Relazione Geologica - Comune di Pietrasanta

Studio di geologia Ceccarelli
Galleria Michelangelo Buonarroti 19, 54100 Massa (MS)
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COMUNE DI PIETRASANTA
PROVINCIA DI LUCCA
Progetto di restauro e consolidamento Rocca di Sala
Relazione Geologica
Committente:
Committente: comune di Pietrasanta
Data: ott. 2012
dott. geologo Francesco Ceccarelli

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relazione geologica
SOMMARIO
premessa 2
metodologia 2
localizzazione del sito 2
caratteri dell’intervento 2
caratteristiche geomorfologiche e geologiche 3
caratteristiche idrogeologiche 3
stato dei muri di contenimento 3
indagini sismiche 4
indagini penetrometriche 7
stratigrafia e caratteristiche geotecniche del terreno di fondazione 7
modello sismico 9
vita nominale 9
classi d’uso 9
periodo di riferimento per l’azione sismica 9
azione sismica 9
categoria di sottosuolo – calcolo vs30 9
condizioni topografiche 10
calcolo dell’azione sismica di progetto, ai sensi del d.m. 14 gennaio 2008 10
valutazione degli spettri di risposta elastica 10
analisi delle pericolosità del ps 12
parametri geotecnici caratteristici 12
quadro idrogeologico per la realizzazione delle opere di drenaggio 13
calcolo dei parametri idrogeologici e idraulici per il piccolo bacino oggetto di studio 13
calcolo della portata 14
proposta indicativa di dimensionamento della canaletta (ipotizzata circolare) 15
verifiche stabilità del pendio 16
considerazioni generali sulla stabilità 16
metodo equilibrio limite (lem) 16
metodo di morgenstern e price 17
valutazione dell’azione sismica 18
conclusioni 25
analisi delle pericolosità del ps 25
parametri geotecnici caratteristici 25
Allegati
ubicazione del sito scala 1:4000
carta geologica
ubicazione indagini penetrometriche e certificati delle prove
relazione sulle indagini sismiche
relazione sull'indagine masw
1

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relazione geologica
PREMESSA
La seguente relazione è redatta, su incarico del Comune di Pietrasanta, scopo dello studio è la
caratterizzazione geologica, geomorfologica, idrogeologica dell’area nei dintorni della torre della
Rocca di Sala, la parametrizzazione geotecnica dei terreni inerenti l’intervento di messa in
sicurezza della cinta muraria compresa tra il lato Viareggio delle mura e la torre di guardia.
METODOLOGIA
La metodologia applicata per la stesura della presente relazione è in accordo con le normative
sopra citate:
Raccolta di dati bibliografici;
Inquadramento geologico, geomorfologico e idrogeologico;
Indagini in sito comprendenti rilevamento geologico, prove geognostiche.
LOCALIZZAZIONE DEL SITO
L'area oggetto di studio è situata nel Comune di Pietrasanta, sulla collina sovrastante la cittadina
di Pietrasanta, ad una quota di circa 80/90 m s.l.m.
CARATTERI DELL’INTERVENTO
Lo studio è finalizzato alla caratterizzazione geologica, geomorfologica ed idrogeologica dell’area,
alla valutazione dei parametri geotecnici dei litotipi e alla verifica delle condizioni al contorno in
riferimento alla stabilità della Torre della Rocca di Sala e delle mura poste sul lato Viareggio della
torre di guardia.
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CARATTERISTICHE GEOMORFOLOGICHE E GEOLOGICHE
L'area interessata dallo studio in oggetto è posta ad una quota di circa 85 m s.l.m. sul versante
occidentale del monte di Capriglia, comune di Pietrasanta.
Il versante presenta una pendenza non molto accentuata per la presenza di piane di dimensioni
variabili con scarpate di altezza dai 50 cm ai 2 metri.
La vegetazione principale è costituita da ulivi con sottobosco incolto.
La carta geologica in allegato mostra le relazioni spaziali esistenti tra le diverse formazioni ed
unità geologiche riconosciute e cartografate. Nella zona affiorano terreni relativi al basamento
paleozoico Unità di Massa e formazioni calcaree della Falda Toscana: sono presenti formazioni
filladiche (filladi sericitiche) databili al Carnico obliterate da coltri di detrito eluvio-colluviale di
spessore talora elevato, in contatto tettonico con il sovrastante Calcare Cavernoso appartenente
alla serie della Falda Toscana.
L’area oggetto di intervento è situata sul substrato roccioso delle Filladi sericitiche, l’area non
presenta segni di dissesto nell’area immediatamente a valle delle rocca.
A nord della Rocca di Sala, lungo le valli del canale Giardinaccio, si svilluppano due frane non
attive che interessano principalmente la coltre superficiale eluvio colluviale.
CARATTERISTICHE IDROGEOLOGICHE
Nell’area oggetto di studio si hanno evidenze di ruscellamento superficiale diffuso, talora si
ritrovano delle fossette generate da un ruscellamento erosivo e concentrato. Le forme maggiori
di erosione dovute alle acque sono presenti lungo il corso del rio S. Maria che delimita a sud il
rilievo su cui sorge la Rocca.
Le formazioni litoidi rilevate nell'area presentano una permeabilità per porosità assente ed una
permeabilità per fessurazione discreta/bassa per le filladi, elevata per il calcare cavernoso. Tale
tipo di permeabilità tende a chiudersi nelle filladi a causa della alterazione argillitica della roccia.
La coltre eluvio-colluviale è costituita in gran parte da argille molto plastiche e limi con all’interno
ciottoli di litotipi costituenti il substrato roccioso, lo spessore di tale copertura è di circa 2 metri.
La permeabilità è bassa.
Nell’area non si è notata la presenza di opere di regimazione idraulica idonee. Nella fase di
esecuzione delle prove geognostiche non si è rilevata la falda freatica.
La situazione di degrado dei terreni all’interno della rocca, nella quale non si hanno opere di
regimazione idraulica, potrebbe influire negativamente sulle caratteristiche geotecniche dei
litotipi costituenti l’area. Subito a monte del porticato d’entrata alla rocca, posteriormente alla
torre oggetto di studio, si ha un ruscellamento di acque superficiali evidenziato da forte umidità
lungo le pareti, tale acque si infiltrano poi nel terreno.
STATO DEI MURI DI CONTENIMENTO
I muri di contenimento a secco delimitanti le piane a valle della torre della Rocca di Sala, hanno
altezze variabili da meno di un metro a più di tre metri.
In molti tratti questi si presentano leggermente dissestati e nella maggior parte dei casi
leggermente “spanciati”.
Il muro a secco immediatamente sottostante la Torre, probabilmente a causa delle spinte da
tergo, è leggermente aggettante. Il substrato roccioso affiora in alcuni tratti dei muri a secco
posti a nord-ovest della Torre.
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INDAGINI
SISMICHE
Per cercare di individuare la profondità del substrato roccioso, utile per impostare adeguate
opere per la messa in sicurezza delle mura e della torre, si è ritenuto opportuno eseguire delle
stese sismiche a rifrazione. Nel maggio 2005 è stata commissionata alla Geognostica Apuana
S.n.c. un’indagine geognostica a sismica a rifrazione. Sono stati realizzati tre profili, i quali hanno
evidenziato lo spessore della coltre superficiale e dello substrato roccioso.
I tre stendimenti sono stati posizionati considerando sia la natura dell’intervento sia le
caratteristiche morfologiche e “edilizie” dell’area, in particolare lo stendimento ROCCA 1-1’ è
stato realizzato circa parallelamente all’andamento delle mura passando sotto la torre di
guardia, lungo circa 52 m, lo stendimento ROCCA 2-2’ lungo circa 30 m è situato in
corrispondenza dell’entrata alla rocca a fianco della Torre di guardia, infine lo stendimento
ROCCA 3-3’ è stato effettuato nella porzione lato E-SE delle mura lungo circa 30 m.
L’interpretazione del profilo 1–1’ ha consentito l’individuazione di un primo strato costituito da
materiale detritico di copertura e il passaggio con la parte più superficiale alterata e
scompaginata del bedrock. Lo strato del detrito di copertura presenta velocità delle onde P
compresa fra 300 e 330 m/sec indice di scadenti caratteristiche elastiche e geotecniche, tale
strato presenta spessore massimo di circa 4 metri in corrispondenza dei muri di contenimento
posi immediatamente a valle della Torre, per diminuire ad un valore medio di circa 2 metri nella
parte antistante le mura. Da aggiungere che la stesa sismica è stata realizzata ad una distanza
di circa 4/5 metri dalle mura, pertanto è prevedibile (come dimostrano le stese 2-2’ e 3-3’) che
lo spessore della coltre diminuisca in prossimità delle mura. Infatti la coltre detritica aumenta in
prossimità dei muri a secco che sorreggono le piane in conseguenza dei riempimenti o
modellamenti morfologici realizzati.
La parte di roccia alterata presenta velocità delle onde P di circa 950 m/sec evidenziando
caratteristiche elastiche del litotipo attraversato mediocri. L’esame visivo superficiale della roccia
affiorante indica infatti una tipologia di roccia alterata, intensamente fratturata.
Il secondo profilo denominato 2-2’ è stato realizzato, come detto, trasversalmente alle mura, in
questo sondaggio le profondità sino alle quali si può stimare i risultati delle indagini sismiche
attendibili è di circa 10/12 m (la profondità di indagine è strettamente correlata alla lunghezza
della stesa sismica) è stato individuato un unico rifrattore che costituisce il passaggio tra il
detrito di copertura e il sottostante substrato roccioso alterato e scompaginato costituito dalle
rocce filladiche. Lungo la sezione il detrito si presenta con uno spessore estremamente variabile
con valori compresi fra 1,5 m e 4 m. I valori maggiori si hanno in prossimità dei muri di
contenimento, i valori minori sul lato a monte dei singoli terrazzi. È presumibile supporre che i
muri a secco poggino sulla roccia sottostante, si ricorda che una stesa sismica è pur sempre
una indagine indiretta affetta da una tolleranza di incertezza. Le velocità della coltre detritica e del
substrato roccioso risultano confrontabili con quelle determinate nella stesa 1-1’.
Per quanto concerne l’area di intervento si stima una profondità del detrito di copertura di circa
3.5 metri.
Sempre ortogonalmente alle mura è stata realizzata una stesa sismica il cui profilo è denominato
3-3’. Tale sezione taglia le alte mura della rocca ed evidenzia he le mura sono fondate
direttamente (almeno in quel tratto) sul substrato roccioso. Anche in questo caso la velocità delle
onde P per il detrito e per il substrato roccioso è paragonabile a quello rilevato nelle altre sezioni,
per quanto concerne gli spessori della coltre detritica si conferma quanto asserito nelle righe
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precedenti, ovvero si hanno spessori maggiori ai limiti dei terrazzi e minori sul lato monte del
terrazzo.
Da sottolineare lo spessore di circa 5 metri di detrito che si addossa alle mura, si evidenzia che
tale situazione potrebbe comportare condizioni di dissesto alle mura in futuro.
I dettagli delle stese sismiche effettuate sono riportati negli allegati.
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È stata inoltre eseguita nel settembre 2012 una indagine sismica masw finalizzata a
determinare la categoria sismica del suolo di fondazione. In allegato la relazione sull'indagine che
evidenzia una vs30 pari a 594 m/s con un cambio di velocita (vs > 800 m/s) a partire da 16
metri di profondità.
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INDAGINI PENETROMETRICHE
Per la parametrizzazione dei terreni affioranti sono state eseguite tre prove penetrometriche
mediante l’utilizzo di penetrometro leggero.
Le prove penetrometriche sono state condotte utilizzando il Penetrometro Leggero DI30-gt dalle
seguenti caratteristiche:
Peso del maglio: 30 Kg
Diametro delle aste: 2 cm
Area della punta conica: 10 cmq
Altezza di caduta del maglio: 20 cm
Peso di ciascuna asta di sondaggio: 2,97 Kg
I tre sondaggi, la cui ubicazione è visibile in allegato 2, sono stati condotti sino alla profondità di
2.4, 1.4 e 3.5 metri dal piano di campagna, profondità alla quale si è verificato il rifiuto
strumentale.
Non si è ritrovata presenza di acqua di falda.
Per maggiori dettagli sulle prove eseguite e per le caratteristiche dei terreni individuati si
rimanda agli allegati delle indagini.
STRATIGRAFIA E CARATTERISTICHE TERISTICHE GEOTECNICHE DEL TERRENO DI FONDAZIONE
L’area in esame si trova come detto su substrato roccioso costituito da rocce filladiche
sericitiche appartenenti all’Unità di Massa e da una coltre superficiale di spessore variabile di
litotipi di coltre eluvio colluviale. Da conoscenze acquisite sull’area, dalla bibliografia esistente,
dalla valutazione dei sondaggi geognostici realizzati (la cui ubicazione e caratteristiche
strumentali è riportata negli allegati), e dalle stesse caratteristiche geologiche è stato possibile
individuare la seguente stratigrafia :
penetrometria 1 (profondità 2.4 metri dal piano campagna)
dal p.c. a 220 cm : terreno dalle caratteristiche geotecniche assimilabile a terreni di riporto poco
addensati;
da 220 cm ad circa 2.5 metri di profondità: litotipo con caratteristiche geotecniche buone
assimilabile a ghiaie e sabbie;
da circa 2.5 metri substrato roccioso filladico sericitico.
penetrometria 2 (profondità 1.4 metri dal piano campagna)
dal p.c. a circa 100 cm : terreno dalle caratteristiche geotecniche assimilabile a terreni di riporto
poco addensati;
da 100 cm ad circa 1.5 metri di profondità: litotipo con caratteristiche geotecniche buone
assimilabile a ghiaie e sabbie;
da circa 1.5 metri substrato roccioso filladico sericitico.
penetrometria 3 (profondità 3.5 metri dal piano campagna)
dal p.c. a 100 cm : terreno dalle caratteristiche geotecniche assimilabile a terreni di riporto poco
addensati;
da 100 cm ad circa 3.4 metri di profondità: litotipo con caratteristiche geotecniche buone
assimilabile a ghiaie e sabbie che migliora le proprietà geotecniche con la profondità;
da circa 3.5 metri substrato roccioso filladico sericitico.
È possibile che le piane a valle della Rocca siano state rimoddellate nei secoli dall’uomo, si
spiegano così anche gli spessori elavati di coltre superficiale.
Il livello libero della falda non è stato individuato nel corso delle prove geognostiche eseguite.
I parametri geotecnici medi dei litotipi presenti possono essere schematizzati come segue:
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parametri fisicomeccanici
Strato superficiale ghiaia e ciottoli con sabbia e Substrato roccioso
argilla (copertura detritica) molto fratturato
ϕ (°) 24-28 25-31 34-38
cu (kg/cm2) 0,2 0,25-1 >1
γ (kg/cm3) 1700 1900 2300
con γ, cu e ϕ si indicano rispettivamente il peso volume o peso specifico apparente, la coesione
non drenata e l’angolo di attrito interno.
Per maggiori dettagli sulla parametrizzazione geotecnica si rimanda agli allegati delle prove
geognostiche realizzate.
In via prudenziale si consiglia di adottare quale valore di c' un decimo del valore di cu.
Si può dunque ritenere che il substrato roccioso filladico segua un andamento del seguente tipo:
sul lato Viareggio delle mura oggetto di intervento, a circa 0.5/1 metri dalle mura (dove si
presume verranno realizzati i micropali), si ha una coltre detritica dello spessore di circa 0.5
metri, sottostante vi è un substrato roccioso dalle caratteristiche geomeccaniche mediocri ma
comunque più che sufficienti per le tipologie di intervento. Spostandoci verso la torre di guardia, il
substrato roccioso si approfondisce sino a circa 3/3.5 metri sino ad avere spessori di quasi
4/4.5 metri nell’area antistante la Torre.
Dato di particolare interesse, rilevato dall’interpretazione delle stese sismiche effettuate,
riguarda la presenza della coltre detritica immediatamente a ridosso delle mura della fortezza
con spessori di circa 5 metri, le quali, in condizioni di saturazione del deposito, oltretutto in
completo stato di abbandono, potrebbero comportare futuri dissesti alle mura e alla torre.
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MODELLO SISMICO
Vita nominale
La vita nominale di un’opera strutturale VN è intesa come il numero di anni nel quale la struttura,
purché soggetta alla manutenzione ordinaria, deve potere essere usata per lo scopo al quale è
destinata.
La vita nominale del bene in oggetto è > di 50 anni
Classi d’uso
La classe d’uso del bene in oggetto è la II.
Periodo di riferimento per l’azione sismica
Le azioni sismiche su ciascuna costruzione sono valutate in relazione ad un periodo di riferimento
VR che si ricava, per ciascun tipo di costruzione, moltiplicandone la vita nominale NV per il
coefficiente d’uso CU:
VR = VN ×CU
Il valore del coefficiente d’uso CU è definito, al variare della classe d’uso, come mostrato in
tabella:
Se VR ≤ 35 anni si pone comunque VR = 35 anni.
Azione sismica
I caratteri del moto sismico su sito di riferimento rigido orizzontale sono
descritti dalla distribuzione sul territorio nazionale delle seguenti grandezze,
sulla base delle quali sono compiutamente definite le forme
spettrali per la generica PVR :
ag = accelerazione massima al sito;
Fo = valore massimo del fattore di amplificazione dello spettro in
accelerazione orizzontale;
Tc * = periodo di inizio del tratto a velocità costante dello spettro in
accelerazione orizzontale.
Categoria di sottosuolo – calcolo Vs30
Per quanto concerne la determinazione della “Categoria di suolo di
fondazione” così come richiesto dal D.M 14 Gennaio 2008 - Norme
tecniche per le costruzioni nei riguardi della misura della velocità media
delle onde sismiche trasversali nei primi trenta metri sotto il piano di
fondazione.
La categoria di sottosuolo di fondazione individuata tramite l’indagine è la E.
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Condizioni topografiche
Il sito oggetto di studio è classificato nella categoria topografica T2.
Calcolo dell’azione sismica di progetto, ai sensi del D.M. 14 gennaio 2008
Con l'entrata in vigore del D.M. 14 gennaio 2008 la stima della pericolosità sismica, intesa come
accelerazione massima orizzontale su suolo rigido (Vs30>800 m/s), è definita mediante un
approccio "sito dipendente" e non più tramite un criterio "zona dipendente".
Secondo quanto riportato nell'allegato A del D.M. 14 gennaio 2008, la stima dei parametri
spettrali necessari per la definizione dell'azione sismica di progetto è effettuata calcolandoli
direttamente per il sito in esame, utilizzando come riferimento le informazioni disponibili nel
reticolo di riferimento (riportato nella tabella 1 nell'allegato B del D.M. 14 gennaio 2008).
Valutazione degli spettri di risposta elastica
Per la valutazione degli spettri di risposta elastica è utilizzato il programma GEOSTRU, il foglio di
calcolo del programma fornisce gli spettri di risposta rappresentativi delle componenti
(orizzontali e verticale) delle azioni sismiche di progetto per il sito in oggetto ai sensi del D.M. 14
gennaio 2008.
Coefficienti sismici [N.T.C.]
Sito in esame.
latitudine: 43,960407
longitudine: 10,234902
Classe: 2
Vita nominale: 50
Siti di riferimento
Sito 1ID: 19156 Lat: 43,9396Lon: 10,2268 Distanza: 2398,967
Sito 2ID: 19157 Lat: 43,9415Lon: 10,2963 Distanza: 5340,855
Sito 3ID: 18935 Lat: 43,9915Lon: 10,2936 Distanza: 5834,178
Sito 4ID: 18934 Lat: 43,9896Lon: 10,2241 Distanza: 3358,405
Dati generali
Tipo opera: 2 - Opere ordinarie
Classe d'uso: Classe II
Vita nominale: 50,0 [anni]
Vita di riferimento: 50,0 [anni]
Parametri sismici su sito di riferimento
Categoria sottosuolo: E
Categoria topografica: T2
S.L.
Stato limite
TR
Tempo ritorno
[anni]
ag
[m/s²]
F0
[-]
TC*
[sec]
S.L.O. 30,0 0,43 2,51 0,24
S.L.D. 50,0 0,54 2,52 0,25
S.L.V. 475,0 1,33 2,4 0,29
S.L.C. 975,0 1,71 2,37 0,3
Coefficienti sismici orizzontali e verticali
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Opera: Opere di sostegno
S.L.
Stato limite
amax
[m/s²]
beta
[-]
kh
[-]
kv
[sec]
S.L.O. 0,8256 0,18 0,0152 0,0076
S.L.D. 1,0368 0,18 0,019 0,0095
S.L.V. 2,5536 0,24 0,0625 0,0312
S.L.C. 3,1711 0,24 0,0776 0,0388
Coefficiente azione sismica orizzontale 0,0625
Coefficiente azione sismica verticale 0,031 2
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ANALISI DELLE PERICOLOSITÀ
OSITÀ DEL PS
Pericolosità
geomorfologica
Pericolosità
geolitotecnica
Pericolosità
idraulica
Pericolosità
sismica
PS
G2 ----> fattibilità 2
G1 ----> fattibilità 1
I1 ----> fattibilità 1
S3 ----> fattibilità 3
Per l'art. 80 delle NTA comunali l'intervento è fattibile.
Non si inseriscono aree impermeabili pertanto non deve essere calcolata l'invarianza idraulica.
PARAMETRI GEOTECNICI CARATTERISTICI
La valutazione dei parametri geotecnici caratteristici effettuata in base alle indagini valutate ed è
applicata la stima del valore caratteristico attraverso interpretazione e vagliatura del dato
eseguita dallo scrivente.
Angolo
(°)
attrito
Cu (Kg/cmq)
C' (Kg/cmq)
(1/10 di cu)
Peso di volume
(Kg/mc)
coltre superficiale 26 0,2 0.02 1700,00
corpo detritico 29 0,5 0.05 1900,00
roccia molto alterata e
36
fratturata
1 1 2300,0
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QUADRO IDROGEOLOGICO PER LA REALIZZAZIONE DELLE OPERE DI DRENAGGIO
Parte dello studio è finalizzata a comprendere la natura idraulica dell’area: l’area a monte delle
mura oggetto di intervento è caratterizzata dalla presenza di forte a pianta quadrata, un
sottostante edificio e da un “giardino” a piane.
Nell’area non si sono rilevate opportune opere di regimazione idraulica, le quali a giudizio dello
scrivente sono e possono essere una delle principali cause di dissesto sia per il territorio che per
le infrastrutture presenti nell’area.
Nella relazione del 2003 si riportava: “La situazione di degrado dei terreni all’interno della rocca,
nella quale non si hanno opere di regimazione idraulica, potrebbe influire negativamente sulle
caratteristiche geotecniche dei litotipi costituenti l’area. Subito a monte del porticato d’entrata
alla rocca, posteriormente alla torre oggetto di studio, si ha un ruscellamento di acque
superficiali evidenziato da forte umidità lungo le pareti, tale acque si infiltrano poi nel terreno.”
Risulta dunque necessario procedere ad una serie di misure atte a convogliare le acque di
ruscellamento superficiale in modo corretto e di allontanarle dall’area della Rocca senza creare
danni o dissesto a terzi. Si ipotizza infatti che le acque opportunamente raccolte all’interno della
rocca vengano poi fatte scendere a valle lungo lo stradello di accesso alla rocca. In tale opera di
regimazione potranno essere convogliate anche le acque drenate dai muri di contenimento,
infatti tali avque saranno sensibilmente minori rispetto alle acque piovani afferenti, inoltre non vi
sarà pericolo che le due portate si sovrappongano in quanto la risposta ad un evento meteorico
della falda è generalmente molto maggiore rispetto alle acque ruscellanti.
Per il dimensionamento delle opere idrauliche si è calcolata la portata duecentennale nel
seguente modo:
Calcolo dei parametri idrogeologici e idraulici per il piccolo bacino oggetto di studio
Partendo dai dati pluviometrici forniti dalla stazione di misura di Viareggio (dati riportati in
allegato), è possibile eseguire le elaborazioni necessarie per ottenere le curve che descrivono
l’altezza delle precipitazioni (h) in funzione della loro durata (t). L’equazione che collega queste due
variabili ha la seguente forma:
h (mm) = a t n ;
dove
a = variabile funzione del tempo di ritorno;
n = costante per un dato valore di t;
e prende il nome di curva segnalatrice di possibilità climatica o pluviometrica.
I dati pluviometrici necessari al calcolo sono stati reperiti negli Annali Idrologici della stazione
pluviografica di Viareggio. Su tali documenti sono fornite, in forma di tabella, le massime
precipitazioni registrate anno per anno, per determinate durate di riferimento. Normalmente si
distinguono i dati relativi alle precipitazioni con durata inferiore ad 1 ora (piogge di notevole
intensità e breve durata), da quelle di durata superiore. Le durate di riferimento sono
generalmente standard, prendendo in considerazione durate di 10, 15, 30, 45 minuti, nel caso
di piogge brevi ed intense, e di 1, 3, 6, 12 e 24 ore nel caso di precipitazioni orarie.
Una stima sufficientemente attendibile della curva segnalatrice di possibilità climatica richiede
l’utilizzo di registrazioni che coprono almeno un intervallo di 30-35 anni. Minore l’intervallo di
registrazione minore l’attendibilità dei risultati.
Il metodo statistico utilizzato generalmente è quello di Gumbel:
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Eseguito il calcolo delle curve segnalatrici di possibilità climatica per gli N anni di cui si
dispongono le registrazioni pluviometriche, si ordinano i valori di a ricavati in ordine crescente,
attribuendo il numero 1 al valore massimo, il valore N a quello minimo.
Si calcolano gli N rapporti:
Pi = i / (N + 1);
con i compreso fra 1 e N. Questi rapporti indicano la probabilità che il corrispondente valore di a
non venga raggiunto o superato. I valori di Pi ricavati permettono di definire la scala dei tempi di
ritorno:
Ti = 1 / (1 - Pi).
Si riportano le N coppie di valori (Ti, ai) in un diagramma semilogaritmico (l’ asse X - l’asse dei
tempi di ritorno - va costruito in scala logaritmica), interpolando fra i punti una retta: il
diagramma consente di ricavare il valore di a per qualsiasi tempo di ritorno. E’ evidente che
l’estrapolazione del parametro a non deve andare troppo oltre il periodo di registrazione.
Riassumendo, i calcoli effettuati hanno permesso di individuare i seguenti parametri:
Tr 200 anni
h (mm) = a t n ;
con a = 89.2;
n = 0.28;
Calcolo della portata
Per il calcolo della portata si adotta la formula razionale, la quale fornisce il valore della portata di
piena Q (mc/s) in funzione del tempo di ritorno TR 200 anni, a partire dal volume specifico dei
deflussi (mm), in funzione dell’ampiezza dell’area scolante A (km2) e del tempo di percorrenza dei
deflussi stessi, detto tempo di corrivazione tc (ore).
Q = c h S K / tc
C= coefficiente di deflusso, rapporto fra gli afflussi meteorici e i corrispondenti deflussi
superficiali
K= è un fattore che tiene conto della non uniformità delle unità di misura per le unità di misura
citate (k=0,2777).
Per la determinazione del tempo di corrivazione (tc) è stato adottato il metodo di Giandotti che
risulta essere il più cautelativo.
La tabella sottostante riassume i valori di tc calcolati con diversi modi, per il bacino in esame.
Tempo di corrivazione
Metodi
GIANDOTTI tc(ore) =
[ 4*
( ^0.5)
+ 1.5* L] / 0.8* (( Hm − Ho)
^0. 5)
A [ ]= 0.15
Parametri di bacino imbrifero
A /km2) area del bacino sottesa alla sezione di calcolo 0.0041
L (km) estensione del percorso più lungo che deve compiere la singola particella 0.050
d’acqua per raggiungere la sezione suddetta
Hm (m s.l.m) la quota media del bacino 85.00
Ho (m s.l.m.) quota della sezione di chiusura 80.00
D (km) è il diametro del cerchio di area uguale al bacino 0.036
P(%) pendenza media 22
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relazione geologica
La tabella che segue riporta valori di Q attesi per TR di 200 anni
Deflusso C= 0,3 S (kmq) 0.0041 Tc= 0.15
TR a n tc (ore) h (mm) ic Q
(mc/sec)
200 89.2 0.2800 0.15 52.44 349.6 0.119
Tr 200 anni, Qmax= 0.12 m3/s
Proposta indicativa di dimensionamento nto della canaletta (ipotizzata circolare)
Il dimensionamento è stato verificato rispetto alla portata di una condotta a pelo libero, in
maniera speditiva:attraverso la formula di Chezy, si calcola la velocità:
3 2
V = K R *
i
D= diametro interno del canale circolare (25 cm)
W= livello % di riempimento nel canale (80%)
i= pendenza del canale (0.1)
K= coefficiente scabrezza (80)
Sulla base di tali valori cautelativi (si ipotizza il riempimento della condotta dell’ 80 % , una
pendenza di 0.1 sicuramente inferiore alla reale e un coefficiente di scabrezza basso e con
diametro della condotta di Φ 25 cm) si è calcolata, una portata pari a Q= 0.19 mc/sec, portata
maggiore di quella afferente alla condotta.
Tabella coefficienti scabrezza di gauckler-strickler
Tubi Pe, PVC, PRFV K=120
Tubi nuovi gres o ghisa rivestita K=100
Tubi in servizio con lievi incrostazioni o cemento ord. K=80
Tubi in servizio corrente con incrostazioni e depositi K=60
Canali con ciottoli e ghiaia sul fondo K=40
Riassumendo si consiglia la realizzazione di una serie di canalette di raccolta delle acque
superficiali nelle quali potranno essere convogliate anche le acque di drenaggio dei muri e la
condotta fognaria di acque bianche che scende a valle lungo lo stradello di accesso esistente
abbia almeno un diametro di 0.25 m.
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relazione geologica
VERIFICHE STABILITÀ DEL D
PENDIO
Considerazioni generali sulla stabilità
Per la verifica della stabilità del pendio, sul quale saranno realizzate le opere sono utilizzati i
parametri geotecnici dei diversi litotipi sopra riportati. Si propone la verifica di stabilità dello stato
attuale e di progetto:
Introduzione all'analisi di stabilità
La risoluzione di un problema di stabilità richiede la presa in conto delle equazioni di campo e dei
legami costitutivi. Le prime sono di equilibrio, le seconde descrivono il comportamento del
terreno. Tali equazioni risultano particolarmente complesse in quanto i terreni sono dei sistemi
multifase, che possono essere ricondotti a sistemi monofase solo in condizioni di terreno secco,
o di analisi in condizioni drenate.
Nella maggior parte dei casi ci si trova a dover trattare un materiale che se saturo è per lo meno
bifase, ciò rende la trattazione delle equazioni di equilibrio notevolmente complicata. Inoltre è
praticamente impossibile definire una legge costitutiva di validità generale, in quanto i terreni
presentano un comportamento non-lineare già a piccole deformazioni, sono anisotropi ed inoltre
il loro comportamento dipende non solo dallo sforzo deviatorico ma anche da quello normale. A
causa delle suddette difficoltà vengono introdotte delle ipotesi semplificative:
(a) Si usano leggi costitutive semplificate: modello rigido perfettamente plastico. Si assume che la
resistenza del materiale sia espressa unicamente dai parametri coesione ( c ) e angolo di
resistenza al taglio (), costanti per il terreno e caratteristici dello stato plastico; quindi si suppone
valido il criterio di rottura di Mohr-Coulomb.
(b) In alcuni casi vengono soddisfatte solo in parte le equazioni di equilibrio.
Metodo equilibrio limite (LEM)
Il metodo dell'equilibrio limite consiste nello studiare l'equilibrio di un corpo rigido, costituito dal
pendio e da una superficie di scorrimento di forma qualsiasi (linea retta, arco di cerchio, spirale
logaritmica); da tale equilibrio vengono calcolate le tensioni da taglio () e confrontate con la
resistenza disponibile (f), valutata secondo il criterio di rottura di Coulomb, da tale confronto ne
scaturisce la prima indicazione sulla stabilità attraverso il coefficiente di sicurezza F = f / .
Tra i metodi dell'equilibrio limite alcuni considerano l'equilibrio globale del corpo rigido (Culman),
altri a causa della non omogeneità dividono il corpo in conci considerando l'equilibrio di ciascuno
(Fellenius, Bishop, Janbu ecc.).
Di seguito vengono discussi i metodi dell'equilibrio limite dei conci.
Metodo dei conci
La massa interessata dallo scivolamento viene suddivisa in un numero conveniente di conci. Se il
numero dei conci è pari a n, il problema presenta le seguenti incognite:
n valori delle forze normali Ni agenti sulla base di ciascun concio;
n valori delle forze di taglio alla base del concio Ti
(n-1) forze normali Ei agenti sull'interfaccia dei conci;
(n-1) forze tangenziali X i agenti sull'interfaccia dei conci;
n valori della coordinata a che individua il punto di applicazione delle Ei;
(n-1) valori della coordinata che individua il punto di applicazione delle Xi ;
una incognita costituita dal fattore di sicurezza F.
Complessivamente le incognite sono (6n-2).
mentre le equazioni a disposizione sono:
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relazione geologica
Equazioni di equilibrio dei momenti n
Equazioni di equilibrio alla traslazione verticale n
Equazioni di equilibrio alla traslazione orizzontale n
Equazioni relative al criterio di rottura n
Totale numero di equazioni 4n
Il problema è staticamente indeterminato ed il grado di indeterminazione è pari a
i = (6n-2)-(4n) = 2n-2.
Il grado di indeterminazione si riduce ulteriormente a (n-2) in quando si fa l'assunzione che
Ni sia applicato nel punto medio della striscia, ciò equivale ad ipotizzare che le tensioni normali
totali siano uniformemente distribuite.
I diversi metodi che si basano sulla teoria dell'equilibrio limite si differenziano per il modo in cui
vengono eliminate le (n-2) indeterminazioni.
Metodo di MORGENSTERN e PRICE
Si stabilisce una relazione tra le componenti delle forze di interfaccia del tipo X = λ f(x)E, dove λ è
un fattore di scala e f(x), funzione della posizione di E e di X, definisce una relazione tra la
variazione della forza X e della forza E all’interno della massa scivolante. La funzione f(x) è scelta
arbitrariamente (costante, sinusoide, semisinusoide, trapezia, spezzata…) e influenza poco il
risultato, ma va verificato che i valori ricavati per le incognite siano fisicamente accettabili.
La particolarità del metodo è che la massa viene suddivisa in strisce infinitesime alle quali
vengono imposte le equazioni di equilibrio alla traslazione orizzontale e verticale e di rottura sulla
base delle strisce stesse. Si perviene ad una prima equazione differenziale che lega le forze
d’interfaccia incognite E, X, il coefficiente di sicurezza Fs , il peso della striscia infinitesima dW e la
risultante delle pressioni neutra alla base dU.
Si ottiene la cosiddetta “equazione delle forze”:
c'sec
2
α ⎛ dW
+ tgϕ'
⎜
F ⎝ dx
s
−
dX
dx
dE dU
− tgα
− secα
dx dx
⎞
⎟
⎠
=
=
dE
dx
⎛ dX
− tgα⎜
⎝ dx
dW ⎞
− ⎟
dx ⎠
Una seconda equazione, detta “equazione dei momenti”, viene scritta imponendo la condizione di
equilibrio alla rotazione rispetto alla mezzeria della base:
( E )
d
X =
dx
γ
dE
− γ
dx
queste due equazioni vengono estese per integrazione a tutta la massa interessata dallo
scivolamento.
Il metodo di calcolo soddisfa tutte le equazioni di equilibrio ed è applicabile a superfici di qualsiasi
forma, ma implica necessariamente l’uso di un calcolatore.
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relazione geologica
valutazione dell’azione sismica
Nelle verifiche agli Stati Limite Ultimi la stabilità dei pendii nei confronti dell’azione sismica viene
eseguita con il metodo pseudo-statico. Per i terreni che sotto l’azione di un carico ciclico possono
sviluppare pressioni interstiziali elevate viene considerato un aumento in percento delle pressioni
neutre che tiene conto di questo fattore di perdita di resistenza.
Ai fini della valutazione dell’azione sismica, nelle verifiche agli stati limite ultimi, vengono
considerate le seguenti forze statiche equivalenti:
F
F
H
V
= K
= K
o
v
⋅W
⋅W
Essendo:
F H
e F V
rispettivamente la componente orizzontale e verticale della forza d’inerzia applicata al
baricentro del concio;
W: peso concio
Ko: Coefficiente sismico orizzontale
Kv: Coefficiente sismico verticale.
Calcolo coefficienti sismici
Le NTC 2008 calcolano i coefficienti Ko e Kv in dipendenza di vari fattori:
K o = βs×(a max /g)
Kv=±0,5×Ko
Con
βs coefficiente di riduzione dell’accelerazione massima attesa al sito;
a max accelerazione orizzontale massima attesa al sito;
g accelerazione di gravità.
Tutti i fattori presenti nelle precedenti formule dipendono dall’accelerazione massima attesa sul
sito di riferimento rigido e dalle caratteristiche geomorfologiche del territorio.
amax = SS ST ag
S S (effetto di amplificazione stratigrafica): 0.90 ≤Ss≤ 1.80; è funzione di F 0 (Fattore massimo di
amplificazione dello spettro in accelerazione orizzontale) e della categoria di suolo (A, B, C, D, E).
ST (effetto di amplificazione topografica).
Il valore di S T varia con il variare delle quattro categorie topografiche introdotte:
T1(ST = 1.0) T2(ST = 1.20) T3(ST =1.20) T4(ST = 1.40).
Questi valori sono calcolati come funzione del punto in cui si trova il sito oggetto di analisi. Il
parametro di entrata per il calcolo è il tempo di ritorno dell’evento sismico che è valutato come
segue:
TR=-VR/ln(1-PVR)
Con VR vita di riferimento della costruzione e PVR probabilità di superamento, nella vita di
riferimento, associata allo stato limite considerato. La vita di riferimento dipende dalla vita
nominale della costruzione e dalla classe d’uso della costruzione (in linea con quanto previsto al
punto 2.4.3 delle NTC). In ogni caso VR dovrà essere maggiore o uguale a 35 anni.
Ricerca della superficie di scorrimento critica
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relazione geologica
In presenza di mezzi omogenei non si hanno a disposizione metodi per individuare la superficie di
scorrimento critica ed occorre esaminarne un numero elevato di potenziali superfici. Nel caso
vengano ipotizzate superfici di forma circolare, la ricerca diventa più semplice, in quanto dopo
aver posizionato una maglia dei centri costituita da m righe e n colonne saranno esaminate tutte
le superfici aventi per centro il generico nodo della maglia mn e raggio variabile in un
determinato range di valori tale da esaminare superfici cinematicamente ammissibili.
Sezione stratigrafica geotecnica
Quali opere si è inserito il muro della rocca (rappresentato più basso per problemi grafici del
software) e i micropali lunghezza 8 m phi 127 mm interasse 75 cm.
Analisi di stabilità dei pendii con: MORGENSTERN-PRICE (1965)
Lat./Long. 43,960407/10,234902
Normativa NTC 2008
Numero di strati 2,0
Numero dei conci 10,0
Grado di sicurezza ritenuto accettabile 1,1
Coefficiente parziale resistenza 1,1
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Analisi
Superficie di forma circolare
relazione geologica
Condizione non drenata
Maglia dei Centri
Ascissa vertice sinistro inferiore xi
6,86 m
Ordinata vertice sinistro inferiore yi
13,19 m
Ascissa vertice destro superiore xs
21,81 m
Ordinata vertice destro superiore ys
21,6 m
Passo di ricerca 10,0
Numero di celle lungo x 10,0
Numero di celle lungo y 10,0
Coefficienti sismici [N.T.C.]
Dati generali
Tipo opera:
Classe d'uso:
Vita nominale:
Vita di riferimento:
Parametri sismici su sito di riferimento
Categoria sottosuolo:
Categoria topografica:
2 - Opere ordinarie
Classe II
50,0 [anni]
50,0 [anni]
E
T2
S.L.
Stato limite
TR
Tempo ritorno
[anni]
ag
[m/s²]
F0
[-]
TC*
[sec]
S.L.O. 30,0 0,43 2,51 0,24
S.L.D. 50,0 0,54 2,52 0,25
S.L.V. 475,0 1,33 2,4 0,29
S.L.C. 975,0 1,71 2,37 0,3
Coefficienti sismici orizzontali e verticali
Opera:
Opere di sostegno
S.L.
Stato limite
amax
[m/s²]
beta
[-]
kh
[-]
kv
[sec]
S.L.O. 0,8256 0,18 0,0152 0,0076
S.L.D. 1,0368 0,18 0,019 0,0095
S.L.V. 2,5536 0,24 0,0625 0,0312
S.L.C. 3,1711 0,24 0,0776 0,0388
Coefficiente azione sismica orizzontale 0,0625
Coefficiente azione sismica verticale 0,031 2
Stratigrafia
c: coesione; cu: coesione non drenata; Fi: Angolo di attrito; G: Peso Specifico; Gs: Peso Specifico Saturo; K: Modulo di
Winkler
Strato c cu Fi G Gs K Litologia
(kg/cm²) (kg/cm²) (°) (Kg/m³) (Kg/m³) (Kg/cm³)
1 0.05 0.5 29 1900 2000 0,00
2 1 1 36 2300 2300 0,00
Muri di sostegno - Caratteristiche geometriche
N° x
(m)
y
(m)
Base
mensola a
valle
(m)
Base
mensola a
monte
(m)
Altezza
muro
(m)
Spessore
testa
(m)
Spessore
base
(m)
Peso
specifico
(Kg/m³)
1 19,04 4,5 0 0 4,5 0,8 1 220 0
Pali...
N° x y Diametro Lunghezza Inclinazione Interasse
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relazione geologica
(m) (m) (m) (m) (°) (m)
1 17,90293 4,491911 0,127 8 90 0,75
Risultati analisi pendio [NTC 2008: [A2+M2+R2]]
Fs minimo individuato 1,56
Ascissa centro superficie
20,31 m
Ordinata centro superficie
15,71 m
Raggio superficie
9,45 m
Numero di superfici esaminate....(207)
========================================================================
N° Xo Yo Ro Fs
========================================================================
1 6,9 13,2 14,1 3,84
2 7,6 13,6 13,8 3,76
3 8,4 13,2 12,6 4,54
4 9,1 13,6 12,2 6,22
5 9,9 13,2 11,9 5,82
6 10,6 13,6 11,2 9,82
7 11,3 13,2 10,9 9,23
8 12,1 13,6 11,0 20,00
9 12,8 13,2 10,3 20,00
10 13,6 13,6 11,0 20,00
11 14,3 13,2 10,3 20,00
12 15,1 13,6 10,6 20,00
13 15,8 13,2 8,8 1,88
14 16,6 13,6 9,1 1,75
15 17,3 13,2 8,4 1,85
16 18,1 13,6 8,7 1,82
17 18,8 13,2 8,0 1,98
18 19,6 13,6 8,5 1,93
19 20,3 13,2 8,9 1,87
20 21,1 13,6 7,7 2,60
21 21,8 13,2 7,2 2,92
22 6,9 14,0 14,0 4,02
23 7,6 14,4 13,7 5,01
24 8,4 14,0 13,4 4,65
25 9,1 14,4 12,9 6,44
26 9,9 14,0 11,6 10,68
27 10,6 14,4 12,0 10,40
28 11,3 14,0 11,6 20,00
29 12,1 14,4 11,5 16,12
30 12,8 14,0 11,8 20,00
31 13,6 14,4 11,1 20,00
32 14,3 14,0 10,3 20,00
33 15,1 14,4 9,6 2,26
34 15,8 14,0 8,8 2,31
35 16,6 14,4 9,2 2,14
36 17,3 14,0 9,5 1,69
37 18,1 14,4 8,8 2,20
38 18,8 14,0 9,2 1,81
39 19,6 14,4 9,7 1,79
40 20,3 14,0 8,2 2,44
41 21,1 14,4 8,5 2,51
42 21,8 14,0 7,9 2,88
43 6,9 14,9 14,8 4,09
44 7,6 15,3 14,4 5,13
45 8,4 14,9 13,2 7,00
46 9,1 15,3 13,7 6,67
47 9,9 14,9 12,3 11,36
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relazione geologica
48 10,6 15,3 12,8 11,01
49 11,3 14,9 12,2 12,41
50 12,1 15,3 12,6 20,00
51 12,8 14,9 11,9 20,00
52 13,6 15,3 12,3 20,00
53 14,3 14,9 10,4 2,20
54 15,1 15,3 10,8 1,96
55 15,8 14,9 10,0 2,03
56 16,6 15,3 10,4 1,90
57 17,3 14,9 9,6 2,03
58 18,1 15,3 10,1 1,94
59 18,8 14,9 9,3 2,14
60 19,6 15,3 9,9 2,05
61 20,3 14,9 9,2 2,27
62 21,1 15,3 8,0 4,06
63 21,8 14,9 8,1 3,47
64 6,9 15,7 15,6 4,15
65 7,6 16,1 15,2 5,24
66 8,4 15,7 14,0 7,26
67 9,1 16,1 14,5 6,90
68 9,9 15,7 13,1 12,04
69 10,6 16,1 13,1 18,26
70 11,3 15,7 13,4 20,00
71 12,1 16,1 13,9 20,00
72 12,8 15,7 13,1 20,00
73 13,6 16,1 11,3 2,77
74 14,3 15,7 10,5 2,86
75 15,1 16,1 10,9 2,42
76 15,8 15,7 11,3 1,80
77 16,6 16,1 10,6 2,31
78 17,3 15,7 10,9 1,79
79 18,1 16,1 11,5 1,70
80 18,8 15,7 10,6 1,88
81 19,6 16,1 10,1 2,47
82 20,3 15,7 9,5 1,56
83 21,1 16,1 8,3 5,45
84 21,8 15,7 8,4 4,19
85 6,9 16,6 16,3 4,22
86 7,6 17,0 16,0 5,37
87 8,4 16,6 14,8 7,50
88 9,1 17,0 15,1 7,64
89 9,9 16,6 13,6 16,37
90 10,6 17,0 14,3 12,41
91 11,3 16,6 13,5 17,24
92 12,1 17,0 14,0 20,00
93 12,8 16,6 13,2 20,00
94 13,6 17,0 12,5 2,26
95 14,3 16,6 11,7 2,33
96 15,1 17,0 12,2 2,05
97 15,8 16,6 11,4 2,15
98 16,6 17,0 12,0 1,95
99 17,3 16,6 11,1 2,12
100 18,1 17,0 11,7 1,96
101 18,8 16,6 10,9 2,17
102 19,6 17,0 10,4 2,88
103 20,3 16,6 8,8 5,08
104 21,1 17,0 9,4 4,45
105 6,9 17,4 16,3 5,83
106 7,6 17,8 16,8 5,49
107 8,4 17,4 15,5 8,01
108 9,1 17,8 15,5 10,24
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relazione geologica
109 9,9 17,4 15,1 9,70
110 10,6 17,8 15,6 20,00
111 11,3 17,4 14,8 20,00
112 12,1 17,8 15,3 20,00
113 12,8 17,4 14,5 20,00
114 13,6 17,8 12,7 2,85
115 14,3 17,4 13,0 1,96
116 15,1 17,8 12,4 2,50
117 15,8 17,4 12,8 1,84
118 16,6 17,8 12,2 2,33
119 17,3 17,4 12,6 1,80
120 18,1 17,8 12,1 2,27
121 18,8 17,4 11,2 2,57
122 19,6 17,8 10,8 3,45
123 20,3 17,4 10,1 3,90
124 21,1 17,8 9,8 5,67
125 6,9 18,2 17,1 5,94
126 7,6 18,7 17,3 6,41
127 8,4 18,2 15,9 10,97
128 9,1 18,7 15,9 15,43
129 9,9 18,2 15,2 18,79
130 10,6 18,7 15,7 15,64
131 11,3 18,2 16,1 20,00
132 12,1 18,7 14,3 2,66
133 12,8 18,2 13,5 2,77
134 13,6 18,7 14,1 2,25
135 14,3 18,2 13,3 2,36
136 15,1 18,7 13,9 2,02
137 15,8 18,2 13,1 2,15
138 16,6 18,7 12,5 2,85
139 17,3 18,2 11,7 3,21
140 18,1 18,7 11,2 4,98
141 18,8 18,2 10,3 6,18
142 19,6 18,7 10,0 12,32
143 20,3 18,2 10,5 4,88
144 21,1 18,7 10,2 7,41
145 6,9 19,1 17,7 6,85
146 7,6 19,5 17,8 7,78
147 8,4 19,1 17,4 7,24
148 9,1 19,5 17,4 9,07
149 9,9 19,1 16,6 11,47
150 10,6 19,5 17,1 20,00
151 11,3 19,1 16,3 20,00
152 12,1 19,5 14,5 3,49
153 12,8 19,1 14,9 2,15
154 13,6 19,5 14,3 2,77
155 14,3 19,1 14,7 1,91
156 15,1 19,5 14,2 2,39
157 15,8 19,1 13,3 2,60
158 16,6 19,5 12,8 3,62
159 17,3 19,1 12,0 4,13
160 18,1 19,5 12,8 3,20
161 18,8 19,1 11,9 3,73
162 19,6 19,5 11,6 5,51
163 21,1 19,5 10,7 10,17
164 6,9 19,9 18,1 8,46
165 7,6 20,3 18,2 9,89
166 8,4 19,9 17,9 9,00
167 9,1 20,3 17,5 15,70
168 9,9 19,9 18,0 20,00
169 10,6 20,3 17,4 16,77
23

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relazione geologica
170 11,3 19,9 15,3 3,34
171 12,1 20,3 16,0 2,50
172 12,8 19,9 15,1 2,62
173 13,6 20,3 15,9 2,10
174 14,3 19,9 15,0 2,23
175 15,1 20,3 15,8 1,88
176 15,8 19,9 14,9 2,01
177 16,6 20,3 13,2 4,77
178 17,3 19,9 12,3 5,80
179 18,1 20,3 13,2 3,89
180 18,8 19,9 11,0 22,38
181 19,6 20,3 12,1 7,37
182 6,9 20,8 19,7 5,84
183 7,6 21,2 18,7 13,52
184 8,4 20,8 18,3 11,87
185 9,1 21,2 19,0 20,00
186 9,9 20,8 18,2 20,00
187 10,6 21,2 18,9 20,00
188 11,3 20,8 18,1 20,00
189 12,1 21,2 16,2 3,11
190 12,8 20,8 15,4 3,30
191 13,6 21,2 16,2 2,48
192 14,3 20,8 15,3 2,66
193 15,1 21,2 16,2 2,12
194 15,8 20,8 14,0 4,13
195 16,6 21,2 13,5 6,88
196 17,3 20,8 14,1 3,36
197 18,1 21,2 13,7 4,86
198 19,6 21,2 12,5 10,48
199 20,3 20,8 11,9 12,57
200 6,9 21,6 20,2 6,65
201 8,4 21,6 19,8 20,00
202 9,9 21,6 19,7 20,00
203 11,3 21,6 17,0 2,95
204 12,8 21,6 17,0 2,33
205 14,3 21,6 17,0 1,98
206 15,8 21,6 15,7 2,66
207 17,3 21,6 14,5 4,10
========================================================================
Il calcolo con i parametri sopra riportati in condizioni non drenate ha dato una superficie con fs
minimo pari a 1.56 (calcolate 207 superfici e riportate nella sezione sopra).
24

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relazione geologica
CONCLUSIONI
Azione sismica
Terreno di categoria E.
ANALISI DELLE PERICOLOSITÀ OSITÀ DEL PS
Pericolosità
geomorfologica
Pericolosità
geolitotecnica
Pericolosità
idraulica
Pericolosità
sismica
PS
G2 ----> fattibilità 2
G1 ----> fattibilità 1
I1 ----> fattibilità 1
S3 ----> fattibilità 3
Per l'art. 80 delle NTA comunali l'intervento è fattibile.
Non si inseriscono aree impermeabili pertanto non deve essere calcolata l'invarianza idraulica.
PARAMETRI GEOTECNICI CARATTERISTICI
Angolo attrito (°) Cu (Kg/cmq) C'
(Kg/cmq)
Peso di volume
(Kg/mc)
coltre superficiale 26 0,2 0.02 1700,00
corpo detritico 29 0,5 0.05 1900,00
roccia molto alterata e
36
fratturata
1 1 2300,0
Verifica di stabilità
Il versante a seguito della realizzazione dell’intervento previsto risulta stabile con coefficiente di
sicurezza minimo pari a 1.56.
Massa, ottobre 2012
il geologo
dott. Francesco Ceccarelli
25

Sede
Legale:
Viale Stazione, 39
54100 Massa
GeoTirreno S.r.l.
Servizi per la Geologia e l’Ambiente
Sede
Operativa:
Via Frassina, 65
54033 Carrara
tel. 0585.833730
fax 0585.837912
e-mail: info@geotirreno.it
web site: www.geotirreno.it
sondaggi ambientali
sondaggi geotecnici
sismica di superficie
sismica in foro
tomografia elettrica
penetrometrie meccaniche
punta elettrica e piezocono
monitoraggio inclinometri
Laboratorio autorizzato dal Ministero Infrastrutture ture e Trasporti alla esecuzione e certificazione di prove geotecniche in situ - Decreto n°5020-25/04, D.P.R. 380/2001
Progetto:
Titolo documento:
RELAZIONE TECNICA SULLE INDAGINI GEOFISICHE
Cliente:
Inoltro al cliente:
COMMITTENTE:
RICHIEDENTE:
DOTT. GEOL. FRANCESCO CECCARELLI
DOTT. GEOL. FRANCESCO CECCARELLI
CHIUSURA COMMESSA
PER INFORMAZIONE
NON RICHIESTO
[ ]
[ ]
[ ]
Località:
Rocca di Sala
Responsabile indagini
Dott. Paolo Cazzani
Comune:
Pietrasanta
Provincia:
Lucca
Elaborazione
Dott. Paolo Cazzani
Redazione documento
Dott. Paolo Cazzani
Revisione
Dott. Luigi Allacorta
Descrizione delle revisioni:
00 Prima emissione - bozza
01 Versione finale per approvazione
02 Versione definitiva
Approvazione
Dott. Riccardo Barbieri
Prima emissione: 00 27 settembre 2012 Pagine: Denominazione file:
Revisione 02 27 settembre 2012 6 Rel Tec Rocca.docx
Elaborato:
A

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Sez. 7.5: "Produzione ed Erogazione Servizi"
PROVE IN SITO - INDAGINI GEOFISICHE
SOMMARIO
ATTREZZATURE, SPECIFICHE TECNICHE E NORMATIVE DI RIFERIMENTO ...................................... 3
Strumentazione e specifiche tecniche ......................................................................................... 3
Manutenzioni e tarature ............................................................................................................... 3
Indagini MASW .................................................................................................................................... 3
Schema della prova ..................................................................................................................... 4
Software di elaborazione ............................................................................................................. 4
Validazione dei software ...................................................................................................................... 4
RISULTATI INDAGINI .................................................................................................................................. 5
GeoTirreno S.r.l. Servizi per la Geologia e l’Ambiente
Azienda con Sistema Qualità certificato
Sede legale: Viale Stazione 39, 54100 Massa - Tel/fax 0585.42141 UNI EN ISO 9001:2008
Sede Operativa: Via Frassina 65, 54033 Carrara (MS) - Tel/fax 0585.833730

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Sez. 7.5: "Produzione ed Erogazione Servizi"
PROVE IN SITO - INDAGINI GEOFISICHE
GeoTirreno S.r.l. è stata incaricata dal Dott. Geol. Francesco Ceccarelli, di eseguire una campagna di indagini geofisiche in sito
in Località Rocca di Sala, Comune di Pietrasanta (LU).
Al fine di caratterizzare i terreni dal punto di vista sismico la Committenza ha formulato un programma d’indagine
composto come di seguito sintetizzato:
1. n°1 indagini MASW.
Questo documento costituisce la relazione tecnica redatta a chiusura della commessa e riporta la descrizione delle attività
svolte in cantiere, le specifiche tecniche delle attrezzature impiegate, i dati di campagna ed i risultati delle prove eseguite in
sito. Le attività di cantiere si sono svolte in conformità alle specifiche tecniche pervenuteci dalla direzione dei lavori.
ATTREZZATURE, SPECIFICHE TECNICHE E NORMATIVE DI RIFERIMENTO
Strumentazione e specifiche tecniche
L'apparecchiatura d’indagine utilizzata da GeoTirreno S.r.l. per le indagini sismiche è costituita da: sismografo Seismic Source,
Modello DAQlink III a 24 canali, con risoluzione di acquisizione a 24 bit; n°24 geofoni verticali con frequenza propria di 4.5 Hz;
cavi sismici 12 take out per la connessione dei geofoni. Il sismografo presenta le seguenti caratteristiche tecniche:
o
o
o
o
o
o
o
o
sampling time da 32 microsec a 2 millisec su 24 canali;
attivazione filtri in acquisizione o post-acquisizione;
stacking con o senza preview totale o parziale;
inversione di polarità geofoni;
marker per determinare la posizione dei punti video sulla scala dei tempi;
A.G.C. Automatic Gain Control (controllo automatico del guadagno);
delay: pre-trigger 0-10ms; post-trigger 0-16000ms (step di 1ms);
trace-size automatica o manuale per ogni canale.
Manutenzioni e tarature
Per garantire il corretto stato di efficienza degli strumenti utilizzati, GeoTirreno adotta, secondo quanto previsto dal Sistema
Gestione Qualità, un piano di manutenzione e taratura. Modalità e tempistiche generali sono definite in base alle indicazione
delle case di produzione, ma possono variare in funzione della frequenza di utilizzo. Sismografi e georesistivimetri impiegati per
le indagini sismiche ed elettriche vengono inviati almeno una volta ogni due anni, alla casa costruttrice per una verifica del
corretto funzionamento.
o
DAQlink III: ultimo controllo con esito positivo effettuato il 12 maggio 2011, presso IdroGeoStudi di Catania.
Prossimo controllo, salvo imprevisti, entro il 12 maggio 2013.
Indagini MASW
I metodi di Multichannel Analysis of Surface Waves consentono di ottenere un modello verticale delle V S a partire dalle
modalità di propagazione delle onde di superficie, in particolare le onde di Rayleigh.
È noto che la propagazione delle onde, nel caso di mezzi stratificati avviene in maniera diversa rispetto al caso di mezzi
omogenei; non esiste più un’unica velocità di propagazione, ma ogni frequenza è caratterizzata da una propria velocità. Le
diverse frequenze o lunghezze d’onda, interessano il terreno a diverse profondità e ne risultano influenzate dalle caratteristiche
elastiche. Questo comportamento viene definito dispersione in frequenza ed è fondamentale nello sviluppo dei metodi sismici
che utilizzano le onde di superficie. Le lunghezze d’onda più grandi vanno ad interessare il terreno più in profondità; al
contrario le lunghezze d’onda più piccole rimangono nelle immediate vicinanze della superficie. I metodi di prospezione sismica
che utilizzano le onde di superficie si basano su modelli fisico-matematici nei quali il sottosuolo viene schematizzato come una
serie di strati sovrapposti con caratteristiche elastiche lineari. Per ogni strato si possono definire fino a quattro parametri: lo
spessore, ad esclusione dell’ultimo considerato infinito; la densità; la velocità di propagazione delle onde di taglio Vs; il
coefficiente di Poisson. A partire dai parametri del sottosuolo è quindi possibile ricavare le proprietà dispersive delle onde di
Rayleigh per il sito in esame. Quanto detto rappresenta il problema diretto: quello cioè che a partire dalla conoscenza delle
caratteristiche del terreno permette di descrivere la dispersione delle onde di Rayleigh. Nella prospezione occorre invece
affrontare il problema inverso: a partire dalla curva di dispersione rilevata, si arriva al modello di stratificazione del terreno con i
relativi parametri meccanici e sismici. La procedura utilizzata può essere suddivisa in tre fasi:
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1. Acquisizione: registrazione e osservazione dei dati sismici contenenti le onde di Rayleigh per un intervallo
sufficientemente ampio di frequenze (tipicamente 4.5÷60 Hz);
2. Processing: : trattamento dei dati attraverso filtraggio e altre tecniche finalizzate all’estrazione delle caratteristiche di
dispersione, in particolare espresse come velocità di fase in funzione della frequenza (Spettro velocità di fase /
frequenza);
3. Inversione matematica: elaborazione via software di un profilo monodimensionale della velocità delle onde S,
vincolato da un modello di partenza ottenuto per modellazione diretta.
Schema della prova
Acquisire un set di dati per l’indagine MASW non è troppo diverso da una comune acquisizione per un’indagine a rifrazione. E’
sufficiente effettuare uno stendimento di geofoni (in questo caso 24 con frequenza propria di 4.5 Hz) allineati con la sorgente
(vedi FIG. 1) ed utilizzare una sorgente ad impatto verticale. Non esistono regole certe per la definizione della distanza
intergeofonica, né per l’offset
minimo
(distanza sorgente÷primo geofono). In
generale, stendimenti con lunghezze di 50÷70
m e due o tre punti di scoppio a distanze
comprese tra 2.0 e 15.0 metri consentono una
buona definizione degli spettri di frequenza.
Nel caso delle onde superficie (onde di
Raileigh), l’onda elastica si genera
percuotendo il terreno con una mazza da 8 kg,
per stese di modesta lunghezza, oppure, nel
caso di stendimenti più lunghi, con gravi di
massa adeguata, o anche con un fucile
sismico.
Fig. 1
Schema della disposizione dei geofoni e del punto di energizzazione.
Software di elaborazione
Per il trattamento ttamento e l’analisi dei dati ottenuti dalla procedura MASW si è utilizzato il software WinMasw© della Eliosoft s.r.l.,
nella versione 5.1 Academy.
Il software WinMASW consente l’analisi di dati sismici (common-shot gathers acquisiti in campagna) finalizzata
all’elaborazione di profili verticali di V S (velocità delle onde di taglio). Tale risultato si ottiene tramite inversione delle curve di
dispersione delle onde di superficie basata su algoritmi genetici (tipo di procedura di ottimizzazione appartenente alla classe
degli algoritmi euristici, o anche global-search methods o soft computing), che rispetto ai più comuni metodi di inversione
lineare basati su metodi del gradiente, offrono un’affidabilità del risultato superiore per precisione e completezza. Questi ultimi
forniscono infatti soluzioni che dipendono pesantemente dal modello iniziale di partenza che l’utente deve necessariamente
fornire. In altre parole richiedono che il modello di partenza sia già di per sé vicinissimo alla soluzione reale. In caso contrario il
rischio è quello di fornire soluzioni erronee. Gli algoritmi genetici (come altri analoghi) offrono invece un’esplorazione molto più
ampia delle possibili soluzioni. Attraverso la definizione di un “spazio di ricerca” geologicamente sensato (modello sismo-
stratigrafico di riferimento), si ha la possibilità di valutare tutte le diverse possibili soluzioni. Migliori sono le informazioni a
supporto del modello geologico di riferimento, più attendibili saranno i risultati ottenuti.
Validazione dei software
Secondo quanto previsto dal Sistema Gestione Qualità, il corretto funzionamento dei software utilizzati viene validato a
cadenza annuale, oppure in occasione di aggiornamenti. Si riporta di seguito lo stato di validazione dei software utilizzati nella
campagna d’indagine in esame:
WinMASW 5.1 Acd: : validazione effettuata il 22 marzo 2012, in occasione dell’aggiornamento dalla versione 4.6 Acd
alla versione 5.1 Acd. Prossima validazione entro il 22 marzo 2013.
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PROVE IN SITO - INDAGINI GEOFISICHE
RISULTATI INDAGINI
I profili della variazione della velocità delle Onde S con la profondità prodotti per inversione delle curve di dispersione sono
profili semplificati fino a 7 strati. La procedura di inversione mediante algoritmi genetici necessita di un modello sismostratigrafico
(spessore degli strati e ranges di velocità) che vincoli accuratamente il processo matematico. Per le difficoltà
intrinseche al metodo (non univocità della soluzione), in assenza di indagini dirette adeguate, le colonne sismo-stratigrafiche
proposte hanno valore puramente indicativo. Il valore di V S30 è invece affidabile, in quanto, per tutte le diverse soluzioni
possibili (equivalenti dal punto di vista matematico), può variare rispetto al valore medio proposto di un margine non superiore
a ±10%.
Per ogni acquisizione i modelli presentati sono due: il modello ”migliore” (come minor misfit, o discrepanza tra curva
osservata e calcolata) e un modello medio, calcolato secondo un’operazione statistica nota come Marginal Posterior Probability
Density. La V S media fino a 30 metri di profondità viene fornita per entrambi i modelli finali, mentre gli altri parametri riportati
negli allegati e nella tabella riepilogativa sottostante, sono relativi al modello medio.
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MASW
Modello medio:
Array: 24 geofoni Offset: 1,0 m Offset minimo: 4,0 m
Dataset: 24.sgy Curva dispers.: pick.cdp Tipo di analisi: Rayleigh
Vs (m/s): 200, 380, 550, 575, 958
Standard deviations (m/s): 0, 0, 0, 30, 20
Thickness (m): 1.7, 2.0, 6.1, 6.6
Standard deviations (m/s): 0.0, 0.0, 0.6, 1.1
Density (gr/cm3) (approximate values): 1.88, 2.00, 2.09, 2.07, 2.20
Seismic/Dynamic Shear modulus (MPa) (approximate values): 75,
288, 631, 685, 2015.
V S30
594 m/s
Fig. 1 - Sismogramma normalizzato e spettro delle velocità
Fig. 2 - dx: schema dello spettro di velocità, curva di dispersione e profilo verticale delle V S
sx: Modello di velocità medio. Per ogni strato sono riportate, nell’ordine, VS (m/s); Densità (g/cm3); Spessore (m).
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