Capitolo5: Analisi strutturale di opere in legname: Briglie di consolidamento

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1 Verificadellastabilitàdiopereinlegname Capitolo5 Capitolo5: Analisistrutturalediopereinlegname: Brigliediconsolidamento Lebrigliesiconfiguranocomeunosbarramentotracimabiledipiccolaaltezzautilizzabileper realizzareinterventidicorrezionesultorrente,qualiconsolidamentodell alveooriduzionedel trasportosolido.sipuòcosìdistingueretrabrigliediconsolidamentoebriglieditrattenuta,che, anchesequestasuddivisionenonesisteincamponormativo.infattilemetodologieprogettualie realizzativedeiduetipisonolestesseperentrambeletipologie. Ildimensionamentoelaverificadellabrigliapresentadueaspetti:l aspettoidraulicoel aspetto strutturale. Ilpuntodipartenzarisultaperòessereladeterminazionedellapendenzadicompensazione,dalla qualesidecideilnumeroel altezzadellebrigliedarealizzare,nonsuperandoperessel altezzadi 15m,oltrecuiandrebberoclassificatecomedighe. Perquantoriguardalanormativaadottata,siosservacomenonnesiapresenteunadiriferimento perquantoriguardalebriglienellospecifico.essendoassimilabilinellastrutturaallepalificatevive adoppiaparete,sièintesoconsiderarevalidequindiquelleadottatepertaleoperache,come affrontatonel 4,èschematizzabilecomeunoperadisostegno,inparticolareunmuroagravità. Lenormativeadottateperleverificheesternesonostatequindi: Verificastaticadistabilitàesterna:Eurocodice7 ProgettazioneGeotecnica,Parte8: Opere disostegno,d.m.14gennaio2008 NormeTecnicheperleCostruzioni :Capitolo2: Sicurezza e prestazioni attese, Capitolo 3: Azioni sulle costruzioni, Capitolo 6: Progettazione Geotecnica Verificasismicadistabilitàinterna:Eurocodice8 Indicazioniprogettualiperlaresistenza sismicadellestrutture,conparticolareriferimentoallaparte5: Fondazioni,strutture di contenimentoedaspettigeotecnici,capitolo7: Progettazioneperazionisismiche Sièpreferitoquindinonschematizzarel operacomeun operadimaterialesciolto,cosìcome indicatonel 6.8delD.M.14gennaio2008 NormeTecnicheperleCostruzioni,percui: Le presentinormesiapplicanoaimanufattidimaterialisciolti,qualirilevati,arginididifesaperfiumi, canalielitorali,rinfianchi,rinterri,terrapieniecolmate.lenormesiapplicano,inoltre,alleoperee allepartidioperedimaterialisciolticonspecifichefunzionididrenaggio,filtro,transizione, fondazione,tenuta,protezioneedaltre.glisbarramentidiritenutaidraulicadimaterialisciolti sonooggettodinormativaspecifica. 255

2 Verificadellastabilitàdiopereinlegname Capitolo5 Dataladimensioneelafunzionedellebrigliediconsolidamento,sièritenutoopportunoanche nonriferirsiald.m.24marzo1982 NormeTecnicheperlaProgettazioneelaCostruzionedelle dighe di sbarramento, anche in accordo con il fatto che le prescrizioni a livello del dimensionamentosismicoinessocontenutefannoriferimentoadun gradodisismicitàcome definitodald.m.3marzo1975 NormeTecnicheperleCostruzioniinZoneSismiche,nonpiùin vigore.ild.m.24marzo1982 NormeTecnicheperlaProgettazioneelaCostruzionedelledighedi sbarramento risultanoinfattivalideperglisbarramentisoprai10metridialtezzaegliinvasi m 3. Semprealivellonormativo,èstatadataalleRegionipossibilitàdilegiferareinmerito.Perquanto riguardalaregionepiemonterisultaattualmenteinvigorelal.r.6ottobre2003n 25 Normein materiadisbarramentifluvialidiritenutaebacinidiaccumuloidricodicompetenzaregionale. Nonostantetalenormativanonsia,comesopraspecificato,stataritenutaidonea,risultautile,per lavalutazionedeitempidiritornodaconsiderareperilcalcolodellaportata,il Manualetecnico per la progettazione, costruzione e gestione degli sbarramenti e degli invasi di competenza regionale,relativoall Aprile2005. S intendeora,partendodalladeterminazionedellapendenzadicompensazione,suddividerepoi leproblematicheidraulichedaquellestatiche. 5.1Determinazionedellapendenzadicompensazioneedellaportatadi progetto 5.1.1Trattazioneteorica Lapendenzadicompensazione 114 èlapendenzaincorrispondenzadellaquale,perun assegnata portatadiprogetto,ilmaterialeinalveorisultasoggettoadunregimediequilibriodinamicoincui laquantitàdimaterialesolidotrasportatoversovalleèbilanciatadall apportodimaterialeda monte.sirealizzapertantoilbilanciodimassaconseguenteallacompensazionetraerosionee sedimentazione,percuiquindiadunvolumedimaterialetrasportatocorrispondeunugual volume di materiale depositato, tale per cui la pendenza rimane costante. Quindi, se in corrispondenze di eventi di piena con portata superiore a quella di progetto, si verifica un erosionedelfondo,questavienepoiricompensatadaldepositochesiverificaperportate inferiori. 114 Talependenzavieneanchedefinita pendenzanormativa,disistemazioneodicorrezione. 256

3 Verificadellastabilitàdiopereinlegname Capitolo5 Tuttiimetodiimpiegatiperilcalcolodellapendenzadicompensazionefannoquindiriferimento allacondizionediequilibriolimitedelmaterialecostituenteilfondodeltrattodell alveoda consolidare,aventependenzaeformadisezioneescabrezzamediadelcontornopropri. Occorre,medianteanalisivisivao,sepossibile,analisigranulometrica,determinareildiametro ritenuto caratteristico delle particelle o, nel caso di analisi granulometrica, il d 50, ovvero il diametropassanteal50%. Scrivendo la condizione di equilibrio alla traslazione in direzione del moto, supponendo l elementodidiametroisolato,siricaval espressionedellavelocitàalfondoallimitedell erosione, come: Dove: K 0 =costantefunzionedellaforma,delpesospecificodelmaterialetrasportato,delcoefficiente d attritodelmaterialetrasportatoedelcoefficientedidragk d,asuavoltafunzionedellaforma delmaterialetrasportato. Utilizzandolarelazionerelativaallavelocitàd attrito: Dove: R=raggioidraulico[m],ovveroilrapportotral areabagnataaeilperimetrobagnatop: i=pendenzadeltratto[%] Sostituendolonell espressioneprecedentesiricava: Dove: []con s pesospecifico[kn/m 3 ]delmaterialesolidotrasportatoe w pesospecifico dell acqua =indicedishieldsoindicedimobilità[] Qualora,ovveroilvalorelimitepercorsid acquanaturalipercuilacorrentedaveloce passaalenta,occorreintervenireriducendolapendenzadelversante. Essa si ricava mettendo a sistema l espressione precedente, introducendo però l indice di mobilitàdishieldslimite,el equazionedelmotouniformeconlaportatadiprogetto.siha pertanto: 257

4 Verificadellastabilitàdiopereinlegname Capitolo5 Incuii c eh(altezzadell alveo)risultanoleincognite. i c =pendenzadicompensazioneopendenzacritica Q p = portata di progetto [m 3 /s], di solito calcolata facendo riferimento a tempi di ritorno dell ordinedi50anni,escludendolepieneeccezionali(corrispondentiat R =100anni),perlequali si ammette che l alveo possa ancora essere eroso ma le opere debbano sopportare le sollecitazioniegarantireilfunzionamentoidraulicoancheincondizionidisovraccarico.tuttavia, qualorasiapresenteuncentroabitatonellevicinanze,sipuòincrementareiltempodiritornoa circa200anni. K s =indicediscabrezzadistrickler[m 0.33 s 1 ].Qualorapresenteunacurvagranulometricasihache: A=areabagnata[m 2 ].DettaBlalarghezzadellacunetta,S d lascarpadestra,s s lascarpasinistrasi ha: P=perimetrobagnato[m]. R=raggioidraulico Sideterminanocosìleincognitehei c. Lalarghezzasuperficialepuòesseredeterminatacome: Esistonotuttaviamoltealtreformulazioni,dicuisiriportanolepiùsignificative: FromuladiThiéry: con ecoefficientedichezy 115 FormuladiValentini(validoperlaValtellina):,con0.093peritorrenti e0.087perifiumi FomuladiLelli:,con 115 Essorappresentaunindicediscabrezza,espressoinm 1/2 /s,funzionedell indicediresistenzaericavato mettendoasistemal equazionedichezyelaformuladidarcyweisbackperlavalutazionedella cadenteidraulica,cherappresental inclinazionedellalineadeicarichitotalirelativaadunamassadifluido inmovimentoevieneutilizzataperladeterminazionedelleperditedicaricodovuteall attritotrafluidoin movimentoelaparetedellacondotta.secondodarcyweisbacklacadenterisulta:,dove rappresentauncoefficientediresistenzafunzionedelnumerodireynoldsedèildiametroequivalente. 258

5 Verificadellastabilitàdiopereinlegname Capitolo5 FormuladiDellaLuciaFattorelli:,cona=0.59performazionimoltoerodibiliea=0.77 performazionipocoerodibili Dalcalcolodellapendenzadicompensazioneedallaconoscenzadellapendenzaoriginaleiedella lunghezzadeltrattoditorrenteinteressatol,èpossibilericavareilvaloredell interramentototale zprodottodallasistemazionedellagradinata. Sceltal altezzahdellebrigliesiottieneilnumerodellebrigliedarealizzarecome: Ladistanzareciprocatralebriglieèparia: Occorreoraeffettuareunaprecisazionesulcalcolodellaportatadiprogetto.Ilcalcoloditale portata risulta utile sia ai fini del calcolo della pendenza di compensazione, sia per il dimensionamento idraulico della gaveta, riportato nel 5.2. La metodologia di calcolo viene desuntadalpianostralcioperl AssettoIdrogeologico(PAI): Interventisullareteidrograficaesui versanti,legge18maggio1989,n 183,Normediattuazione:Direttivasullapienadiprogettoda assumereperleprogettazionieleverifichedicompatibilitàidraulica.nel 6delPAI: Indicazioni perilcalcolodelleportatedipienasuibaciniidrografichedipiccoledimensioni vengonospiegate leprocedureadottabiliperlastimadellaportatadipienadiincorsod acqua.partendodal presuppostodellascarsaprobabilitàdiavere,nellasezioned interesse,valoridiportatamisurati perunperiododiosservazionelungo,grazieacuisarebbedisponibileun analisidiretta,lastima dellaportatadipienavieneeffettuataconmetodiindiretti.leprocedureutilizzabilirisultano: Impiegodimodellidiregionalizzazionedeldatoidrometrico,costruititramitel analisistatistica dei dati idrologici disponibili relativi a una porzione di territorio ( regione idrologica ) omogenearispettoaifenomenidipiena; Analisistatisticadelleosservazionipluviometricherelativealbacinoidrograficosottesodalla sezionediinteresseeimpiegodimodelliafflussideflussiperlatrasformazioneinportate. Siprecisainoltreche: Ilprimometodoconsistenell utilizzarel interainformazioneidrometrica disponibileall internodiunaregioneidrologicaomogenea.intalmododipervieneauncampione didatistoricididimensionimoltomaggioririspettoaquellediunasingolastazione;sullabasedi talecampionesiottiene,ingeneremediantel impiegodileggidiregressionestatistica,lastima delladistribuzionediprobabilitàdelleportatedipiena. 259

6 Verificadellastabilitàdiopereinlegname Capitolo5 Ilcampodivaliditàdeimodellidiregionalizzazionecomprendeibaciniidrograficiconsuperfici compreseall internodell intervallodefinitodalvaloreminimoemassimoperiqualisidisponedi seriestorichesufficientementeestese.lacostruzionediunmodellodiregionalizzazionerichiede pertantounostudioidrologicosuvastascala,chenonènormalmentecompatibileconleesigenze diprogettazioneodiverificaidraulica,diunsingolointervento,soprattuttosedidimensioni modeste.nellepartidelbacinoovesonodisponibili,possonoessereutilizzatiirisultatiderivantida studidiregionalizzazione,chesianostatipredispostiacuradellaregioneinteressata.intalcaso glistudiidrologicidevonoindicareilmodellodiregionalizzazioneeventualmenteutilizzato.nei casiincuinonsonodisponibilimodellidiregionalizzazioneapplicabilioperiqualil applicazione può condurre a margini di incertezza elevati è necessario ricorrere all impiego di procedure appartenentiallasecondacategoriasopraindicata. Ilmetodoadottatoperilcalcolodellaportata,unavoltadefinitoilbacinoimbriferod interesse 116, èilcosiddetto Metodorazionale,percui: Dove: Q c =portatadiprogetto[m 3 /s] c=coefficientedideflusso[] i=intensitàdipioggia[mm/h] A=superficiedelbacinoimbrifero[km 2 ] Talemetodologiaconsiderailbacinoidrograficocomeunasingolaunitàestimailvalorealcolmo dellaportataconleseguentiipotesi: Laprecipitazioneèuniformementedistribuitasulbacino; LaportatastimatahalostessotempodiritornoT R diquellodell intensitàdipioggia; Iltempodiformazionedelcolmodipienaèpariaquellodellafasediriduzione; L intensitàdipioggiahaunaduratapariaquelladeltempodicorrivazionetc,ovveroiltempo cheimpiegalaprecipitazionechecadenellapartepiùdistantedelbacinoaraggiungerela sezioneterminale,rappresental intervalloditempodall iniziodellaprecipitazioneoltreal qualetuttoilbacinocontribuiscealdeflussonellasezioneterminale. Perilcalcolodeiterminicaratterizzantilaportatadiprogetto,sihache: coefficientedideflusso[],chetienecontoditrefattori: il fattore di ragguaglio cr della precipitazione alla superficie del bacino idrografico considerato; 116 Ilbacinoimbriferoèdefinitocomequellaporzionediterritorioilcuideflussoidricosuperficialeviene convogliatoversounafissatasezionediuncorsod'acquacheèdefinitasezionedichiusuradelbacino,in riferimentoallasolaraccoltadelleacquediprecipitazione. 260

7 Verificadellastabilitàdiopereinlegname Capitolo5 ilfattoreditrattenutadelterreno cd,funzionedellacapacitàdiassorbimentodelterreno (rapportotral altezzadipioggianetta he el altezzadipioggiatotale h ); ilfattoredilaminazione cl,chedipendedallacapacitàdiinvasosullasuperficiedelbacinoe nelreticoloidrograficodellostesso. Lastimaditalecoefficienterappresentalavariabiledimaggioreincertezzanellavalutazione dellaportata,pertantosiutilizzanonormalmentevaloridiriferimento.neldettaglio,perbacini dipiccoledimensioni,comenelcasoinesame,siha: Caratteristichedelbacino c[] Superficipavimentateoimpermeabili (strade,areecoperte) Suolosabbiosiadebolependenza(2%) Suolisabbiosiapendenzamedia(27%) Suolisabbiosiapendenzaelevata(7%) Suoliargillosiadebolependenza(2%) Suoliargillosiapendenzamedia(27%) Suoliargillosiapendenzaelevata(7%) Tabella29:CoefficientidideflussoraccomandatidaAmericanSocietyofCivilEngineersedaPollutionControl Federation,conriferimentoprevalenteaibaciniurbani.Fonte:Pianostralcioperl AssettoIdrogeologico(PAI): Interventisullareteidrograficaesuiversanti,Legge18Maggio1989,n 183,Normediattuazione:Direttiva sullapienadiprogettodaassumereperleprogettazionieleverifichedicompatibilitàidraulica, 6: Indicazioni perilcalcolodelleportatedipienasubaciniidrograficidipiccoledimensioni Tipodisuolo c[] Usodelsuolo Coltivato Bosco Suoloconinfiltrazioneelevata,normalmentesabbiosooghiaioso Suoloconinfiltrazionemedia,senzalentiargillose;suolilimosiesimili Suoloconinfiltrazionebassa,suoliargillosiesuoliconlentiargillose vicineallasuperficie,stratidisuolosottilealdisopradiroccia impermeabile Tabella30:CoefficientidideflussoraccomandatidaHandbookofAppliedHydrology,VenTeChow(1964). Fonte:Pianostralcioperl AssettoIdrogeologico(PAI): Interventisullareteidrograficaesuiversanti,Legge18 Maggio1989,n 183,Normediattuazione:Direttivasullapienadiprogettodaassumereperleprogettazioniele verifichedicompatibilitàidraulica, 6: Indicazioniperilcalcolodelleportatedipienasubaciniidrograficidi piccoledimensioni 261

8 Intensitàdipioggia:sihache: Dove: Verificadellastabilitàdiopereinlegname Capitolo5 h=altezzadiprecipitazioneinunpunto[mm],ovverol altezzad acquachesiformerebbeal suolosuunasuperficieorizzontaleeimpermeabile,inuncertointervalloditempo(durata dellaprecipitazione)einassenzadiperdite: incuiiparametriaendipendonodallospecificotempodiritornoconsiderato.ivaloridei parametri a ed n sonodatiinfunzionedellecoordinateutmdelsito,edeltempodi ritorno ( anni), rintracciabili nell Allegato 3: Distribuzione spaziale delle precipitazioniintense del Pianostralcioperl AssettoIdrogeologico(PAI): Interventisullarete idrograficaesuiversanti,legge18maggio1989,n 183.Perfacilitareilreperimentodelle coordinate UTM del bacino ci si può servire della suddivisione, per esempio per quanto riguardailbacinodelpo,perlapartecollinareemontana,dellasuddivisioneinsottobacini idrograficielementari 117,chenerappresentanolecaratteristichefisiografiche,conasuavolta, lasuddivisione,presentenell Allegato3,inscala1: ,incellecherappresentanoun reticolochilometricodiriferimento. Iltempodicorrivazionedelbacinoènormalmentecalcolatoconformuleempiriche;traesse moltousataèquelladigiandotti(1934,1937): dove: L p =lunghezzadelpercorsoidraulicamentepiùlungodelbacino[km],ovverolalunghezza dell astaprincipale Hm=altitudinemediadelbacino[ms.l.m.] H0=altitudinedellasezionedichiusura[ms.l.m.] Moltousataèanchelaseguenteformulaempirica(Pezzoli,1970): 117 LadelimitazionedeisottobaciniidrograficièrappresentatainAllegato1,checontieneiseguenti elaborati: corografia,scala1: ; delimitazionedeisottobaciniidrograficielementari,scala1: ; caratteristichefisiograficheprincipalideisottobacinimontaninellesezionidichiusuraprincipali; caratteristichefisiografichedeisottobacinimontanielementari. 262

9 p=pendenzamedia Verificadellastabilitàdiopereinlegname Capitolo5 Comevaloredit c risultacautelativoprendereilminorefraidue,inmodotaledamassimizzare laportatadiprogetto Inputedoutputdelprogramma All interno del primo foglio di calcolo del programma realizzato in Excel, relativo al dimensionamentodellebriglie,èpossibilecalcolarelaportatadiprogettoelapendenzadi compensazionedell alveo,mediantel utilizzodelleformuleriportateal 5.1.1dellapresente. Neldettaglio,gliinputrichiestisono: Tempodiritorno:permezzodelqualedevonoesserecalcolateleportatediprogetto,utilesia perilcalcolodellapendenzadicompensazionecheperildimensionamentoidraulicodella gaveta,comespecificatoal 5.2dellapresente.Selabriglia,comenellamaggioranzadeicasi, ha solo funzione di stabilizzazione dell alveo si considera ; se sono presentianchenucleiabitatisiconsidera,usualmente CoordinateNordeEst(UTM)delsito:utili,insiemealtempodiritorno,perlaricercadei coefficienti a ed n perilcalcolodell altezzadiprecipitazione. Coefficienti a e n :perquantoriguarda,atitoloesemplificativo,ilbacinodelfiumepo,essi sonoindividuabili,infunzionedeltempodiritornoattesoedellecoordinateincuiècollocatoil bacinoimbrifero,nell Allegato3: Distribuzionespazialedelleprecipitazioniintense del Piano stralcioperl AssettoIdrogeologico(PAI): Interventisullareteidrograficaesuiversanti,Legge 18Maggio1989,n 183.Tramitetalicoefficientivienericavatal altezzadiprecipitazione. Parametri del bacino imbrifero: estensione in [km 2 ] del bacino imbrifero; lunghezza del percorsoidraulicamentepiùlungodelbacino,ovverolalunghezzadell astaprincipale[km]; pendenzadell alveo[%];altezzamassimadelbacinosullivellodelmare[ms.l.m.];altezzadella sezionedichiusuradelbacinosullivellodelmare[ms.l.m.];coefficientedicorrivazione c [], funzionedellatipologiadisuolo,dellapendenzaedelsuoutilizzo,inassenzadipiùaccurate analisivalutabiletramiteivaloripropostidaamericansocietyofcivilengineersedapollution Control Federation, con riferimento prevalente ai bacini urbani, e Handbook of Applied 263

10 Verificadellastabilitàdiopereinlegname Capitolo5 Hydrology,VenTeChow(1964) 118.Perladeterminazionedelcoefficientedicorrivazionecisi puòavvaleredelletabellepropostenelfoglio6delprogrammadicalcolo. Parametridell alveo:lunghezzadeltrattodaconsiderare[m];sezionedell alveo:larghezzab dellacunetta[m],scarpadestras d []escarpasinistras s [],considerandol alveoquindidi forma approssimativamente trapezia; peso specifico del terreno del fondo dell alveo s [kn/m 3 ];pesospecificodell acquadellacorrentedell alveo w [kn/m 3 ];indicediscabrezzadi Strickler[m 0.33 /s],perilqualesonopresentitabelleindicativenelfoglio6delprogramma 119 ; diametroritenutocaratteristicodelleparticelleo,nelcasodianalisigranulometrica,ild 50, ovveroildiametropassanteal50%[m].larichiestadi w èinfunzionedipermettereal progettistadiconsiderareun acquapiùomenotorbidaperlapresenzaditrasportosolido. Numerodibriglieches intenderealizzare:taleparametroèutileperladeterminazione,in funzionedellalunghezzadeltrattodell alveodastabilizzare,dell altezzadafondoalveoa gavetadellebriglie. Glioutputfornitirisultano: Portatadiprogetto[m 3 /s]:calcolatasiaperlavalutazionedellapendenzadicompensazione cheperildimensionamentoidraulicodellabriglia,neldettagliodellagaveta,comeesplicitato al 5.2.Taleportatasiriferiscealbacinoimbriferodicompetenza,èricavato,infunzionedella probabilitàpluviometricadelbacino,medianteil metodorazionale,inaccordoconquanto espressonelpianostralcioperl AssettoIdrogeologico(PAI): Interventisullareteidrograficae suiversanti,legge18maggio1989,n 183,Normediattuazione:Direttivasullapienadi progetto da assumere per le progettazioni e le verifiche di compatibilità idraulica, 6 : Indicazioniperilcalcolodelleportatedipienasuibaciniidrografichedipiccoledimensioni. Statoattualedell alveo:infunzionedeidatiforniti,assumendounaformatrapeziadell alveo, areamediadellasezionedell alveo[m 2 ];perimetrobagnatodellasezionedell alveo[m];raggio idraulico,espressocomeilrapportotraareamediaecontornobagnatodellasezione[m]; indicedishieldsodimobilità[]evalutazioneselacorrenterisultalentaoveloceinfunzione ditaleindice,comparandoloconilvalorelimite0.057;altezzadell alveoalpuntopiùbassoallo statoiniziale[m]. 118 Fonte:Pianostralcioperl AssettoIdrogeologico(PAI): Interventisullareteidrograficaesuiversanti, Legge18Maggio1989,n 183,Normediattuazione:Direttivasullapienadiprogettodaassumereperle progettazionieleverifichedicompatibilitàidraulica, 6: Indicazioniperilcalcolodelleportatedipienasu baciniidrograficidipiccoledimensioni. 119 Èanchespecificatalaprescrizionepercui,inpresenzadicurvagranulometricasihache:,con d 50 ildiametropassanteal50% 264

11 Verificadellastabilitàdiopereinlegname Capitolo5 Pendenzadicompensazioneestatodell alveodopoilraggiungimentodellapendenzadi compensazione:valutazionedellapendenzadicompensazione[%];,areamediadellasezione dell alveo[m 2 ];perimetrobagnatodellasezionedell alveo[m];raggioidraulico,espressocome ilrapportotraareamediaecontornobagnatodellasezione[m];altezzadell alveoalpuntopiù bassoallostatoiniziale[m];dislivellodacompensare[m];altezzadafondoalveoallagaveta perognibriglia[m],infunzionedelnumerodibriglieprogettato. Vengonoorariportateleschermatedelprogramma.Idatidiinputsonoincorniciatiinrosso, mentreinbluiprincipalidatidioutput. 265

12 Verificadellastabilitàdiopereinlegname Capitolo5 266

13 Verificadellastabilitàdiopereinlegname Capitolo5 267

14 5.2Dimensionamentoidraulico 5.2.1Trattazioneteorica Verificadellastabilitàdiopereinlegname Capitolo5 Perquantoriguardail aspettoidraulico,ildimensionamentodellebriglieèfinalizzatoa: Consentireilpassaggiodellaportataattraversolacunettaaldisopradelcorpobrigliaevitando eccessivi rigurgiti, danni alla struttura ed erosione delle sponde. Il problema riguarda essenzialmenteildimensionamentodellagàveta. Favorire la dissipazione dell energia cinetica posseduta dalla lama liquida stramazzante, evitandofenomenidierosionelocalizzataalpiedechepotrebbeprovocarel instabilitàdella struttura stessa attraverso lo scalzamento del paramento di valle. L analisi di tali problematiche porta al dimensionamento della controbriglia, della distanza briglia controbrigliaerealizzazionedellaplatea.lacontrobrigliapermettelacreazionediuncuscino d acquacheproteggeilfondodeltorrentedall erosioneprovocatadallacadutad acqua. Controllareilmotodifiltrazionealdisottodell opera,evitandochesiverifichiilsifonamento alpiedeascapitodellastabilitàstrutturale. Vengono ora analizzati singolarmente questi aspetti, evidenziando le metodologie di calcolo impiegate. SispecificacomeinquestocasolaportatadiprogettoQ p siageneralmenteriferitaaduntempodi ritorno uguale o superiore rispetto a quello utilizzato per il calcolo della pendenza di compensazione. Dimensionamentodellagàveta(savanella):dimensionarecorrettamentelagavetasignifica farsìcheilpassaggiodellaportatasirealizziconlaconcentrazionedellacorrenteversoil centrodell alveo(selagavetaècentrata)oversounazonamenoerodibile(selagavetaè spostatalateralmente),evitandocosìilsormontodellealiel occupazionedell interasezione dell alveodurantelepiene.occorresfruttarelalarghezzadisponibilesenzaperòsuperarela larghezzadellottodeltorrenteavalle.ildimensionamentodellagaveta,einparticolare dell altezzah s dellasezione,immaginatatrapezia,avvieneassimilandolaadunostramazzoa largasoglia 120,dalmomentochelalarghezzadelcoronamentoèsempresufficienteperchésu diessa,inassenzadirigurgito 121,sirealizzil altezzacriticak. 122 Trascurandoleperditecontinue 120 Lostramazzoalargasogliaèunostramazzoincuilavenanonsicontraebensìsiadagiasullostramazzo conlineedicorrenterettilineealmenoinunbrevetrattoiniziale,dagarantireilpassaggioattraversola sezionecritica. 121 Rappresentalaperturbazionechesiverificainunacorrenteapelolibero,inmotopermanente,per effettodellapresenzadiunostacolooperilbruscocambiamentodisezioneodellapendenzadelfondo dell alveo.sifaspessoriferimentoalprofilodirigurgito,cherappresentailprofilodelpeloliberoneltratto incuisiverificalaperturbazione 268

15 Verificadellastabilitàdiopereinlegname Capitolo5 perbrevitàdeltrattoelocalizzate,essendolacorrenteaccelerata,siammetteperipotesila costanzadelcaricototaletralasezionedimonteequellacritica,incorrispondenzadella gaveta. Prima dell interrimento il tirante a monte è dato dall altezza piezometrica, considerandotrascurabilel altezzacinetica.incorrispondenzadellagavetal altezzadellalinea deicarichitotaleapartiredallaquotadelcoronamentoèdatadallasommadell altezzacritica kedellaquotadialtezzacinetica.l altezzadellagavetafinalediprogettodeveessereparia talealtezzapiùunfrancodiafavoredisicurezza. Sihaquindiche: Dove: Q p =portatadiprogetto[m 3 /s] V=velocitàdiprogetto[m/s] A=areadellagaveta[m 2 ].Assumendocheessaabbiaunaformatrapezia,L g rappresentala larghezzadibaseinferiore,l g lalarghezzadibasesuperiore,slascarpadellagaveta k=altezzacritica[m] g=accelerazionedigravità[m/s 2 ] Dataleespressionevienericavatak. Avendodettoche: Siha: Occorreprecisarechel altezzadellasavanellaogavetavienedeterminatoincondizionidi assenza di interrimento. Qualora si intenda determinarla in presenza di interrimento, il contributodell altezzacineticaamontenonpuòpiùesseretrascurata.sièperòosservatoche il dimensionamento in queste condizioni porta ad altezze inferiori, quindi a sfavore di sicurezza. 122 Altezzadellacorrentedell alveopercuisihailpassaggiodelvaloremassimodellaportataassegnatacon l energiaminima.qualoral altezzadellacorrentesia<klacorrentesidefinisceveloce,seh>klacorrenteè lenta. 269

16 Verificadellastabilitàdiopereinlegname Capitolo5 Figura78:Dimensionamentodellagaveta.Fonte:A.Candela: Ladifesaidraulicadeitrattimontanideicorsid acqua: dimensionamentoidraulicodellasavanelladiunabriglia Dimensionamento idraulico della controbriglia: in fase di progetto, le grandezze da determinaresonoladistanzabrigliacontrobriglia,che,nelcasodibriglieinlegno,siconfigura comelalunghezzadellaplateachecollegabrigliaecontrobriglia;el altezzadellacontrobriglia. Distanzabrigliacontrobriglia:sipartedallaconsiderazionecheladistanzanondeveessere nétroppopiccola,poichélacontrobrigliarischierebbediessereinvestitadallalamad acqua stramazzante,nétroppogrande,perevitarealtezzeeccessivedicontrobriglia. LadistanzaèteoricamentepariallasommadellagittataL 1 dellavenastramazzante,della lunghezzal 2 delrisaltoidrico 123,edeltermineL 3 chetienecontodell effettodichiamata imputabileallagavetadellacontrobriglia,disolitoaventestessedimensionil s eh s dellabriglia. Lalunghezzanecessariaperchélacorrenteveloceinarrivoassumalecaratteristichediuna correntelentaèpariaseivolteladifferenzadelleduealtezzeconiugatedirisaltoh 1 eh 2. Quindi,affinchèilrisaltosisviluppicompletamente,occorreche: Affinchèilrisaltosiasommersooccorreconsiderareunvaloreridotto: Attraversolagavetadellacontrobrigliadevepassarelastessaportatachepassaattraversola briglia.pertantonelmodoanalogoaquelloeffettuatoperlabrigliasipuòdimensionare geometricamentelagavetadellacontrobriglia,solitamenteperòanalogaaquelladellabriglia stessa. Il posizionamento del risalto può essere effettuato o utilizzando le equazioni dell idraulica,qualileequazionidicontinuità,delbilanciodell energiael equazioneglobale dell equilibriodinamico;oppuremediantemetodiempiriciqualequellopropostodarandnel 1955.Talemetodofariferimentoaicriterididimensionamentodellosfioratoreasaltodritto, 123 Ilrisaltoidricoosaltodibidoneèunfenomenopercuisipassadaunacorrenteveloceaduna bruscamentelenta,convertendopartedell energiacineticainenergiapotenziale,conuninnalzamento improvvisodellaquotadelpelolibero.unapartevieneinvecedissipataincalorecongenerazionedi turbolenze. 270

17 Verificadellastabilitàdiopereinlegname Capitolo5 cuipuòessereassimilatalabriglia.pertantoilcomportamentodellacorrenteavalledelsalto puòesseredefinitoinfunzionedelnumerodisalto: Dove: q=portataperunitàdilunghezzasullasommitàdelsaltodialtezzaz k=altezzadistatocriticoincorrispondenzadellabriglia Z=altezzadelsalto,pariall altezzafuoriterraavalledellabrigliafinoalcoronamento Daprovedaluieffettuate,erifacendosiairisultatiottenutidaMoorenel1943,Randha ricavatoleseguentiespressioni: Dove: h p =altezzadell acquaprimadelgettoprovenientedamonte[m] h 1,h 2 =altezzeconiugatedelrisalto[m] Talirelazionisonostatericavateutilizzandounosfioratoreasaltougualeaquellodelcanale(di sezionerettangolare),pertantorisultanotantopiùvere,quantopiùlaformadellasezioneè simileaquellarettangolare. Sihapertantoche: Considerandoleequazionidell idraulicasipuòricavareladistanzaxpercorsadalgettoche cadeinfunzionedellavelocitàmediadelgettosullacunettacome: V=velocitàcorrispondenteallaportatadiprogetto 124 [m/s] Sihaquindiche: 124 Sarebbepiùcorretto: stimadell altezzadichiamataallosboccodellagaveta.,con,considerando0.7e kla 271

18 Verificadellastabilitàdiopereinlegname Capitolo5 Altezzadellacontrobriglia:l altezzadellacontrobrigliarisultaquellache,aumentandola spintastaticaavalle,producel eguagliarsidellaquantitàdimotodivalleconquelladimonte neltrattod alveoprossimoalparamentodivalledellabriglia.devepertantoesserecalcolata inrelazionealtiranteidricochesiprevedeavalledelrisaltoeallecondizionidideflussodella correntesullacontrobriglia.sipartedall ipotesichelalineadeicarichitotalisimantenga parallelaalfondotralasezioneincuisistabilisceiltiranteidricoh 2 equelladell inserimento dellacontrobriglia,incuisipresental altezzacriticak,calcolatacomeperlabriglia. 125 Amonte dellacontrobrigliailtiranteèdatoda,essendoz l altezzadellacontrobriglia. Occorre,affinchèilrisaltoavvengaimmediatamenteaipiedidellabriglia,ossisiaannegato, che.taledisuguaglianzapermettedigarantirelaformazionedellacorrentelenta. Notih 2 ek sihaquindiche: Tendendocontodell abbassamentodovutaallapendenzadelfondooccorreincrementarladi: Sihaquindiche: MediantelaformuladiSchotlitsch(1932)puòancheesseredataunavalutazioneapprossimata dellaprofonditàmassimadelloscavotchesirealizzerebbequaloranonfossepresentela platea: Dove: y=dislivellotraipeliliberidimonteevalle [m] d 90 =dimensionedellamagliadelvagliochetrattieneil10%inpesodelmaterialedicuiè costituitoilfondodeltorrenteavalledellabriglia[mm]. 125 Ovveromediante: 272

19 Verificadellastabilitàdiopereinlegname Capitolo5 Figura79:Dimensionamentodellacontrobriglia.Fonte:M.Fugazza: Appuntidelcorso:sistemazionedibacini idrografici Dimensionamento della platea (in assenza di controbriglia): in assenza di controbriglia occorredeterminarelalunghezzadellaplateainmodotaledapermetterelacostruzionediun lettoincuileacquestramazzantidallagavetapossanodissiparelapropriaenergiasenza comprometterelastabilitàdellabrigliaelastrutturastessadellaplatea.inquestocasola lunghezzadeveesseretaleaffinchèsisviluppicompletamenteilrisaltoidraulico,ovvero: Siosservaperòchelapresenzadellasolaplatea,puòspessoportareallaformazionediuna cunettadierosionesubitodopolaplateastessa. Figura80:Dimensionamentodellaplatea.Fonte:A.Candela: Ladifesaidraulicadeitrattimontanideicorsid acqua: dimensionamentoidraulicodellasavanelladiunabriglia Verifica a sifonamento: occorre effettuare la verifica a sifonamento dal momento che l esistenzadelladifferenzadiquotatrailpeloliberodimonteedivalleproduceunmotodi filtrazioneattraversoilmezzoporosocostituitodalsedimentodepositatoaridossodell opera edalterrenodifondazionedell opera.definitahladifferenzadipotenzialerelativoaduna traiettoriaqualsiasi,secondolaleggedidarcysiha: 273

20 Verificadellastabilitàdiopereinlegname Capitolo5 Con: v=velocitàdifiltrazione k=conduttività[m/s],funzionedellecaratteristichedelmezzoporoso H=differenzadipotenziale[m],nelcasospecificoparialdislivellotraipeliliberidimontee valle: L filtrazione =percorsodifiltrazione[m].inmodosemplificatopuòesserevalutatoconilcriteriodi BlighLane,checonsistenelconsiderareilpercorsopiùbrevecompiutodall acquadifiltrazione damonteavalle.secondotaleipotesi,ilpercorsopiùbrevevieneassuntocautelativamente pariallosviluppodelcontornodell operaacontattoconilterreno.pertenercontodella maggioreresistenzachel acquaincontralungoipercorsiverticalirispettoaquelliorizzontali, lalunghezzadiquestiultimivienemoltiplicataperunfattorediriduzioneparia1/3.ilpercorso quindipartedalprofiloverticalidimontedellabrigliafinoalprofiloverticaledivalledella controbriglia,percorrendotuttalaplatea.qualorasiapresentesololaplatea,terminainvece conilprofiloverticaledellaplateastessa. Facendoriferimentoalmaterialeesistenteinprossimitàdelpiededivalle,sifissailvalore massimo ammissibile per v come valore limite del trasporto; risulta pertanto definito il coefficiente detto creepratio (coefficienteallimitedislittamento)introdotto dabligh,chedipendedallecaratteristichedelterrenoedècompresotra5,periterreniadalto contenutosiargillaorocciosi,e20,periterrenisabbiosolimosi. Naturadelterreno Fanghielimi Limiesabbiamoltofine Sabbiafine Sabbiamedia Sabbiagrossa Ghiaiadafineagrossa Argillamoltocompattaodura c Tabella31:Valoridelcoefficientelimitealloslittamento. 274

21 Verificadellastabilitàdiopereinlegname Capitolo5 Affinchèlaverificasiasoddisfattaoccorreche: Qualoralaverificanonsiasoddisfatta,inlineageneraleperqualsiasitipologiadibriglia,si potrebbeintervenireneiseguentimodi: eliminandoilmotodifiltrazioneinserendodiaframmiimpermeabili aumentarelalunghezzadellatraiettoriaconpalancoleamonteoavalledellafondazione.si riducecosìilgradiente posizionareunsistemafiltranteaipiedidelparamentodivallechelascipassarel acqua trattenendoilmaterialesolido. Neldettaglioperò,trattandosidiunabrigliainlegnameepietrame,giàdipersémolto drenante,ilsistemadipiùfacileutilizzoèl incrementodimaterialedrenante,qualeciottoli piuttostocheterrenoinerteagranulometriafine. Talemetodologiadiverificapropostarisultainaccordoconquantopresentenel Manuale tecnico per la progettazione, costruzione e gestione degli sbarramenti e degli invasi di competenza regionale della Regione Piemonte. Al 1.6.5, relativamente alle Traverse fluviali,sispecificainfatticomedebbaesserecondottala verificadellafiltrazioneconrete idrodinamica,seguendoquantomenol ipotesisemplificativadibligh. Siprecisacheperquantoriguardainvecel aspettodell immorsamentodelleali,questoèfunzione dellaricercadelterrenoindisturbato.qualorainfattil ammorsamentocoinvolgesseilsoloterreno movimentatodall alveosarebbepossibilelaformazionediun sifonamentoassiale.questa eventualità è tanto maggiore quanto più l area risulta essere soggetta a debris flow non incanalati,percuilatipologiadellabriglianonrisultaesserequellapiùidoneaperlasistemazione dell alveotorrentizio.siosservacomunquechel ammorsamentodellealinondeverisultare inferiorea2m Inputedoutputdelprogramma All interno del primo foglio di calcolo del programma realizzato in Excel, relativo al dimensionamentodellebriglie,èpossibiledimensionarelagavetadellabrigliae,qualorapresenti, dimensionareleopereaccessorie,qualiplateaoilsistemaplateacontrobriglia. Inaggiunta,inseritalageometriadell operadesiderata,vieneeffettuatalaverificaidraulicaa sifonamentoevienefornitalasezionedell operasucuioccorreeffettuareleverifichedistabilità esterna,cosìcomedefinitoal 5.3. Neldettaglio,gliinputrichiestisono: 275

22 Verificadellastabilitàdiopereinlegname Capitolo5 Parametrigeometricidellagaveta:lunghezzadellagaveta[m];scarpa[],immaginandouna sezionetrapezia;francolibero[m]. Tipologiadioperasceltaeparametrigeometrici:sipuòsceglieretra: Solobriglia ; Briglia+ Platea ; Briglia+Platea+Controbriglia.Infunzionedellasezionediverificarichiesta AA, neipressidellagaveta,o BB incorrispondenzadelleali,cherappresentaunoutputdel programma, occorre poi inserire i dati geometrici della briglia e delle eventuali opere accessoriediprogetto,quali:numerodicorrentietraversiinunasezionetrasversaletipo (n traversi en correnti );diametrodeicorrentiedeitraversi 126 (d traverso ed corrente ),interassedeitraversi (i traversi );lunghezzadeitraversinelcorpobiglia(l traverso );%diinertefinecostituenteilmateriale diriempimentoepesospecifico;%diciottolicostituenteilmaterialediriempimentoepeso specifico;angolodiinclinazionedelcorpobrigliaodeglialtrielementiaccessoririspetto all orizzontale. Siricordacheildiametrominimodeicorrentiedeitraversièdi2530cmechelapossibilità disceltadidiametridi1020cmèsoloinfunzionedellostudiodistabilitàdioperegià esistenti.idiametrideicorrentiedeitraversidovrebberoinoltreessereuguali.lasceltadella %dimaterialedariempimentoèfunzionedellalibertàlasciataalprogettistadiprivilegiareil drenaggio naturale la stabilità dell opera, scegliendo un alta % di ciottoli, specie in corrispondenzadellagaveta,olamaggiorefacilitàdiattecchimentodelmaterialevegetalevivo presente,incrementandola%diterrenofinepresente,inparticolareincorrispondenzadelle ali.siricordainoltreche,afavoredellastabilitàdell opera,perquantopossibile,occorrerebbe eseguire la briglia e la controbriglia in contropendenza verso monte (15 25 ), come evidenziatosuccessivamentenel 5.7,mentrequestorisultatecnicamenteimpossibileperla platea,cheavràun inclinazioneprossimaaquelladell alveo. Sceltadellegname:incuirealizzarelapalificata:possibilitàdisceltafralarice(conifera)e castagno(latifoglia).siricordachelapossibilitàdisceltatraquestesoleduespecie,èfunzione dellecaratteristichedidurabilità,resistenzaereperibilitàcheessepresentanoinriferimento inparticolareall Italia 127.Inparticolareesserisultanoparticolarmenteindicateperlaloro resistenza agli attacchi biotici e abiotici, caratteristica fondamentale specie in relazione all ambienteconaltotassodiumiditàincuileoperedisistemazionefluviotorrentiziasi trovano.lecaratteristichediresistenzameccanicarisultanopressochésimilariperledue specie, leggermente superiori per il castagno. Le prestazioni dei due materiali fanno riferimento: per quanto riguarda il larice alle Classi di resistenza per specie legnose di 126 Disolitotalevaloredovrebbecoincidere 127 InFranciainfattièpossibileanchel impiegodilegnameprovenientedaquercia,scarsamentereperibile initalia 276

23 Verificadellastabilitàdiopereinlegname Capitolo5 provenienzaitaliana propostenell EN11035;perilcastagnoalle Classidiresistenzadel castagnodiprovenienzaitaliana presentinell UNIEN338.Laclassediservizio 128 sceltaèla S3,ovveroconcondizionidiumiditàrelativachesuperal 85%perparecchiesettimanel annoe unatemperaturadi20 C,secondoquantoespressodallatabelle4.4.IIdelD.M.14gennaio 2008 NormeTecnicheperleCostruzioni,relativamentealleclassidiservizio. Sceltadellatipologiaditerrenodell alveo:occorresceglieretra: fanghielimi, limiesabbia moltofine, sabbiafine, sabbiamedia, sabbiagrossa, ghiaiadafineagrossa, argilla moltocompattaodura,alfinedideterminareunvalorelimitedelparamentroc=k/v[]. Glioutputfornitirisultano: Altezzadellagaveta[m]:funzionedeltiranteidricoedelfrancoscelto. Velocitàdellacorrente[m/s]:funzionedellaportatadiprogettoedellasezionedell alveo Lunghezzadellaplateanelcasodi Briglia+Platea [m]:ovverolalunghezzanecessaria affinchèsisviluppicompletamenteilrisaltoidrico.questopermetteinfattidicontrollare l erosionealpiedeevitandoloscalzamentodell operastessa. Dimensionamentoidraulicodellacontrobriglianelcaso Briglia+Platea+Controbriglia : determinazionedellalunghezzadellaplatea[m],ovverodelladistanzabrigliacontrobriglia, affinchèilrisaltoidricovengasoffocatoconlaformazionediuncuscinod acquacheevita l erosioneavalledellabriglie;altezzadellacontrobriglia[m].siassumechelagavetadella controbriglia,amenodibruschirestringimentinell alveotalidafarvariarelasezione,sia ugualeaquelladellabriglia,essendolaportatalastessa. Pesoealtezzadellafondazionedellabrigliaedelleopereaccessorie:incasodiverificanei pressidellealiodellagaveta.definitoilnumerodicorrentietraversieillorodiametroviene definital altezza.notal altezzadellagavetadiprogettovienedeterminatol altezzaz f della parteimmorsatanelterreno,coincidenteconl altezzadellaplatea. Fattoredisicurezzaeverificaidraulicaalsifonamento:occorrecheilgradienteidraulicoreale siainferiorealgradientecritico,ovverocheilrapportotrailpercorsodifiltrazione,calcolato conl ipotesisemplificativadiblighcomeespressonel 5.2.1,eladifferenzadipotenzialeHsia minoredelfattore c,funzionedeltipoditerreno.laverificaècondottaaisensidellal.r.6 ottobre2003n 25 Normeinmateriadisbarramentifluvialidiritenutaebacinidiaccumulo idricodicompetenzaregionale,conriferimentoal Manualetecnicoperlaprogettazione, costruzioneegestionedeglisbarramentiedegliinvasidicompetenzaregionale,relativo all Aprile2005.IlF.S.minimodeverisultare Siveda 4.3.1dellapresente 277

24 Verificadellastabilitàdiopereinlegname Capitolo5 Vengonoorariportateleschermatedelprogramma.Idatidiinputsonoincorniciatiinrosso, mentreinbluiprincipalidatidioutput. 278

25 Verificadellastabilitàdiopereinlegname Capitolo5 279

26 Verificadellastabilitàdiopereinlegname Capitolo5 5.3Dimensionamentostatico:Analisidistabilitàesterna 5.3.1Trattazioneteorica Gliaspettididimensionamentostaticodellabrigliariguardanoladeterminazionedellospessore delcoronamento,elastabilitàdellabriglia,considerandoquindil insiemerealizzatodallabriglia, dallaplateaedeventualmentedallacontrobriglia.entrambitaliaspettipartonodallarisoluzione diequazionidiequilibrioallatraslazioneeallarotazione.perquantoriguardaleverifichedi stabilità,dalmomentochelabrigliaèassimilabileadun operaagravità,inaccordoconil 6.5del D.M.14gennaio2008 NormeTecnicheperleCostruzioni,mantenendolestessesimbologiee unitàdimisuraadottatenel 4.1,essesiconfiguranocomeleclassicheverifichedi: Scorrimento:affinchèlaverificasiasoddisfattaoccorreche: R èpostoparia1.1 Capacitàportante:ovverooccorreche: Valutando q lim in condizioni drenate, ovvero: g R èpostoparia1.4 Siprecisachelaverificaacapacitàportantevieneeffettuataperlasolabriglia.Qualorainfatti sianopresentianchelaplateaelacontrobriglia,esseavrebberoun inclinazionedifferente rispetto alla briglia, non costituendo un unico corpo ma tre differenti. Si parte quindi dall ipotesicheseilcorpobriglia,soggettoalleazionidimaggioreentità,risultaverificatoa capacitàportante,losonoancheleopereaccessoriequalilaplateaelacontrobriglia.losforzo normalen d eimomentim d,stab em d,rib dicalcolo,perlacapacitàportante,risultanoquellidel solocorpobriglia,considerandocomepuntoattornoacuipuòavvenireilribaltamentoilpunto dellafondazionedelcorpobrigliapiùavalle. Occorrespecificareinoltreche,qualorarisultiM d,rib >M d,stab,larisultantedelleazionecade aldifuoridellabasestessa.pertanto,intalcasononsonosoddisfattenélaverificaal ribaltamentonéquelladicapacitàportante.nonassumendovaloridifattoridisicurezza<0, intalcasosihaf.s. capacitàportante =0. Ribaltamento:occorreche: 280

27 Verificadellastabilitàdiopereinlegname Capitolo5 Nonessendospecificatounvaloredelfattoredisicurezza,disolitosiassumeF=1.1,che rappresentauncompromessotrasicurezzaedimensionamentoeconomico. Ladifferenzarispettoalleopereagravitàasostegnodeiversanti,stanellecondizioniincui eseguireleverifichedistabilità.occorreinfatticheessesianoripetutenelleduecondizioni: Primadell interrimento Figura81:Forzeagentiprimadell interrimentonelcasostatico.fonte:l.bradimarte: Brigliediconsolidamento Dopol interrimento Figura82:Forzeagentidopol interrimentonelcasostatico.fonte:l.bradimarte: Brigliediconsolidamento 281

28 Verificadellastabilitàdiopereinlegname Capitolo5 Valutando per entrambe il terreno saturo in condizioni drenate, ovvero considerando le condizioni peggiori per la stabilità, nonché le più probabili. Tali verifiche vanno condotte considerandounaprofonditàdi1melasezioneconsideratavasceltaconilseguentecriterio: Sezioneallagaveta:se Sezionealleali:se Figura83:Sezionediriferimento.Fonte:B.Bonaccorso: Appuntidelcorso:calcolodistabilitàdellabriglia Aseguito,dopol esplicitazionedelcriteriodidimensionamentodellospessoredelcoronamento, verrannoindicatelesollecitazioniagentiinentrambiicasi,specificando,inriferimentoadesse, comediventinoiterminiespressinelleverifichedistabilità.perlasimbologiaadottataeunitàdi misuranonesplicitamenteespressisifariferimentoaquantogiàespressonel 4. Determinazionedellospessoredelcoronamento:imetodididimensionamentodellospessore minimo della briglia si basano sia su criteri empirici che semiempirici, facendo leva sull incertezzanellavalutazionedellesollecitazionicuièsottopostalasommitàdellabriglia durantelepiene.siipotizzachelasolasollecitazionesiaquelladovutaallaspintaidrostatica corrispondenteaduntiranteidricosullagaveta h=e k,dovutoalpassaggiodellapienadi progetto.considerandolaforzad attritocomelaforzaresistenteedesplicitandolacondizione diequilibrioallatraslazionesihache: Dove: f=coefficiented attrito[],inmediaparia0.75 c= spessore del rivestimento della gaveta, solitamente realizzato con tronchi di legno accatastatil unovicinoall altro[m] s =pesospecificodelmaterialesolidotrasportato[kn/m 3 ],convaloremedioparia22[kn/m 3 ] s=spessoreincognitodelcoronamento[m] 282

29 Verificadellastabilitàdiopereinlegname Capitolo5 Trascurandoilcontributodelrivestimento c econsiderandoivalorimedi,siha: Talecriteriovieneindicatocome criteriodistabilitàallaflottazionedellacopertina. Occorreperòtenereinconsiderazioneanchelastabilitàdellealiefarsicheessenonsiano soggetteasforziditrazione.considerandolasolaspintaidrostaticaeipotizzandochela risultantedelleforzapassiperilterzomediodellasezione,perl equilibrio,siha: Dacui: Considerandovalorimedi,occorreche: Talecriterioprendeilnomedi criteriodiassenzadisforziditrazionesull ala.entrambele formulazionipropostesonoperòpensateperbriglieinmuratura. Sonopresentianchealtreformulazioniempiriche;atitoloesemplificativo: RomitieRomiti(1957):,conkcoefficientefunzionedellapendenzadi compensazione,varibileda1peri c =0.02a0.83peri c =0.2ed 50 ladimensionepassanteal50% delmaterialeinequilibriolimiteainterrimentoavvenuto.siosservachelospessoreminimosi aggirasempresugli80cm. Zoli(1952):,conZ,altezzadellabriglia,in[m].risultaquindichelo spessorenonèinferiorea70cm. Inconclusione,facendoriferimentoalfattochel operainesameècostituitadalegnamee pietrame,lospessoreèfunzionedeldimensionamentoastabilitàdellabrigliastessa,ma,invia cautelativa,sipuòassumerecomunqueche: Ovveromaggioredelvaloreindicatodalleformulazioniprecedentementeespresse. 283

30 Verificadellastabilitàdiopereinlegname Capitolo5 Figura84:Dimensionamentodellospessoredelcoronamento.Fonte: Protezioneidraulicadel territorio:sistemazionediuncorsod acquatorrentizio Verifichedistabilitàprimadell interrimento:taleanalisirisultaimportanteinquantoverifica lecondizionidistabilitàcompresefralafasedicompletamentodell operaelacondizionedi invasoamontedellabrigliacompletamenteriempitaditerreno;talecondizionepuòdurare anchediversianni.leforzeagentisono: Laspintedell acquasulparamentodimontefinoallivellodifondazionecompreso Lespintedell acquasulparamentodivalledellacontrobrigliaealdisottodellafondazionee dellaplateadell opera Ipesidellabriglia,dellaplateaedellacontrobriglia,dell acquasullaplatea Laspintaattivadelterrenoamontedellabrigliaelaspinta ariposo delterrenoavalledella controbriglia. Pertaleverificasiassumechesiapresenteilterreno,amonteeavalledell opera,per un altezza,apartiredallabasedellafondazione,pariaz f,ovverolospessoredellafondazione stessa. Definendo: h 0 =E k,ovverol altezzadellalineadeicarichitotaliamontedellabriglia,apartiredallagaveta [m] z f =altezzadellafondazione[m] h b,g =altezzadelcorpodellabrigliapressolagaveta[m] H ali =altezzadelcorpobrigliapressoleali[m] h cb,g =altezzadelcorpodellacontrobrigliapressolagaveta[m] H ali =altezzadelcorpodellacontrobrigliapressoleali[m] L b =lunghezzadellafondazioneinsezione[m] 284

31 Verificadellastabilitàdiopereinlegname L p =lunghezzadellaplateainsezione[m] Capitolo5 L cb =lunghezzadellafondazionedellacontrobrigliainsezione[m] h v =tiranteidricoavalle,assuntocomepariadh 2 precedentementecalcolato[m] b =angolodiinclinazionedellabriglia[ ] cb =angolodiinclinazionedellacontrobriglia[ ] =angolodiinclinazionedellaplatea[ ] Valutandolasezionepressolagaveta,edesplicitandoinnotanelcasodivariazionequandosi effettualaverificapressolasezionedelleali,leforzeagenti[kn/m]risultano:,spintaidrostaticasulparamentodimontedellabrigliaperpendicolare rispetto al paramento verticale della briglia. Il suo braccio di leva [m], per la verifica al ribaltamento,risulta:. 129, spinta idrostatica sul paramento di monte della briglia perpendicolarerispettoalparamentoverticaledellabriglia.ilsuobracciodileva,perlaverifica alribaltamento,risulta:. 130, spinta idrostatica sulla fondazione della briglia, plateaefondazionedellacontrobriglia,perpendicolarerispettoaglielementisopradetti.ilsuo bracciodileva,perlaverificaalribaltamento,risulta:.sihache:.considerandoildrenaggiodell opera,datodallapresenzadiciottolame, inparticolareperquantoriguardalaplatea,essavieneridottadel75%., spinta idrostatica sulla fondazionedellabriglia,plateaefondazionedellacontrobriglia,perpendicolarerispettoagli elementisopradetti.ilsuobracciodileva,perlaverificaalribaltamento,risulta:.sihache:.considerandoildrenaggiodell opera,dato dallapresenzadiciottolame,inparticolareperquantoriguardalaplatea,essavieneridottadel 75%. Per il calcolo di tali sottospinte si parte dall ipotesi di una distribuzione lineare delle sovrappressioni idrauliche, per cui i valori della sovrappressione massima e minima, caratterizzanti la distribuzione trapezoidale della pressione generatrice la sottospinta, coincidonoconivaloridipressioneidraulicaallabasedell opera,amonteeavalle,desuntidai tirantiidricidimonteevalle.inparticolare,aipiedidell opera: 129 Talespintaènullasesieffettualaverificapressoleali 130 Se si effettua la verifica presso le ali:,. 285

32 Verificadellastabilitàdiopereinlegname Capitolo5, spinta idrostatica sul paramento di valle della controbriglia perpendicolarerispettoalparamentoverticaledellacontrobriglia.ilsuobracciodileva,perla verificaalribaltamento,risulta:. 131,spintaidrostaticasulparamentodivalledellacontrobriglia perpendicolarerispettoalparamentoverticaledellacontrobriglia.ilsuobracciodileva,perla verificaalribaltamento,risulta:. 132,spintadelterrenoamontedellabriglia,inclinatadi+rispettoalla perpendicolarealparamentoverticale,essendo,con angolodiattritodelterrenosu cuipoggial opera.rappresental angolodiattritoterrenoparamento. Talespintapuòessere scomposta,indirezioneperpendicolareall opera:,conbracciodileva,perla verificaalribaltamento,risulta: ;eindirezioneparallela:,rivolta versoilbasso,conbracciodileva,perlaverificaribaltamento,paria. Risulta,aifinidellaverificaaribaltamento, comeribaltantee comestabilizzante.a favoredisicurezzanonsiconsiderailcontributodatodallacoesione.,spintadelterrenoavalledellacontrobriglia,inclinatadi rispettoallaperpendicolarealparamentoverticale 133. Talespintapuòesserescomposta,in direzioneperpendicolareall opera:,conbracciodileva,perlaverificaal ribaltamento,risulta: ;eindirezioneparallela:,rivolta versol alto,conbracciodileva,perlaverificaribaltamento,paria Risulta,aifini dellaverificaaribaltamento, comestabilizzantee comeribaltante.afavoredi sicurezzanonsiconsiderailcontributodatodallacoesione.occorrenotarechel utilizzodel coefficientedispintaariposok 0 invececheilcoefficientedispintapassivok p risultaafavoredi sicurezza,considerandolapossibilel erosioneavalledellacontrobrigliaodellaplatea,con formazionedicunettadierosione,chedifficilmente.inaggiunta,anchequaloranonfossero 131 Talespintaènullasesieffettualaverificapressoleali.Qualoranonsiapresentelacontrobriglia, risulta: e: 132 Sesieffettualaverificapressoleali:,.Senonèpresentelacontrobrigliasiha: ;. 133 Sesieffettualaverificapressoleali:.Senonè presentelacontrobrigliasiha: e 286