Giornata di Lavoro sulle attività di: Verifica sismica delle arginature in sponda destra del fiume Po da Boretto (RE) a Ro (FE) Parma, 11 aprile 2012

Giornata di Lavoro sulle attività di: Verifica sismica delle arginature in sponda destra del fiume Po da Boretto (RE) a Ro (FE) Parma, 11 aprile 2012

Verifiche di stabilitàin condizioni statiche e dinamiche delle arginature Parte II Prof. Ing. Claudia Madiai Prof. Ing. Giovanni Vannucchi Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale, Università di Firenze

Programma generale delle verifiche 1. Raccolta dati disponibili e organizzazione di una banca dati GIS 2. Analisi dei dati disponibili 3. Carta delle pendenze 4. Carta della subsidenza 5. Carta preliminare delle aree suscettibili di effetti locali in caso di evento sismico 6. Analisi della pericolosità sismica di base 7. Indagini 8. Aggiornamento della banca dati e del quadro conoscitivo; realizzazione della cartografia geotematica di base 9. Carta dei fattori di amplificazione 10. Stima dell occorrenza di fenomeni di liquefazione 11a. Verifiche di stabilità di tratti di argine in condizioni statiche UniFI 11b. Verifiche di stabilità di tratti di argine in condizioni sismiche e post-sismiche sismiche 12. Carta di microzonazione sismica 13. Rapporto finale e proposta di interventi per la messa in sicurezza dei tratti di argine a maggiore rischio 3

Relazione tra le diverse attività DATI SOTTOSUOLO/ARGINE dati esistenti nuove indagini pericolosità di base analisi di RSL AZIONE SISMICA (PERICOLOSITÀ LOCALE) SCELTA DELLE SEZIONI DI VERIFICA ANALISI DI STABILITÀ SULLE SEZIONI PRESCELTE ESTENSIONE DEI RISULTATI A TRATTI DI ARGINE MAPPE DI STABILITÀ 4

Condizioni esaminate Le verifiche di stabilità sulle sezioni prescelte saranno effettuate con riferimento alle 3 condizioni: a) PRESISMICHE: condizioni statiche b) SISMICHE: condizioni dinamiche c) POST SISMICHE: condizioni statiche, modificando eventualmente la resistenza al taglio dei terreni per tener conto degli effetti conseguenti all azione sismica 5

MODELLO GEOTECNICO caratteristiche litostratigrafiche e geometriche proprietà fisiche e parametri meccanici in condizioni statiche e dinamiche/cicliche delle unità litostratigrafiche condizioni idrauliche METODO DI ANALISI (matematico/numerico) approssimazione (metodo di analisi) variabilità ed incertezza (modello geotecnico e azione sismica) AZIONE SISMICA (pericolosità locale) RISULTATI APPROSSIMATI E AFFETTI DA INCERTEZZA 6

Modello geotecnico - Condizioni idrauliche Per ciascuna sezione esaminata saranno considerate le seguenti condizioni idrauliche: a) STAZIONARIE (acqua al livello ipotizzato per un tempo sufficientemente lungo) Le analisi in tali condizioni dovranno essere svolte considerando differenti livelli d acqua nel fiume b) TRANSITORIE (con rapida variazione del livello d acqua) Innalzamento improvviso effetto stabilizzante Abbassamento improvviso tra due livelli l analisi dovrà essere effettuata tenendo conto della probabilità del verificarsi di tale condizione 7

Metodi all equilibrio limite Le condizioni di stabilità sono valutate in termini di FATTORE DI SICUREZZA: τ f FS = τ m τ f : resistenza al taglio (=c + σ n tanϕ ) τ m : sforzo di taglio mobilitato CONDIZIONI STATICHE W τ m σ n τ m σ n CONDIZIONI SISMICHE 0.5 aggravio delle condizioni di carico (forze di inerzia coefficiente sismico) riduzione della resistenza al taglio (aumento di u e degradazione di c e ϕ ) τ f = c + [( σ + σ ) -(u + u) ] tanϕ n n τ m k h W W k v W τ m σ n σ n bedrock -0.5 8

Metodi alle differenze finite E possibile seguire l andamento nel tempo e nello spazio l evoluzione dello stato di sforzo e di deformazione Ai fini della valutazione delle condizioni di stabilità i valori di c e tan ϕ vengono ridotti per passi successivi fino a raggiungere la condizione limite ( c trial = F 1 trial trial 1 c ; ϕ = arctan( F tanϕ ) (il fattore di riduzione è assunto come FATTORE DI SICUREZZA) trial 9

Metodi degli spostamenti massa in frana a(t) terreno stabile a (m/s 2 ) 5 4 3 2 1 0-1 -2-3 -4-5 inizio movimento istante di arresto ACCELERAZIONI a c v (m/s) r (m/s) 1 0 intervallo di integrazione VELOCITÀ RELATIVA blocco rigido s (m) 0.2 0.1 nessuno spostamento spostamento finale a(t) piano inclinato 0 0 1 2 3 4 5 t (s) La sicurezza è valutata in termini di SPOSTAMENTO FINALE ACCUMULATO 10

Azione sismica Per le analisi pseudostatiche, in accordo con il D.M. 14.01.2008, il coefficiente sismico orizzontale e verticale sono assunti rispettivamente pari a: K h = β s a max /g e K v = ± 0.5 K h con a max : accelerazione massima (in g) ottenuta dall analisi della risposta sismica locale β S : coefficiente di riduzione dell accelerazione massima a g : accelerazione massima su terreno rigido di riferimento Categoria di sottosuolo A B,C,D,E β s β s 0.2 < a g (g) < 0.4 0.30 0.28 0.1 < a g (g) < 0.2 0.27 0.24 a g (g) 0.1 0.20 0.20 Per le analisi dinamiche (differenze finite, metodo degli spostamenti) sono assunte le storie di accelerazione ottenute dalle analisi della risposta sismica locale in corrispondenza della sezione esaminata 11

ESEMPIO - Macroarea 1: Guastalla Azione sismica profilo sismico rappresentativo a (g) ] [g x a ma 0.20 0.22 0.20 0.18 0.16 0.14 0.12 0.10 0.08 0.06 0.04 0.02 0.00 0.150.20 0.100.15 0.20 0.050.10 0.150.20 Macroarea 1 - Guastalla P5 P10 P11 P12 P13 k h * 0.0382 0.0468 0.0411 0.0350 0.0428 P5 P10 P11 P12 P13 k v 0.0191 0.0234 0.0206 0.0175 0.0214 * calcolato per a max medio record 5a record 5b record 5c record 5d 0.000.05 0.100.15 0.20 0 10 20 30 40 50 60 70 80 record 5e -0.050.00 0.050.10 0.15 0.20 0 10 20 30 40 50 60 t(s) 70 80 record 5f -0.10-0.05 0.000.05 0.10 0.15 0 10 20 30 40 50 60t(s) 70 80-0.15-0.10-0.05 0.00 0.05 0.10 0 10 20 30 40 50 60 t(s) 70 80-0.20-0.15-0.10-0.05 0.00 0.05 0 10 20 30 40 50 60t(s) 70 80-0.20-0.15-0.10-0.05 0.00 0 10 20 30 40 50 60t(s) 70 80-0.20-0.15-0.10-0.05 t(s) -0.20-0.15-0.10 a (g) a (g) a (g) a (g) a (g) -0.20-0.15-0.20 12

Presentazione dei risultati Per ciascuna sezione esaminata i risultati saranno presentati: sia con riferimento al parametro considerato per valutare le condizioni di stabilità (fattore di sicurezza o spostamento) sia in termini di probabilità di rottura Spostamento [m/10] 13

Come estendere a tratti di argine i risultati ottenuti sulle singole sezioni? ESEMPIO - Macroarea 1: Guastalla Sezioni Atlante AIPO SEZIONI ANALIZZATE Sezioni indagate (modello geologico) 14

ESEMPIO - Macroarea 1: Guastalla - Sezioni indagate con CPT Confronto di alcuni parametri significativi 15

Grazie per l attenzione! l Prof. Ing. Claudia Madiai Prof. Ing. Giovanni Vannucchi Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale, Università di Firenze