Lo scopo del presente testo non è quello di essere un saggio
sui metodi per l’analisi di stabilità dei pendii, né, d’altra parte, un mero
“manuale d’uso” per l’utente di un software. Vuole piuttosto essere, come il
titolo stesso suggerisce, una sorta di “guida” per il Progettista che, talora,
si ritrova di fronte a scelte (circa i modelli, i metodi di analisi, i parametri
da utilizzare, ecc.) spesso di non facile interpretazione, stante l’incertezza
che, nella maggior parte dei casi, accompagna la definizione del
problema
dell’analisi di stabilità di un pendio.
Quasi sempre, tali incertezze derivano da un quadro
conoscitivo basato sulla disponibilità di poche informazioni, talvolta anche di
bassa qualità, sulla geometria delle masse in gioco, sulla natura dei terreni
coinvolti, sui valori numerici dei parametri fisico-meccanici. A ciò si
aggiunga, poi, la difficoltà di portare nella dovuta considerazione e in maniera
corretta fattori “esterni”, quali, ad esempio, le azioni sismiche.
Tale ultimo aspetto è anche dovuto al fatto che le vigenti
Norme Tecniche per le Costruzioni, di cui al D.M. 14 gennaio 2008, nascono, come
il nome stesso suggerisce, con riferimento alle “strutture”. La definizione
stessa di “Tempo di Ritorno” per l’azione sismica è definita, nella Normativa,
come dipendente dallo “Stato Limite”, dalla “Vita Nominale” e dalla “Classe
d’Uso” considerati per la “struttura”. Si intuisce, quindi, la non immediata
trasferibilità di concetti nati con riguardo ad opere strutturali a contesti
completamente differenti quali, appunto, i versanti naturali o i pendii
artificiali.
Per tale ragione, si è ritenuto, nell’organizzazione del
testo, partire nel primo capitolo proprio da una disamina della Normativa con
riferimento alle problematiche della stabilità dei pendii, in modo da rendere il
lettore edotto circa le semplificazioni, talora anche estreme, che è necessario
introdurre nella valutazione di alcuni aspetti.
Successivamente, nel secondo capitolo, vengono approfonditi i
metodi attualmente disponibili per l’analisi della stabilità dei pendii secondo
l’approccio dell’”Equilibrio Limite”, i cosiddetti “Limit Equilibrium Methods”
(LEM), evidenziando come la loro applicazione comporti, ancora una volta, una
serie di semplificazioni, sia in termini “fisici” di
definizione dei modelli geologici e geotecnici, che in termini “matematici”.
La problematica si presenta particolarmente delicata per il
Progettista, al quale la Normativa attribuisce (punto 6.3.4 delle NTC 2008) una
notevole responsabilità: “Il grado di sicurezza ritenuto accettabile dal
Progettista deve essere giustificato sulla base del livello di conoscenze
raggiunto, dell’affidabilità dei dati disponibili e del modello di calcolo
adottato in relazione alla complessità geologica e geotecnica, nonché sulla base
delle conseguenze di un’eventuale frana”.
Per poter definire “accettabile” il grado di sicurezza, il
Progettista dovrà, quindi, effettuare una serie di scelte determinanti basate
sui dati disponibili, come detto spesso quantitativamente e qualitativamente
scarsi, e sull’affidabilità dei modelli adottati.
Nel terzo capitolo, poi, vengono descritte le più utilizzate
metodologie per la stabilizzazione dei pendii. È utile ricordare che la Normativa
impone (punto 6.3.5 delle NTC 2008) che per gli interventi di stabilizzazione
“devono essere definiti l’entità del miglioramento delle condizioni di sicurezza
del pendio e i criteri per verificarne il raggiungimento”. In altri termini,
affinché un intervento di stabilizzazione possa essere definito tale, occorre
valutare quantitativamente il miglioramento del grado di sicurezza del pendio
ottenuto in seguito alla sua realizzazione.
Le tecniche di intervento riconducibili alla cosiddetta
“Ingegneria Naturalistica” sono oggetto del quarto capitolo. Vengono illustrate
le principali modalità di intervento basate sull’impiego di materiali
“naturali”, evidenziandone vantaggi e limiti di utilizzo.
Infine, nell’ultima parte del testo, viene proposta
una
serie, ovviamente non esaustiva, di possibili casistiche che, si ritiene, potrà
essere utile nell’orientare l’Utente nelle scelte progettuali in situazioni
analoghe.
Software allegato:
Geostru Slope Lite
Limitazioni versione LITE:
Estensione massima del pendio 80 metri. Non consente di importare file
DXF, 3D Model
Sommario |
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NORME TECNICHE PER LE COSTRUZIONI
1.1 Principi
fondamentali 1.2
Evoluzione della normativa antisismica 1.3 Stati Limite
1.4 Definizione della pericolosità sismica
1.5 Stabilità dei pendii naturali
1.6 Verifiche di sicurezza
1.7 Interventi di stabilizzazione
1.8 Analisi di stabilità dei pendii naturali
1.9 Risposta sismica
locale 1.9.1 Categorie
di sottosuolo 1.9.2
Condizioni topografiche
1.9.3 Spettro di risposta elastico in accelerazione
1.9.4 Spettro di
risposta elastico in accelerazione delle componenti orizzontali
1.9.5 Amplificazione stratigrafica e topografica
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METODI DI ANALISI DI STABILITÀ DEI PENDII
2.1 Frane 2.1.1
Nomenclatura di un movimento franoso
2.2 Meccanismi di rottura
2.3 Parametri caratteristici del terreno
2.4 Resistenza al taglio dei terreni
2.5 Condizioni drenate e non drenate
2.6 Azione sismica 2.7
Metodi di analisi di stabilità all’equilibrio limite (LEM)
2.7.1 Metodo di analisi all’equilibrio limite
2.7.2 Analisi di stabilità di un pendio indefinito
2.7.3 Metodo delle strisce
2.7.3.1 Analisi del singolo concio
2.7.3.2 Analisi del pendio finito sommerso da acque in quiete
2.7.4 Ricerca della superficie critica di scorrimento circolare
2.7.5 Ricerca della superficie critica di scorrimento poligonale
2.7.6 Metodi con superficie di scorrimento circolare 2.7.6.1 Metodo di Fellenius/Petterson 2.7.6.2 Metodo di Bishop
2.7.6.3 Metodo di
Bell
2.7.7 Metodi con
superficie di scorrimento poligonale 2.7.7.1 Metodo di Sarma
2.7.7.2 Metodo di Spencer 2.7.7.3 Metodo di Janbu 2.7.7.4 Metodo di Morgenstern-Price 2.7.7.5 Metodo di Zeng e Liang
2.7.8 Pendii in roccia
2.7.8.1 Analisi di stabilità dei pendii in roccia
2.8 Metodo degli spostamenti 2.8.1 Metodo di Newmark
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INTERVENTI DI STABILIZZAZIONE 3.1 Muri di sostegno
3.1.1 Muri a gravità
3.1.1.1 Metodo di Coulomb
3.1.2 Muri a mensola 3.1.2.1 Teoria di Rankine
3.1.3 Valutazione della spinta in condizioni sismiche 3.1.4 Verifiche agli Stati Limite Ultimi SLU
dei muri di sostegno
3.1.4.1 Verifica allo scorrimento sul piano di posa
3.1.4.2 Verifica al ribaltamento
3.1.4.3 Verifica della capacità portante del terreno di fondazione
3.1.4.4 Verifica di stabilità globale del complesso pendio-opera di
sostegno
3.2
Gabbionate 3.2.1
Dimensionamento
3.3
Terre rinforzate 3.3.1
Criteri di progettazione
3.3.2 Dimensionamento di massima
3.3.3 Calcolo di verifica
3.3.3.1 Verifiche di moto rigido
3.3.3.2 Verifiche di resistenza dei rinforzi
3.3.3.3 Verifiche di sfilamento
3.3.3.4 Spaziatura rinforzi
3.4 Paratie 3.4.1
Paratia libera 3.4.2
Paratia ancorata
3.5
Pali 3.5.1 Tipologie
di pali 3.5.2 Pali
sollecitati da carichi trasversali
3.5.2.1 Pali liberi
di ruotare in testa, terreni coesivi
3.5.2.2 Pali a rotazione in testa impedita, terreni coesivi
3.5.2.3 Pali liberi di ruotare in testa, terreni incoerenti
3.5.2.4 Pali a rotazione in testa impedita, terreni incoerenti
3.5.3 Carico limite relativo all’interazione fra i pali ed il
terreno laterale
3.6
Ancoraggi 3.6.1
Dimensionamento
3.7
Chiodature
3.8 Riprofilature
3.8.1 Verifiche di stabilità
3.9 Trincee drenanti
3.9.1 Caratteristiche
delle Trincee Drenanti
3.9.2 Funzionamento
3.9.3 Introduzione al
metodo 3.9.3.1
Determinazione della profondità di progetto della falda
3.9.3.2 Profondità
d’installazione dei dreni
3.9.3.3 Interasse dei
dreni 3.9.4 Stima del
tempo necessario per il raggiungimento della nuova condizione
3.9.5 Verifica dell’efficienza idraulica dei terreni
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INGEGNERIA NATURALISTICA
4.1 Cause ed effetti dell’erosione 4.1.1 Erosione calanchiva
4.1.2 Scorrimento
incanalato 4.1.3 Aree
percorse dal fuoco 4.2
Definizioni e settori di intervento
4.3 Materiali utilizzati
4.3.1 Materiale
vegetativo vivo 4.3.2
Materiali organici inerti
4.3.3 Materiali di sintesi
4.3.4 Altri materiali
4.4 Le principali tecniche di Ingegneria Naturalistica 4.4.1 Inerbimenti mediante semine e idrosemine
4.4.2 Piantagioni di talee o piantine 4.4.3 Fascinate e viminate
vive 4.4.4 Gradonate
vive 4.4.5 Grate vive
4.4.6 Palificate vive
di sostegno 4.4.7
Gabbionate vive
4.4.8 Materassi
rinverditi
4.4.9 Rivestimenti 4.4.10 Opere di regimazione
idraulica
4.5 Errori
frequenti nelle tecniche di Ingegneria Naturalistica
4.5.1 Non corretta
gestione del sito di intervento
4.5.2 Non corretto
utilizzo di materiale naturale vivo
4.5.3 Non corretto
utilizzo di materiale naturale “morto”
4.5.4 Non corretto
utilizzo del materiale inerte
4.5.5 Non corretto
utilizzo di materiale tradizionale e sintetico
-
APPLICAZIONI
5.1 Scavo in presenza di falda
5.2 Scavo su argilla in condizioni non drenate
5.3 Pendio sommerso in condizione di rapido svaso
5.4 Verifica di
stabilità su muro a gravità
5.4.1.1 Cenni teorici
5.4.1.2 Calcolo
5.4.1.3 Conclusioni
5.5 Stabilizzazione con pali di un pendio 5.5.1.1 Carico limite di Broms 5.5.1.2 Carico limite T.Ito & Matsui
5.5.1.3 Metodo della
tensione tangenziale
5.5.1.4 Fattore di sicurezza FS (Bishop)
5.6 Muro in terra
armata
5.6.1.1 Verifica a
rottura e a sfilamento dei rinforzi
5.6.1.2 Verifica a scorrimento della terra armata
5.7 Pendio in terra rinforzata
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Lr lunghezza
efficace del rinforzo
-
fb coefficiente di pullout
-
σ’v tensione
efficace in direzione ortogonale al piano del rinforzo
5.8 Stabilizzazione
di un pendio in roccia mediante chiodatura
5.8.1.1 Calcolo della
resistenza dei chiodi
5.8.1.2 Verifica di
stabilità
5.9 Verifica di
stabilità in condizioni sismiche
5.9.1.1 Analisi
pseudo statica
5.9.1.2 Analisi
dinamica semplificata
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