EFFETTI DELLE VOLATE DI MINA SULLE COSTRUZIONI IN PROSSIMITÀ DEL CANTIERE. Si premette che l utilizzo di esplosivi è il metodo più comune per

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1 EFFETTI DELLE VOLATE DI MINA SULLE COSTRUZIONI IN PROSSIMITÀ DEL CANTIERE Si preette che l utilizzo di eploivi è il etodo più coune per l abbattiento di rocce ad elevata reitenza eccanica. Gli eploivi, reagendo con grande velocità, viluppano calore e onde di copreione tali da abbattere la porzione di roccia deiderata. Le onde di copreione utano, nel capo lontano dalla orgente, in onde onore che i propagano nello pazio circotante (nel proieguo di queta relazione arà tiata la ditanza alla quale avviene tale cabiaento). Nell aria, coniderata coe un ga perfetto, l onda onora viaggia a velocità pari a: V γ R T dove γ rapporto calori pecifici a preione e volue cotanti, per l aria pari a,4. R Cotante del ga pecifico 88 J / Kg K T Teperatura dell aria in cui i propaga l onda onora 88 K quindi: V γ R T, Nel cao invece di un ateriale non gaoo, coe il uolo pecifico, la forula di calcolo per velocità di propagazione delle onde di copreione (di tipo P) è data da:

2 V SUOLO λ + G ρ in cui λ dove ν E ( ν )( + ν ) ; E G ( +ν ) G Modulo di elaticità traverale del terreno E Modulo di Young del terreno; υ Modulo di Poion ρ Denità edia del terreno, aunta pari a 000 Kg / Valori tipici edi della velocità delle onde longitudinali nei ateriali aggiorente preenti nel terreno della zona di Laive ono riaunti nella eguente tabella: MATERIALE V [K/] ) Materiale di frana ciolto 0,5 ) Sabbia, ghiaia e loe ecchi 0,55 ) Morene, alluvioni e argille attuali,50 4) Argille,0 Procedendo con un operazione di edia peata in bae alla percentuale di queti ateriali preenti in fora diciolta nel terreno (dalla relazione geotecnica effettuata ul lotto pecifico i ha infatti che nei prii 5 t di profondità nel uolo circa 5 t ono cotituiti da abbia fine e lio,,9 t da torba bruna, 4,6 t da ghiaia con atrice abbioa e lio,,5 t da argilla) i può tiare una probabile velocità di propagazione delle onde di copreione, tenendo counque conto del fatto che, coe definito nella

3 relazione tecnica del geologo, il terreno qui analizzato è etreaente caotico e ricco di diveri ateriali: MATERIALE PERCENTUALE DI PRESENZA (%) ) Materiale di frana ciolto 0,7 ) Sabbia, ghiaia e loe ecchi, ) Morene, alluvioni e argille attuali 6,0 4) Argille 0,0 la velocità del uono nel terreno potrà eere aunta pari a: V 0,7 V, + V 6,0 + V 0,0 + V 0,89 k SUOLO La denità di energia traportata dall onda onora è: - per l aria la cui denità è pari a ρ, Kg / i ha: dec ρ V, J - per il uolo: de V C ρ SUOLO SUOLO SUOLO J dunque, al fine di generare un onda onora in aria o nel terreno, il rapporto di energia neceario a produrla è pari a: dec µ SUOLO dec ovvero, per poter generare un onda di copreione nel terreno biogna ipiegare.000 volte l energia necearia a produrla in aria. Nel cao in eae, l onda di copreione è generata dalla detonazione della ina. Generalente, gli eploivi utilizzati in capo civile ono

4 caratterizzati da una entalpia di eploione (o calore di eploione) di H 4000 KJ exp Kg. Durante i lavori di cavo erano tati utilizzati Kg. 5 per ogni volata. L energia viluppata in ogni eploione è data dal prodotto dell entalpia di eploione e la quantità di eploivo ipiegato: E H M KJ exp exp exp L energia viene rilaciata e traportata dalle onde di copreione feriche che i propagano nello pazio circotante. Supponendo che l eploione avvenga in uperficie, in abiente aperto e all ingreo della galleria, poiao aettere che la età uperiore di quete onde i traette in aria, entre la retante i propaga nel terreno E SUOLO exp KJ Inoltre, età delle eifere coniderate invetirà il centro abitato, entre l altra età i propagherà vero i onti. Calcoliao allora l intenità delle onde che invetono il centro abitato, in parte per via aerea, in parte per via otterranea. INTENSITA ONDE VIA AEREA: 4

5 Coe già accennato, olo età della eifera uperiore (quella che i propaga in aria), colpirà per via aerea il centro abitato (l altra età i propagherà vero le ontagne) traportando un energia pari a: KJ centro abitato La velocità di detonazione i aggira intorno ai /, a l onda d urto che i crea durante l eploione degenera in onda di deflagrazione entro pochi etri dalla zona di inneco (l avanzaento nella roccia grazie all urto è di circa - t) e ucceivaente i trafora in onda di copreione (quindi acutica) nell intorno di una ditanza: D Q 0 60 dove Q 5 kg è la quantità di eploivo utilizzato durante ogni operazione di cavo. Queta forula è dedotta epiricaente ed è poibile ritrovarla in qualiai anuale pecifico; ea i riferice alla ditanza inia di icurezza alla quale riferiri quando le volate ono effettuate nei prei di centri abitati ed è una forula prudenziale, oia ovratia l effettiva ditanza alla quale devono trovari le uddette cotruzioni. L intenità dell onda di copreione che i produce durante le operazioni di cavo, è pari al prodotto della denità di energia onora (oia l energia onora che interea l unità di volue del capo onoro) per la velocità di propagazione dell onda. Nel notro cao, il volue intereato è un quarto di fera di raggio r, quet ultio aunto pari alla ditanza tra ibocco galleria ed edifici intereati dalle preunte leioni ad ei provocate ( r 650 ). 5

6 I E V 85 W 4 π r 4 exp centro abitato il che giutifica i fatidi onori percepiti dalla popolazione, a NON le leioni agli edifici. Infatti, apendo che l intenità onora è anche pari al prodotto della preione onora (p) per la velocità di propagazione (V,aria ), allora: I p p V V I 85 W,9 4 Sapendo che la preione dell aria in condizioni tandard è di p aria 0.5 Pa (oia at) ciò iplica che al paaggio dell onda onora i produce una ovrapreione ui uri degli edifici.000 volte più baa della preione atoferica, quindi aolutaente innocua per la tabilità delle trutture in quetione. Si peni infatti che la tea ovrapreione può eere generata da una raffica di vento che offia a oli 5 k/h. Pa INTENSITA ONDE VIA SOTTERRANEA: Coe nel cao precedente olo età della eifera, queta volta quella inferiore (che i propaga nel uolo) colpirà per via otterranea il centro abitato. Però, per poter generare un onda di copreione nel terreno, biogna ipiegare aggiore energia ripetto al cao in aria e ciò a caua delle varie attenuazioni in gioco, quindi l energia rianente da traportare dall onda otterranea è pari a: centro E SUOLO centro abitato abitato exp 9,5 KJ 6

7 L intenità dell onda è pari, coe nel cao di diffuione in aria, al prodotto della denità di energia onora per la velocità di propagazione dell onda (a ditanza r 650 dalla orgente). V SUOLO centro abitato SUOLO I 0,09 W 4 π r 4 Oia.000 volte più piccola ripetto l intenità dell onda che colpice gli edifici per via aerea. Biogna preciare che in queta trattazione i è uppoto che l energia viluppata nella detonazione della ina non i ia diipata per la frantuazione della roccia, con la coneguenza di una ovratia dei riultati ottenuti. 7