UNITA' LIGURI
UNITA' SUBLIGURI
Detrito di versante
Substrato arenaceo
Depositi di conoide
Alluvioni
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 > 5mDepositi di blocchi calcarei in matrice argillosa a bassa plasticità (GB-BP) con spessore > 5m e paleofrane
LEGENDA
0 5 Km
Tav. 7 - Carta litologica derivata
0 5 Km
N
NEESESSWWNW
LEGENDA
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.....) pesovolume.(kN/m3) coesione (kPa) angolo d'attrito (°) conten. d'acqua (%) Limiti Atterberg LL..............LP............
IP...................... LL..............LP............. IP......................
LL...............lP............... IP......................
LL..............lP.............. IP......................
granulometria (%) g................s.............. l.................a..............
g................s.............. l.................a..............
g................s.............. l.................a..............
g................s.............. l.................a..............
provenienza dati (1) EP L PL PS EP L PL PS EP L PL PS EP L PL PS qualità campione (2) I DL R NV I DL R NV I DL R NV I DL R NV profondità prelievo attendibilità alta media bassa
DATI GEOFISICI profondità livello Vp (m/s) Vs (m/s)
DATI IDROLOGEOLOGICI Sond1 Sond2 Sond3 quota data quota data quota data quota falda (m) (al di sotto del p. c.) NOTE
Analisi geotecnica
Codice Descrizione Coesione(kPa)
Angolo di attrito(°)
Peso volume(kN/m3)
1 alluvioni, depositi di conoide,detrito di versante, substrato,ofioliti
- - -
2 colluvioni HP 0.0 14.0 20.03 colluvioni BP 0.0 22.0 20.04 colluvioni BP-GB 0.0 11.0 20.05 colluvioni GB-BP 0.0 24.0 20.0
• 182 campioni
• Analisi statistica
LEGENDA
0 5 Km
Fs > 1.5
Fs 1
1 < Fs 1.251.25 < Fs 1.5
non valutato
Tav. 12 - Carta dei valori del fattore di sicurezza (Fs) in assenza di acqua
Fs > 1.5
Fs 1
1 < Fs 1.251.25 < Fs 1.5
non valutato
LEGENDA
0 5 Km
Tav. 13 - Carta dei valori del fattore di sicurezza (Fs) in condizioni di completa saturazione
LEGENDA
0 5 Km
non valutato
0.01 < Kc 0.030.03 < Kc 0.06
Kc 0.01
0.06 < Kc 0.10.1 < Kc 0.2Kc > 0.2
Tav. 14 - Carta dei valori del coefficiente di accelerazione orizzontale critica (Kc) in assenza di acqua
non valutato
0.01 < Kc 0.030.03 < Kc 0.06
Kc 0.01
0.06 < Kc 0.10.1 < Kc 0.2Kc > 0.2
LEGENDA
0 5 Km
Tav. 15 - Carta dei valori del coefficiente di accelerazione orizzontale critica (Kc) in condizioni di completa saturazione
Kc < 0.01 0.01 < Kc < 0.03
0.03 < Kc < 0.060.06 < Kc < 0.10.1 < Kc < 0.2
Kc > 0.2non valutato
COEFFICIENTE Kc (CON MAPPA IDROGEOLOGICA)
INPUT SISMICODati 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
679715.550657.ln −= Iga
86238.528484.1ln −= IIa
ACCELERAZIONE DI PICCO (m/s2)
INTENSITA’ DI ARIAS (m/s)
LEGENDA
0 5 Km
0.9 - 1.01.01 - 1.11.11 - 1.21.21 - 1.31.31 - 1.41.41 - 1.5
I valori sono espressi in m/sec2
Tav. 8 - Carta dei valori del picco di accelerazione
0 5 Km
0.14 - 0.160.17 - 0.190.20 - 0.220.23 - 0.250.26 - 0.280.29 - 0.310.32 - 0.340.35 - 0.370.38 - 0.40
I valori sono espressi in m/sec
Tav. 9 - Carta dei valori dell'intensità di Arias
LEGENDA
Mappa degli spostamenti
Mappa di Pga
Mappa del Kc
se Pga > Kc
Mappa di Ia
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
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
Dis
plac
emen
t (cm
) Kc <= 0.01
0.01 < Kc <= 0.03
0.03 < Kc <= 0.06
0.06 < Kc <= 0.1
0.1 < Kc <= 0.2
0.2 < Kc <= 0.3
Relazione tra spostamento e Ia per diversi valori di Kc
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
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
Spos
tam
ento
(cm
) Kc <= 0.01
0.01 < Kc <= 0.03
0.03 < Kc <= 0.06
0.06 < Kc <= 0.1
0.1 < Kc <= 0.2
0.2 < Kc <= 0.3
Valori di Ia (cm/s)
LEGENDA
0 5 Km
aree non esaminate
aree non riattivatearee riattivate
Tav. 16 - Carta delle aree potenzialmente riattivabili durante un evento sismico
LEGENDA
0 5 Km
assente0 - 10 cm11 - 30 cm31 - 50 cm> 50 cm
aree non esaminate
Tav 17 - Carta dello spostamento potenziale del terreno durante un evento sismico
LEGENDA
0 5 Km
aree non influenzateinfrastrutture e centri abitati non danneggiatiinfrastutture e centri abitati danneggiati
Tav. 18 - Carta del danneggiamento delle infrastrutture e dei centri abitati
ANALISI PUNTUALI
FORZE AGENTI LUNGO UN PENDIO
W
Wn
Wt
β
βz
zwu
c'
W = peso dell’unità di pendioz = profondità superficie di scorrimentozw = altezza della tavola d’acquaβ = angolo del pendiou = pressione dell’acquac = coesione m = zw / zφ = angolo di attrito
Analisi statiche (Bishop, Jambu, Fellenius, ecc.)
1 (c’ b + (W - u b) tanφ’) secα Fs= ----------- ------------------------------
W sinα 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
1 c = 7 KPa NPX = 3φ = 25 ° NPY = 3γ= 19.5 KN/m3 NRA = 3ru = 0.3
2 c = 25 KPa Fs = 1.21φ = 12 °γ= 18 KN/m3
ru = 0.3
1
2
------------------------------ 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) 1
NO. OF EXTERNAL LOADS .............. (NLO ) 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 ; Y-COORD ..(YCC ) 98.0 MAX DIST..(RAA ) 80.0 ;
NO. OF LAYER (1=HOMOGENEOUS DEP).... (NST ) 1
I COH PHI Y0 ALPH GAM-T
1 .0000 40.00 .0000 .0000 24.50
WATER UNIT WEIGHT ...................(GAMW) .000
PWP RATIO RU (U/SIGVT)...............(RU ) .500
============================================================ COMPUTED FS
FS = 1.05
Analisi pseudostatiche (Sarma, ecc.)
Wi
Kc Wi
Xi
Zi
Ei
Ti
Ni
bi
αδ
an + an-1 en + an-2 en en-1 + ... + a1 en en-1...e3 e2Kc = ----------------------------------------------------------------- pn + pn-1 en + pn-2 en en-1 + ... + p1 en en-1...e3 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
Wi cos (φi - αi)pi = --------------------------------------- cos (φ - αi + φi+1 - δ) secαi+1
cos (φi - αi + φ*i - δi) secφ*iei = ------------------------------------------------ cos (φi - αi + φ*i+1 - δi+1) secφ*i+1
Ri = ci bi secφi - Ui tanαi
Si = c*i di - PWi 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
a
b
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 5.930 1.99 17 11.0 0.006
---------- 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 = 1
IPS X-UPP. Y-UPP. X-LOW. Y-LOW. Y-W.T.
1 2.300 2.000 2.300 2.000 15.00
NO. OF LAYER (1=HOMOGENEOUS DEP).... (NST ) 3
I COH PHI GAM-T Y0 ALPHA
1 0.0000 33.00 19.70 0.0000 0.0000
NO. OF BOUNDARIES .................. (NPS ) 9
I COH PHI PW-FOR
1 0.0000 0.0000 0.0000
ASSIGNED VERTICAL ACCELERATION ....(ACV ) 0.000 ASSIGNED HORIZONTAL ACCELERATION ....(ACH ) 0.000
WATER UNIT WEIGHT ...................(GAMW) 9.81 PWP RATIO RU (U/SIGVT)...............(RU ) 0.600
FACTOR OF SAFETY (REDUCT OF SHEAR ST)(FS ) 1.00 LINE OF THRUST (N-TOT FORC) .........(BLL ) 0.500
PESI KC*PESI SUI CONCI
1 462.65 97.324
FORZE TRA LE LINEE DI SEPARAZIONE DEI CONCI
N-TOT F-TG N-EFF PWW
1 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000
2 1078.5 275.43 393.36 685.18
FORZE ALLA BASE DEI CONCI
N-TOT F-TG N-EFF UB
1 1650.3 384.55 592.15 1058.2
SFORZI EFFICACI TRA LE LINEE DI SEPARAZIONE DEI CONCI
SF-NORM SF-TG
2 64.484 45.153
SFORZI EFFICACI ALLA BASE DEI CONCI
SF-NORM SF-TG
1 75.484 49.020
PTI APPL. FORZE E, E' VS. LUNGH.PARETE CONCIO
1 0.00000 0.00000 0.00000
2 1.0107 7.6122 6.1000
ULT.CONCIO: L(F-NORM) VS. LUNGH.BASE CONCIO 8 2346.2 0.89443 AREA= 306.27
COMPUTED KC 0.210
Analisi dinamiche (Newmark, ecc.)
Ne
Te
x
y
W
M an
M at
z
N - M an - Wn + Ne = 0 T - M at - Wt + Te = 0
• 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
T
Nl N
T
s
Cpk
spk sr
φ pk
φ r
φ r
β
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 quando s > sr
Tlim = N tg φr + [(Cpk + N tg φr– N tg φpk) / (sr – spk)] s quando spk < s < sr
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 M• Anglo dello strato di base α• Angolo di attrito di picco 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 γ (kN/m3) c’ (kPa)φ’ (°) cu (kPa) φu (°)pe 18.8 20.0 19.0 25.0 0.0
FRANA DI VIGOMARITO
Sezione Spost. (m)GNDT
asciutto
Spost. (m)GNDTsaturo
Spost. (m)Lom1
asciutto
Spost. (m)Lom1saturo
Spost. (m)Lom2
asciutto
Spost. (m)Lom2saturo
A-A’ 0.00 10.90 0.00 1.31 0.00 1.81A’-A’’ 0.00 0.34 0.00 0.01 0.00 0.09
Sezione Kcdrenate asciutto
Kcdrenate saturo
Kcnon drenate
A-A’ 0.296 0.109 0.000A’-A’’ 0.353 0.162 0.030