LICEO TECNOLOGICO A. POZZO LEZIONI DI GEOPEDOLOGIA Le Frane Prof. Romano Oss
LE FRANE distacco di falde di terreno che precipitano in forma di massi e sfasciume roccioso Le condizioni di stabilità dei pendii dipendono da tre fattori: Dall'inclinazione del pendio (sollecitazione di gravità) Dalla coesione dei materiali della falda Dall'attrito che contrastando la gravità impedisce che la falda scivoli sul suo substrato
Le condizioni naturali dei pendii sono studiate dalla Geologia Le condizioni meccaniche da cui dipende la stabilità sono studiate dalla Geotecnica in particolare l'angolo di riposo Per le rocce incoerenti è la pendenza naturale che si forma in un cumulo (ghiaia, sabbia) la coesione tra le particelle la resistenza al taglio (formule specifiche).
Nelle frane si possono distinguere tre parti principali: Nicchia di distacco Alveo o pendio Cumulo di frana intaccatura del pendio che segna il confine fra la parte staccata e quella rimasta. Dal contorno spesso arcuato. solco sul quale si sono spostati i materiali dove si sono ammucchiati confusamente i detriti
Nicchia di distacco Alveo di frana Cumulo di frana La franosità non dipende solo dal tipo di rocce, ma anche da altre circostanze che tendono ad alterare l'equilibrio come l'acqua, le opere dell'uomo, i terremoti, però è anche vero che le frane presentano la massima frequenza in certi tipi di rocce.
Fenomeni franosi superficiali: Sono dei movimenti di massa coinvolgenti rocce, detriti o terre. Essi costituiscono dei complessi fenomeni geologici e geomorfologici la cui classificazione è spesso controversa. Il sistema più usualmente adottato è quello proposto da Varnes (1978) Ė basata su due parametri essenziali: Tipologia del materiale coinvolto Tipologia del movimento di massa Tipologia del materiale coinvolto: rocce terre Alla categoria delle terre può essere associato il materiale detritico, in funzione del suo comportamento meccanico. Tipologia del movimento di massa: descrive la dinamica con cui si manifestano i vari fenomeni di instabilità.
Dal punto di vista della franosità conviene classificare le rocce in: incoerenti: rocce elastiche, prive di legami e frormate da elementi liberi appoggiati gli uni agli altri come ciottoli, ghiaie, detriti, sabbie, compongono i depositi alluvionali, morenici, lacustri, marini, piroclastici coerenti : sono tutte le rocce solide, quale origine esse abbiano, non cambiano comportamento in relazione all'umidità. Pseudocoerenti: rocce argillose, limose e a cemento argilloso, si comportano come coerenti quando sono asciutte, come incoerenti quando sono impregnate d'acqua. Semicoerenti: fornite di legami cementizi calcarei, tufi, rocce granitoidi alterate Spesso si trovano associazioni di rocce diverse, sono i casi di franosità più elevata
Classificazione delle frane da: Ardito Desio: Si basa sulla modalità in cui si manifesta la frana che dipende in massima parte dalla natura geologica del sottosuolo. Frane di crollo: distacco improvviso di falde rocciose a picco o anche sporgenti (Zambana) Si originano lungo discontinuità preesistenti o di neoformazione (es. per scalzamento alla base) e sono caratterizzati da alte velocità e scarsi segni premonitori. Sono osservabili solo cedimenti nelle zone bordiere e piccole fessure superficiali. L'accumulo di frana tende a agire come limitante per l'evoluzione del fenomeno. Sono tipici di rocce lapidee in cui si sviluppano superfici di rottura piane o cicloidi. Cause innescanti sono il crioclastismo, sismi, azione radicale, scalzamento alla base del versante.
Frana della Vela 2006
Frane di scivolamento: slittamento di materiali, generalmente stratificati, sul letto, spesso argilloso del loro substrato.(vajont) Si verificano per superamento della resistenza di taglio all'interno di una massa che può essere omogenea o presentare stratificazioni. La superficie di rottura è arcuata, con concavità verso l'alto e può essere di neoformazione o in parte preesistente. Alla superficie di scorrimento principale, sono spesso associate superfici secondarie. Sono ricorrenti in rocce plastiche ma anche in ammassi omogenei a vario grado di cementazione ed in coltri alterate. Influenti sono le pressioni dell'acqua e le loro oscillazioni, la presenza di sovraccarichi (es. opere antropiche), l'azione di sismi.
Frane di scoscendimento: sprofondamento improvviso e rapido di falde di terreno su piani di frattura in parte preformati.
Frane di colamento: colate di fango argilloso frammiste a detriti che scendono lungo pendii o alvei torrentizi, sono provocate da ammollimento di masse argillose ad opera dell'acqua
Frane di smottamento: precipitare caotico di materiali incoerenti o resi tali per imbibizione d'acqua; interessano strati piuttosto superficiali.
Frane miste: combinazioni dei tipi precedenti. In questo tipo di frane i movimenti derivano dalla combinazione nello spazio e nel tempo di 2 o più tipi di movimento tra quelli descritti prima. Fenomeni d erosione superficiale dei versanti Coinvolgono i suoli ricchi di limo e argille, capaci di assorbire e trattenere grandi quantità di acqua. Possono provocare danni di lieve entità a strutture viarie; includono il soliflusso e il soil creep. Il soliflusso, dal punto di vista meccanico, può essere assimilato ad un colamento lento di una massa fluida molto viscosa. Il movimento si manifesta nei suoli fluidificati in seguito a precipitazioni Il soil creep è il risultato di un insieme di movimenti parziali dei detriti che ricoprono il versante. Tali movimenti sono visibili in superficie e si esauriscono in profondità. Sono la conseguenza della circolazione dell acqua nel terreno, di fenomeni di imbibizione e di disseccamento, di fenomeni di gelo e di disgelo e dell azione degli animali.
Franosità: si intende l'attitudine delle rocce a franare e si può individuare mediante indagine sul terreno e cartografica. I fattori da cui dipende tale attitudine possono essere: Costituzione geologica fissi Configurazione topografica variabili Condizioni climatiche Copertura vegetale
La costituzione geologica intesa come: composizione delle rocce (coerenti, pseudocoerenti ) struttura (distribuzione interna degli elementi che compongono la roccia la quale può essere uniforme o orientata) giacitura (disposizione dei piani di discontinuità) La configurazione topografica riguarda la pendenza della superficie l angolo di riposo.
Cause delle frane Tutti i fattori che possono turbare l'equilibrio di una falda rocciosa. Aumento del peso specifico apparente o peso di volume Può essere causato dall'aggiunta di acqua, il peso per m 3 aumenta notevolmente e se la falda ha un angolo superiore all'angolo di riposo una grande pioggia può causare il suo franamento Aumento dell'inclinazione Avviene per erosione, da parte dell'acqua corrente, dell'acqua marina o per opera dell'uomo ai piedi della falda. Scavi da parte dell'uomo devono mantenersi molto al di sotto dell'angolo di riposo considerando anche la diversità di comportamento fra il terreno asciutto e bagnato Diminuzione della coesione È provocata dall'azione delle acque vadose. Viene sciolta la sostanza cementizia che teneva unite le particelle di terreno o in altri casi ammollimento delle masse argillose o ancora dall'azione del gelo e disgelo nelle fessure.
Sovraccarico della falda Sovrapposizione di nuovi materiali detritici che si scaricano su frane antecedenti o costruzione di manufatti che esercitano pressione sottostante (strade, muri di sostegno, case) Diminuzione dell'attrito fra falda rocciosa e substrato Determinata dall'azione erosiva delle acque circolanti nel sottosuolo che lubrificano la superficie di aderenza della falda al substrato (caso Vajont) Di varia natura Disboscamento che provoca dilavamento ed erosione Incisioni artificiali come trincee, strade, canali Irrigazione Abbandono di terreni montani
Segni precursori delle frane: si hanno quando il moto franoso diventa percettibile Crepacci o spacchi nella parte superficiale del suolo Incrinature nelle opere esistenti sulla falda in moto (pareti, muri di sostegno) si controllano con spie in gesso o vetro. Rigonfiamenti anomali del terreno nella parte inferiore della falda Comparsa, scomparsa, intorbidamento di sorgenti Rumori interni Vibrazioni di tipo sismico
Possibili interventi nei movimenti franosi Indagine geologica: per stabilire la posizione e le caratteristiche delle superfici di contatto tra massa in movimento e substrato, distribuzione e circolazione delle acque sotterranee, la coesione interna e l'angolo di attrito.
Canalizzazione delle acque superficiali: per allontanare le acque che potrebbero penetrare nel suolo. Si usa il sistema a rittochino con canalette prefabbricate in calcestruzzo cementizio. Se c'è il pericolo di rottura della canaletta si usa armare con piccoli ferri.
Drenaggi Hanno lo scopo di catturare le acque sotterranee: Si costruiscono trincee aperte secondo la linea di massima pendenza, sul fondo dello scavo si costruisce un cunicolo di pietra a secco e tubi forati (laterizio, cemento, plastica) poi si ricopre con terra.
Gallerie e pozzi drenanti: Quando il piano di raccolta delle acque è profondo si scava un cunicolo di raccolta sotto la superficie di raccolta delle acque e la parte superiore è nel terreno imbevuto di acqua. Le pareti della calotta dovranno avere strisce permeabili ad esempio con mattoni multifori. Si può utilizzare per alimentare un acquedotto.
Drenaggi suborizzontali canne in plastica o ferro, opportunamente forate, che vengono poste in opera entro fori praticati da apposite macchine. Disgaggio di massi controllo periodico delle parti pericolanti della roccia.
Parapetti arresta massi tronconi metallici infissi nel terreno collegati da tronchi o traverse metalliche.
Reti di protezione in maglie di acciaio da 3 mm. Con maglie romboidi di 4/5 cm.
Gabbionate Sono strutture di sostegno modulari formate da elementi a forma di parallelepipedo in rete a doppia torsione tessuta con trafilato di acciaio riempite con pietrame. Sono strutture permeabili, resistenti ed allo stesso tempo molto flessibili.per un miglior inserimento ambientale e per favorire la rinaturalizzazione dei siti viene inserita terra, ramaglie vive e talee adatte al clima e al luogo.
Muri di controripa In muratura ordinaria, a secco, a getto, o in gabbioni. Devono essere drenati a monte con mattoni multifori o forature nel muro.
Carico di terra al piede Per fermare il movimento franoso si può caricare il piede della frana con terra.