Capitolo 13 Le frane

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1 Capitolo 13 Le frane Definizione: Movimento di masse di terreno o di roccia lungo un pendio Agente morfogenetico: Gravità principalmente, ma anche acqua nel terreno ha un ruolo importante Materiali: 1. Roccia: materiale roccioso (cementato) intatto prima del movimento 2. Terreno: aggregato sciolto poco cementato. A sua volta si distingue in: 2.1 Terreni grossolani (detriti o debris) 2.2 Terreni prevalentemente fini (terre o earth) 431 CLASSIFICAZIONE DELLE FRANE DI VARNES 432

2 classe descrizione danni osservabili velocità (m/s) 7 ESTREM. Catastrofe di eccezionale violenza. Edifici distrutti RAPIDO per l'impatto del materiale spostato. Molti morti. 6 MOLTO RAPIDO Fuga impossibile. 5 m/s 5 Perdita di alcune vite umane. Velocità troppo elevata per permettere l'evacuazione delle persone. 3 m/min RAPIDO Evacuazione possibile. Distruzione di strutture, immobili ed installazioni permanenti. 1.8 m/h MODERATO Alcune strutture temporanee o poco danneggiabili possono essere mantenute 13 m/mese LENTO Possibilità di intraprendere lavori di rinforzo e restauro durante il movimento. Le strutture meno danneggiabili possono essere mantenute con frequenti lavori di rinforzo se il movimento totale non è troppo grande durante una particolare fase di 1.6m/anno MOLTO LENTO 1 ESTREM. LENTO VELOCITA DELLE FRANE accelerazione. Alcune strutture permanenti possono non essere danneggiate dal movimento. Impercettibile senza strumenti di monitoraggio. Costruzione di edifici possibile con precauzioni. 16mm/ann o Classi di velocità secondo Cruden & Varnes (1994) 433 ATTIVITA DELLE FRANE Stato di attività: informazioni note sul tempo in cui si è verificata la frana 1. Attiva: frana che si sta muovendo al momento dell osservazione 2. Sospesa: frana che si è mossa entro l'ultimo ciclo stagionale ma non è attiva attualmente 3. Riattivata: frana di nuovo attiva dopo essere stato inattiva 434

3 4. Frana inattiva: frana che si è mossa l'ultima volta prima dell'ultimo ciclo stagionale. Le frane inattive si possono suddividere ulteriormente in: ATTIVITA DELLE FRANE 5. Quiescente: frana inattiva che può essere riattivata dalle sue cause originali. 6. Naturalmente stabilizzata: frana inattiva che non è più influenzata dalle sue cause originali; fenomeno per il quale le cause del movimento sono state naturalmente rimosse (es. se il fiume che erodeva l'unghia della frana ha cambiato corso). 435 ATTIVITA DELLE FRANE 7. Artificialmente stabilizzata: frana inattiva che è stata protetta dalle sue cause originali da misure di stabilizzazione (es. se l'unghia della frana è stata definitivamente protetta dall'erosione). 8. Relitta: frana inattiva che si è sviluppata in condizioni geomorfologiche o climatiche considerevolmente diverse dalle attuali. Le frane relitte sono inattive ma comunque possono essere riattivate dall'attività antropica. 436

4 TIPOLOGIE DI FRANE Tipologie di frane secondo la terminologia internazionale 437 TIPOLOGIE DI FRANE 1. Frane per crollo (falls) Distacco e conseguente caduta di una massa di materiale da un pendio molto ripido. Frana di crollo in roccia (sinistra) e in terreno (a destra) Il materiale si muove in caduta libera poi, dopo raggiunto il versante, si può muovere per rimbalzo e/o rotolamento 438

5 2. Frane per ribaltamento (topples) Rotazione, attorno ad un punto, di un blocco di roccia o di detrito, sotto l azione della gravità, di pressioni esercitate da blocchi adiacenti e/o dell acqua nelle fratture Frequenti in ammassi rocciosi fratturati Può evolvere in crollo (o scorrimento) Frane per ribaltamento (topples) 440

6 3. Frane per scorrimento o scivolamento (slides) Movimento lungo una superficie di rottura o entro una fascia relativamente sottile di intensa deformazione di taglio. Si distinguono ulteriormente, in funzione della geometria della superficie di scivolamento, in: 3.1 Frane per scorrimento traslazionale (translational slide): movimento lungo una (o più) superficie piana Frane per scorrimento traslazionale (translational slide): La superficie di scivolamento spesso corrisponde ad un contatto litologico tra rocce o terreni con caratteristiche diverse 442

7 3.2 Frane per scorrimento rotazionale (rotational slide): movimento lungo una superficie curva, concava verso l alto Frane per espandimento laterale (lateral spreads) Si verificano nel caso di un materiale a comportamento rigido (competente) (roccia, terra parzialmente cementata) è sovrapposto a materiale a comportamento plastico (meno competente). Si verifica una estensione e conseguente fratturazione del materiale rigido in seguito al flusso plastico del materiale sottostante (argilla, argillite, gesso, ecc.) 444

8 4. Frane per espandimento laterale (lateral spreads): In roccia: indicate anche come espansione a blocchi Tipiche evidenze: fratture, trincee Frane per espandimento laterale (lateral spreads): In terreni: indicate anche come espansione per liquefazione in quanto causate da liquefazione di terreni poco competenti. 446

9 5. Frane per colamento (flows) Movimento distribuito in maniera continua nella massa spostata, con superfici di taglio multiple e temporanee. Si distinguono ulteriormente, in funzione del materiale coinvolto, in: 5.1 Frane per colamento in roccia (flows in bedrock): fenomeni lenti, continui, più o meno costanti nel tempo, simili a movimento di un fluido viscoso ( creep ) Frane per colamento in terreni e in detriti (earth flows, debris flows): caratterizzate da contenuti d acqua e velocità estremamente variabili (colamenti di terreni) oppure fenomeni rapidi, innescati da precipitazioni intense e che si muovono per lunghe distanze entro aste torrentizie (colate di detrito incanalate) 448

10 5.2 Frane per colamento in terreni e in detriti (earth flows, debris flows) Area di alimentazione Canale di frana Area di accumulo Frane per colamento in terreni e in detriti (earth flows, debris flows) Esempio di frana di colamento in terreno 450

11 5.2 Frane per colamento in terreni e in detriti (earth flows, debris flows) substrato roccioso alterato, terreno, etc. substrato roccioso Colate di detrito (debris flow) Valanghe di detrito: Colate di detrito, di grandi dimensioni, estremamente rapide, sono identificate anche con il nome Frane complesse (complex) Combinazione di due o più tipi di movimento tra i 5 descritti in precedenza. Esempio di frana di tipo complesso 452

12 6. Frane complesse (complex) Crollo valanga di detrito Scivolamento rotazionale - colamento 453 Fenomeni di erosione superficiale dei versanti Soliflusso: colamento lento di una massa fluida molto viscosa (superficiale). Si manifesta in terreni fini fluidificati (saturi) a seguito di precipitazioni o in regioni periglaciali durante periodi di disgelo (geliflusso). Evidenze: lobi, terrazzette, increspature 454

13 Fenomeni di erosione superficiale dei versanti Soil creep o reptazione: movimenti parziali di detriti che ricoprono il versante (particella per particella). Causati da circolazione acqua nel terreno, imbibizione, disseccamento, gelo-disgelo. Evidenze: forma incurvata dei tronchi di alberi, increspature 455 Fenomeni di erosione superficiale dei versanti Soliflusso 456

14 NOMENCLATURA DELLE FRANE 457 NOMENCLATURA DELLE FRANE Esempio di frana in cui è ben visibile la nicchia di distacco 458

15 CAUSE DELLE FRANE Cause preparatorie o predisponenti: fattori intrinseci di instabilità legati, essenzialmente, alle caratteristiche litologiche, strutturali, tessiturali, giaciturali dei materiali costituenti il pendio Cause scatenanti o innescanti: agiscono su un pendio in genere già intrinsecamente instabile e sono così definite perché innescano il movimento franoso (intense precipitazioni, attività sismica, ecc.). 459