Relazione Geologica - Romolo Di Francesco

SOMMARIO1. INTRODUZIONE … … … … … … pag. 22. RIFERIMENTI NORMATIVI … … … … … pag. 33. GEOLOGIA e GEOMORFOLOGIA … … … … pag. 34. ANALISI DEL DISSESTO … … … … … pag. 75. RILIEVI GEOMECCANICI … … … … … pag. 8Allegati:a) planimetria generale - scala 1:5000b) planimetria dissesto - scala 1:200c) sezione stratigrafica – scala 1:200d) analisi geomeccanica dell’ammasso roccioso* * * *1

1. INTRODUZIONELa presente relazione geologica, redatta su incarico dell’Amministrazione Comunaledi Colledara, è relativa allo studio di fattibilità di un progetto di consolidamento dellasede stradale comunale di accesso alla frazione di Castiglione della Valle, la quale hasubito un collasso localizzato co-sismico con la sequenza sismica relativa all’eventodel 6 aprile 2009.Figura 1. Ubicazione dell’intervento.Essa contiene quindi informazioni tecniche ad ampio spettro di osservazionenecessarie per la definizione della progettazione esecutiva: geologia / geomorfologiadi dettaglio e categoria del sottosuolo necessaria per la definizione delle azionisismiche.In particolare lo scopo di detta relazione consiste in:1. ricostruzione della geologia locale;2. ricostruzione della stratigrafia particolare;3. approfondimento del livello tecnico per una migliore definizione progettuale.Le indagini condotte per un corretto espletamento dell’incarico sono state eseguite inun intorno geologico e geomorfologico espressivo, ed estesa alla porzione disottosuolo ritenuta significativa ai fini dell’accertamento della fattibilità dell’opera inprogetto.A tale scopo sono stati eseguiti:2

• analisi delle condizioni geologiche e geomorfologiche del sito attraverso lo studiodelle cartografie tematiche bibliografiche;• rilevamento geologico e geomorfologico di dettaglio nell’area di “influenza”, voltialla ricostruzione della stratigrafia e dei possibili processi agenti;• esecuzione di un rilievo topografico plani-altimetrico della frana e di un suointorno significativo.2. RIFERIMENTI NORMATIVIMINISTERO DEI LAVORI PUBBLICIDecreto 14 gennaio 2008“Norme tecniche costruzioni”- paragrafo 3.2, azione sismica- paragrafo 6, progettazione geotecnica.3. GEOLOGIA e GEOMORFOLOGIAVengono di seguito brevemente descritte le caratteristiche geolitologiche egeomorfologiche del sito.Le informazioni relative alle caratteristiche geologiche, geomorfologiche e strutturalidell’area in oggetto sono state individuate attraverso il reperimento di datibibliografici integrati da un rilevamento geologico - geomorfologico di dettaglioeseguito dallo scrivente, al fine di evidenziare sia l’assetto strutturale, sia i possibiliprocessi morfogenetici agenti che i problemi legati alla interazione del sottosuolo conle opere progettate.Le considerazioni geologiche e geomorfologiche che di conseguenza vengono diseguito formulate, si basano quindi sulle conoscenze acquisite attraverso le indaginisopra esposte e saranno limitate ad informazioni sulle caratteristiche litostratigrafichee tettoniche del substrato roccioso e sulle forme, depositi e processi ivi agenti, conl’intento di ricostruire il quadro morfoevolutivo dell’area.Di fatti è ormai una metodologia consolidata (a livello scientifico e tecnico)ricostruire la storia evolutiva di un’area, mediante l’individuazione delle3

caratteristiche litostratigrafiche del territorio e dei processi morfogenetici passati,recenti ed in atto, per poter formulare valutazioni sintetiche sulle sue condizioni distabilità, sia attuali (nella sua configurazione naturale) che future (post-intervento).Si ribadisce in ogni caso la necessità di osservazioni di maggiore dettaglio anche infase di esecuzione degli scavi di sbancamento, eventualmente integrate da unacampagna di indagini geognostiche di maggiore approfondimento secondo ladiscrezionalità del Direttore dei Lavori e stante i contenuti normativi, al fine di poter“tarare” correttamente le osservazioni riportate e verificare quindi la bontà operativadelle scelte progettuali operate.Inquadramento litostratigrafico.In considerazione di quanto sopra esposto circa lo scopo del presente lavoro, lostudio delle formazioni riscontrate nell’area esaminata, nonché la loro eventualediversificazione in associazioni, membri e livelli, è stato condotto attraverso metodistratigrafico-stratimetrici. Occorre anche precisare che in tale sede è stato fattoriferimento alla letteratura sia per la nomenclatura delle formazioni che per la loroposizione stratigrafica. I dati bibliografici di riferimento utilizzati sono stati la cartageologica d’Abruzzo del 1993 in scala 1:100.000, le carte geologiche egeomorfologiche redatte per il nuovo PRG del comune di Teramo, in scala 1:10.000,nonché pubblicazioni scientifiche a cura dei dipartimenti universitari.L’area in oggetto ricade nel bacino della Laga, geodinamicamente individuato come“zona di avanfossa” e caratterizzato dalla presenza della omonima Formazionetorbiditica della Laga (Messiniano) e costituente il substrato roccioso; tale substratorisulta inoltre localmente sepolto da depositi colluviali talora coinvolti in movimentidi massa. La colonna stratigrafica ricostruita è quindi costituita, dal basso versol’alto, dai seguenti termini litologici:formazioni marine:A) Formazione della Laga: associazione pelitica;depositi continentali:B) Terreni colluviali;C) Accumuli di frana.4

A) Formazione della Laga: è costituita da alternanze di argille marnose e marneargillose, emipelagiche e torbiditiche, in strati sottili e di colore grigio e grigioazzurro,e di strati torbiditici siltitici ed arenacei di colore giallo-ocra.Granulometricamente il primo litotipo è rappresentato da limi ed argille debolmentesabbiosi, cementati da carbonato di calcio derivante dai microfossili depositatisioriginariamente con l’argilla; tale cementazione, che costituisce la coesione veradelle argille, conferisce ai depositi pelitici, unitamente alla storia geologica etensionale, un forte grado di sovraconsolidazione e fessurazione con uncomportamento tensodeformativo di tipo strain softening. Per quanto concerne learenarie, esse appartengono alla categorie delle grovacche e sub-grovacche, con uncomportamento sforzo – deformazioni di tipo elasto-fragile. Tale formazionecostituisce il substrato roccioso (Miocene finale – Messiniano).B) Terreni colluviali: sono costituiti da accumuli di materiali sostanzialmente fini,limi ed argille, con presenza subordinata di sabbia in funzione dei litotipi e degliaccumuli di derivazione; la loro genesi è legata all’alterazione, in ambiente subaereo,di accumuli pre-esistenti e/o del substrato roccioso ed alla successiva mobilitazioneda parte delle acque correnti superficiali. Possiedono spessori variabili masostanzialmente metrici, nonché una tipiche geometria cuneiforme.D) Accumulo di frana. È dovuto alla mobilitazione, sotto l’azione della forza digravità e la concomitanza di ulteriori fattori morfologici, morfometrici, idrogeologicie nel caso in oggetto anche sismici, di terreni colluviali, di terreni di riportocostituenti il corpo stradale nonchè del sottostante substrato roccioso.Assetto strutturale.Le strutture presenti nell’area sono il risultato della tettogenesi appenninica, conspinte compressive occidentali perdurate fino a tutto il Pleistocene inferiore edeformazioni distensive pleistoceniche legate a fenomeni di sollevamentogeneralizzati.L’area esaminata è caratterizzata dalla presenza di strati pelitici ed arenacei a forteinclinazione aventi una giacitura con immersione verso est ed angolo variabile tra i25° ed i 45°; l’intersezione delle stratificazioni con il pendio, di tipo atraversapoggio, è da porsi in relazione alla tipica conformazione monoclinalica della5

Formazione della Laga, legata alla presenza di una piega ad ampio raggio diondulazione e con asse orientato all’incirca Nord – Sud.Assetto geomorfologico.Le caratteristiche geomorfologiche dell’area rilevata rappresentano il prodotto finaledi processi morfogenetici legati a sistemi morfoclimatici anche molto diversidall’attuale ai quali si sono sovrapposti, in età recente, notevoli mutamenti legati aforti condizionamenti antropici. La morfologia generale dell’area in questione ècaratterizzata da forme dolci e collinari, costituenti una zona di transizione tral’ambiente occidentale montano, ad elevata energia del rilievo e morfologia piuttostoaspra, e la zona costiera adriatica.Il comprensorio nel quale ricade il sito oggetto di intervento sviluppa lungo unversante posto sulla sinistra idrografica di un affluente di destra del TorrenteFiumetto, con quote comprese intorno ai 340 - 350 metri sul livello del mare. Laparte sommitale del territorio è occupata da un lembo di ripiano morfologico, atestimonianza delle modifiche plano - altimetriche subite dal corso principale durantel’intero Pleistocene, mentre il passaggio con il sottostante fondovalle avvienemediante un versante ad acclività variabile che localmente assume pendenze elevatein relazione al passaggio stratigrafico tra i litotipi più francamente marnosi e quelliarenacei, a seguito di processi fluvio-denudazionali.Figura 2. Vista particolare della frana oggetto di intervento.6

I principali processi morfogenetici riscontrati ed in atto sono rappresentati da unafrana di rotazionale che ha coinvolto i depositi colluviali ed anche il sottostantesubstrato, come meglio evidenziato nella sezione stratigrafica in allegato nonchénella foto in pagina precedente, nella quale sono visibili i terreni di accumulo postialla sua base e gli affioramenti rocciosi lungo la superficie di rottura e scivolamento.Ulteriori processi minori sono connessi con l’azione delle acque correnti superficiali,sia diffuse e sia incanalate.Idrogeologia.Per quanto concerne l’idrodinamica delle acque sotterranee è stata rilevata una faldasemi-permanente contenuta all’interno delle bancate arenacee (acquifero per porositàe fratturazione), sostenuta dalle intercalazioni marnose (acquicludi) ed alimentatadalle acque di infiltrazione.4. ANALISI DEL DISSESTONella definizione del dissesto stradale occorre rilevare la concomitanza di alcunifattori che hanno contribuito alla sua evoluzione:1. l’avvenuto collasso nella prima settimana successiva all’evento del 6 aprile 2009;2. i fenomeni sismici occorsi in tale periodo e la loro intensità;3. le notevoli precipitazioni atmosferiche verificatesi in condizioni co-sismiche.Riunendo tali elementi in un unico modello risulta un problema di eccessivaalimentazione della falda freatica e di saturazione dei terreni di copertura, che ha difatto rappresentato il fattore scatenante; nel contempo il susseguirsi di numerosescosse sismiche ha prodotto lo sviluppo di sovrappressioni interstiziali alle quali èseguito il raggiungimento del collasso con un ritardo idrodinamico tipico al qualesono imputabili le frane in terreni a grana fine.Tale fenomeno ha quindi comportato l’isolamento della frazione di Castiglione dellaValle, la quale era nel frattempo stata evacuata in relazione ai diffusi dannidell’intero abitato.7

5. RILIEVI GEOMECCANICIConsiderato che il dissesto oggetto di consolidamento ha interessato prevalentementeil substrato roccioso, al fine di acquisire i dati necessari allo studio di stabilità del sitonell’area in esame è stata disposta n. 1 stazione geomeccanica, ritenuta significativa erappresentativa degli affioramenti rocciosi stante anche l’integrazione con datiscientifici come già citato ed evidenziato; la scelta dell’ubicazione della stazione èquindi tale da rappresentare e caratterizzare geomeccanicamente l’ammasso rocciosonella sua totalità.Nella stessa sono stati rilevati e quantificati i parametri che descrivono lediscontinuità, utilizzati in seguito nella definizione degli indici classificatividell’ammasso roccioso: RMR (Rocl Mass Rating), RMRc, SMR (Slope Mass Rating)e GSI modificato (Geological Strenght Index), ottenuti rispettivamente dalleclassificazioni di Bieniawski Z.T. (1989), di Romana M (1985) e di Sonmez H.,Ulusay R. (1999).Nell’area, come descritto nei paragrafi precedenti, affiora una alternanza di bancatearenacee e di strati marnosi, con caratteristiche geomeccaniche differenziate tra loroe sostanzialmente omogenee per singoli litotipi, oltre ad essere presente un diffusostato di fratturazione. Per tale ragione, mentre per la caratterizzazione della porzionemarnosa del substrato sono stati utilizzati i risultati di studi scientifici, gli indici (equindi i parametri geomeccanici) relativi alla frazione arenacea sono stati determinatimediante l’analisi geomeccanica applicata all’intero ammasso roccioso ritenutoindifferenziato.La determinazione dell’indice RMR ha permesso, quindi, la stima dellecaratteristiche geomeccaniche utilizzate nella verifica di stabilità elaborata con ilmetodo degli elementi finiti e tenuto conto dei disposti normativi contenuti nellenuove NTC entrate in vigore il 1° luglio 2009.Tutti i dati raccolti ed analizzati sono visualizzati in apposite tabelle riportate inallegato, alle quali si rimanda per ulteriori approfondimenti.* * * * *8

analisi geomeccanica ISTAZIONE N. 1quota 340 m s.l.m.1. Orientazione 2. Spaziatura (cm)Peliti Arenarie Marne Peliti Arenarie Marnes - 010/80 - s -2 (Smin) 8(Smax)-f 1 - 340/68 -f 1 -2 (Smin) 8(Smax)-f 2 - 35/65 -f 2 -2 (Smin) 8(Smax)-f 3 - - -f 3 --3. Persistenza (m) 4. Rugosità (JRC)Peliti Arenarie Marne Peliti Arenarie Marnes - > 20 -f 1 - < 1 -f 2 - < 1 -s - 6,0-8,1 -f 1 - 8,0-10 -f 2 - 8,0-10 -5. Resistenza pareti - JCS (Mpa) 6. Apertura (mm)Peliti Arenarie Marne Peliti Arenarie Marnes - 50-100 -f 1 - 50-100 -f 2 - 50-100 -s - 0,25-2,5 -f 1 - 0,25-2,5 -f 2 - 0,25-2,5 -7. Riempento 8. Condizioni idraulichePeliti Arenarie Marne Peliti Arenarie Marnes - Assente -f 1 - Assente -f 2 - Assente -s - Asciutto -f 1 - Asciutto -f 2 - Asciutto -9. N. famiglie di discontinuità 10, Dimensioni blocchi (Jv)Peliti Arenarie Marne Peliti Arenarie Marnes - 3 -- 50-300 -Classificazione dell'ammasso rocciosoClassificazione di Bieniawski ('89)PelitiArenarieMarneRMR- RMR63 RMR-Classe -ClasseII (buono)Classe-RMRc -RMRc -RMRc -Classe - Classe -Classe -Classificazione di Romana ('85)PelitiArenarieSMR - SMR 64,6Classe -ClasseII (buono)MarneSMR -Classe -Classificazione di H. Sommez e R. Ulusay ('99)Peliti Arenarie MarneGSI - GSI 42Descrizione - Descrizione B/DGSI 41DescrizioneDanalisi dei dati rilevati

STAZIONE N. 1 analisi geomeccanica IIquota 340 m s.l.m.colore:percentuale dei litotipi:RMR:coesione (RMR):coesione (Hoek&Brown):angolo d'attrito (RMR):angolo d'attrito (Hoek&Brown):angolo di dilatanza:peso per unità di volume:modulo elastico:coefficiente di Poisson:Variabilisig3 (MPa)sig1 (MPa)ds1/ds3YXX*YX^2sig3*sig1 (MPa)sig3^2 (MPa)sign (MPa)tau (MPa)marronemb costante mi di H&B dell'ammasso roccioso0 % Pelitis/a costanti che dipendono dalle caratte-100 % Arenarieristiche dell'ammasso roccioso0 % Marnesigci resistenza uniassiale a compressionedella matrice rocciosa63,0 A/B costanti del materiale- kPa sign sforzo efficace normale1642 kPa sigtm resistenza a trazione dell'ammasso rocc.- ° sigcm resistenza a compressione dell'ammasso40,7 ° GSI Geological Strenght Index27,1 ° tau resistenza a taglio dell'ammasso roccioso24,0 kN/mc JRC coefficiente di scabrosità dei giunti11857 MPa JCS resistenza a compressione dei giunti0,20 RMR rock mass rating1 2 3 4 5 6 7 8 Somma0,00 0,90 1,79 2,68 3,58 4,48 5,35 6,25 25,013,58 12,23 17,37 21,59 25,34 28,76 31,86 34,86 175,6019,02 6,69 5,14 4,41 3,96 3,65 3,43 3,25 49,56-1,51 -0,82 -0,64 -0,53 -0,46 -0,40 -0,35 -0,31 -5,02-1,95 -1,00 -0,75 -0,60 -0,49 -0,41 -0,34 -0,28 -5,832,94 0,82 0,48 0,32 0,22 0,16 0,12 0,09 5,163,82 1,01 0,57 0,36 0,24 0,17 0,12 0,08 6,360,00 10,98 31,01 57,75 90,60 128,71 170,44 217,89 707,370,00 0,81 3,19 7,16 12,78 20,03 28,62 39,06 111,640,179 2,372 4,325 6,172 7,962 9,693 11,331 12,977 55,0100,779 3,814 5,757 7,342 8,731 9,975 11,080 12,134 59,612K 4,74GSIsigcimi coh phi sigcm65,00 25,00 18,00 1,6440,66 7,15mb s a A B sigtm5,16 0,0205 0,50 0,460,70 -0,10k 88,46 304,95 433,43 538,87 632,72 718,24 795,67 870,83121110tau (MPa)9y = 0,8581x + 1,55088765432100 2 4 6 8 10 12 14sign (MPa)302724sig1 (MPa)21181512y = 4,7352x + 7,147696300 1 2 3 4 5 6sig3 (MPa)simulazione prova TRX