studio di una frana in argille scagliose e dimensionamento degli interventi di stabilizzazione

Transcript

1 Analisi, Valutazione e Mitigazione del Rischio Idrogeologico (AVAMIRI) Master Universitario di II livello Università degli Studi di Udine Facoltà di Ingegneria studio di una frana in argille scagliose e dimensionamento degli interventi di stabilizzazione Sebastiano Rampello frana di Alcara li Fusi in contrada Villicano 1

2 frana di Alcara li Fusi in contrada Villicano frana di Alcara li Fusi in contrada Villicano 2

3 frana di Alcara li Fusi in contrada Villicano frana di Alcara li Fusi in contrada Villicano 3

4 spostamenti muri di sostegno (in costruzione) spostamenti muri di sostegno (in costruzione) 4

5 spostamenti muri di sostegno (in costruzione) spostamenti muri di sostegno (in costruzione) 5

6 spostamenti muri di sostegno (in costruzione) spostamenti muri di sostegno (in costruzione) 6

7 Analisi, Valutazione e Mitigazione del Rischio Idrogeologico (AVAMIRI) Master Universitario di II livello Università degli Studi di Udine Facoltà di Ingegneria studio di una frana in argille scagliose e dimensionamento degli interventi di stabilizzazione Sebastiano Rampello argilla a scaglie di Alcara li Fusi (Unità Sicilidi) con intercalazioni di marne scistose e calcari marnosi - molto consistente con struttura disordinata e caotica. classificabile come formazione strutturalmente complessa di classe B3 (Esu, 1977) (struttura caotica di elementi lapidei ed argille o argilliti da intensamente fessurate a scagliettate) Alcara li Fusi Pescatore (1985) 1

8 frana di Alcara li Fusi Frana di Alcara li Fusi larghezza parte alta 7 m parte bassa 26 m lunghezza 6 m dislivello 15 m inclinazione media 2 spostamenti max orizzontali 4-5 m verticali m scarpata principale inclinazione media 6 altezza 15-2 m Comune di Alcara Li Fusi Scala 1:2 coronamento muri post-frana scarpata principale strada provinciale e comunale pre-frana strada comunale post-frana Leggenda accumulo spostamenti strutture post-frana strutture pre-frana limite frana 1 2 m 1 2 m 2

9 u x (mm) u x (mm) sezione S m m profilo post-frana z (m) 1 12 z (m) Inclinometro I2 dicembre 21 luglio 22 dicembre Inclinometro I3 dicembre 22 febbraio 23 marzo 23 (lett. zero 7/2) u x (mm) u x (mm) sezione S m z (m) 1 1 m z (m) m Inclinometro I4 dicembre 21 luglio 22 agosto Inclinometro I5 dicembre 21 luglio 22 dicembre 22 3

10 sezione di analisi (AC) profondità max s.d.s.: mov. rotazionale m mov. traslativo 1-14 m campione di argilla scagliosa (z = m) difficoltà di campionamento e caratterizzazione campioni rappresentativi grandi dimensioni decadimento resistenza per alterazione e/o allentamento 4

11 modalità rottura campioni triassiali (D = 8 mm, H = 16 mm) SP4/C1 (z = 5.4 m) SP2/C3 (z = 15.3 m) SP1/C3 (z = 2.8 m) Campione SP1 C1 (z = m) 5

12 campione SP5 C4 (z = m) relazioni tensioni - deformazioni campioni profondi (z > 1 m) p' = 45 kpa 1 q (kpa) Δu (kpa) campioni superficiali (z < 1 m) p' = 3 kpa ε a (%) kpa ε a (%) q (kpa) Δu (kpa) εv (%) ε a (%) ε a (%)

13 resistenza al taglio q (kpa) τres (kpa) campioni superficiali (z < 1 m) 6 c' = 9 kpa 5 ϕ'' = ricostituito n.c. φ' cv = p' (kpa) ϕ' = σ' n (kpa) q (kpa) campioni profondi (z > 1 m) 1 c' = 3 kpa 8 ϕ' = 28 6 c' = 24 kpa 4 ϕ' = p' (kpa) resistenza residua misure piezometriche z (m) z (m) 31/7/2 29/9/2 28/11/2 27/1/3 28/3/3 27/5/ z < 1 m z > 1 m SP1-cella 1 SP7-cella 1 SP3-cella 1 SP5-cella 1 SP1-cella 2 SP7-cella 2 SP3-cella 2 SP4-cella 1 SP5-cella 2 SP6 -cella 1 SP1-cella 1 SP8-cella 1 SP4-cella 2 SP1-cella 2 SP9-cella giorni 7

14 contorno equipotenziale H w = 55 m s.l.m. condizioni idrauliche contorno equipotenziale H w = 32 m s.l.m. particolare reticolo coltre (K 1 = 1 K 2 ) substrato (K 2 ) 8

15 m 5 confronto analisi - misure SP1 profilo post-frana quota piezometrica (m s.l.m.) SEEP/W media celle superficiali Sezione AC max celle superficiali limite corpo di frana falda dall'analisi SEEP falda da misure in sito SP3 32 SP5 SP4 SP1 SP2 SP3 SP5 SP4 piezometri SP6 SP6 limite corpo di frana cella piezometrica m falda da analisi di filtrazione analisi a ritroso della frana profilo pre-frana falda da analisi filtrazione c (kpa) ϕ ( ) coltre 7 22 monte substrato F S = 1 c (kpa) ϕ ( ) valle 7 22 F S = 1 9

16 analisi condizioni attuali profilo post-frana falda corrispondente a pressioni massime c (kpa) ϕ ( ) coltre 21 monte substrato 22 F S = 1 c (kpa) ϕ ( ) valle 21 F S = 1 predimensionamento trincee drenanti frana di valle Per u = : F max = 1.44 ΔF max =.44 F progetto =1.2 ΔF =.2 E = ΔF / ΔF max =.46 spessore coltre H = 8-14m HS (m) = 12m H medio (m) E =.34 D (m) ΔF H medio =.15 /H D/H 2 2 S/H =.7 S = 4.2 m 1

17 interasse trincee S = 12m (H = 6m B = 1m) spessore coltre H = 14 m H = 12m H = 1m H = 8m 1, Piezometrica per D=H (H =6m, B=1m, s=12m) Trincee H = 6m B = 1m S = 12m,9 pendio indefinito (H = cost) u/γ w /H,8,7,6,5 H (m) h av (m) E F ,4,3,2 Analisi SLOPE: H variabile piezometrica imposta - h av = f(h),1,,,1,2,3,4,5 x/s F = 1.1 H=14 H=12 H=1 H=8 H=6 11

18 L L predimensionamento dreni tubolari pendio indefinito lama d acqua terreno omogeneo e isotropo in K (a) (b) S i l D S l D l l β β X pd piano di valutazione dell efficienza L = 1 m D = 2 m schema di calcolo D/L =.2 L X pd? l? β =

19 Per u = : F max = 1.44 ΔF max =.44 F progetto =1.3 ΔF =.3 E = ΔF / ΔF max =.68 l/l =.85 - X pd /L= -.15 lunghezza dreni: l = 85 m posizione piano drenante: X pd = - 15 m analisi filtrazione con livello di dreni tubolari 13

20 analisi di filtrazione con due livelli di dreni tubolari stabilizzazione mediante dreni A monte (4 m s.l.m.): dreni tubolari sub-orizzontali l = 8m - i <.2l = 15m α = 1 valle (37 m s.l.m.): dreni tubolari da pozzo l = 6m z = 16m Δθ = 2 - α = 15 F S = 1.3 B 14

21 schema pozzo disposizione dreni T = γ w k E z ( l senβ) 2( 1+ ν ) ( 1 2ν ) t 2 k (m/s) E (MPa) ν T 5 =.4 t = 2 mesi T 9 =.6 t = 28 mesi 15

22 conclusioni misure inclinometriche e piezometriche: ricostruzione attendibile del cinematismo di collasso valutazione del regime delle pressioni interstiziali calibrato sulle misure prove di laboratorio su campioni di grandi dimensioni: caratteristiche di resistenza rappresentative del comportamento in massa delle argille scagliose riproduzione delle condizioni di collasso incipiente sia per le condizioni di innesco (pre-frana) sia per quelle attuali (postfrana) dimensionamento di un intervento di stabilizzazione mediante drenaggi a gravità Analisi, Valutazione e Mitigazione del Rischio Idrogeologico (AVAMIRI) Master Universitario di II livello Università degli Studi di Udine Facoltà di Ingegneria studio di una frana in argille scagliose e dimensionamento degli interventi di stabilizzazione Sebastiano Rampello 16