L’ingegneria geotecnica è una branca dell’ingegneria civile che si dedica allo studio e alla progettazione delle opere che interagiscono con i terreni. Tali opere possono essere autonome (muri di sostegno, gallerie, dighe in terra), oppure possono costituire una parte di organismi più complessi (fondazioni, ancoraggi). Un’importante settore dell’Ingegneria Geotecnica è la valutazione di sicurezza di un pendio esistente, ovvero la verifica di stabilità dei pendii.
Fattori e cause dei movimenti franosi
Per frana si intende un rapido spostamento di una massa di roccia o di terra il cui centro di gravità si muove verso il basso e verso l’esterno.
I principali fattori che influenzano la franosità sono:
• fattori geologici, ovvero caratteri strutturali (faglie e fratturazioni), giacitura, scistosità, associazione e alternanza fra i litotipi, degradazione, alterazione, eventi sismici e vulcanici;
• fattori morfologici ovvero pendenza dei versanti;
• fattori idrogeologici, ovvero circolazione idrica superficiale e sotterranea, entità e distribuzione delle pressioni interstiziali;
• fattori climatici e vegetazionali, ovvero alternanza di lunghe stagioni secche e periodi di intensa e/o prolungata piovosità, disboscamenti e incendi;
• fattori antropici, ovvero scavi e riporti, disboscamenti e abbandono delle terre.
Analisi di stabilità dei pendii
I metodi di analisi della stabilità dei pendii più diffusi ed utilizzati nella pratica professionale sono metodi all’equilibrio limite, che ipotizzano per il terreno un comportamento rigido giungimento della condizione di rottura, e che, in condizioni di rottura, la resistenza al taglio si mantenga costante e indipendente dalle deformazioni accumulate. Da tale ipotesi, fortemente semplificativa, consegue che:
a) la rottura si manifesta lungo una superficie netta di separazione tra la massa in frana e il terreno stabile,
b) la massa in frana è un blocco indeformato in moto di roto-traslazione rigida, c) la resistenza mobilitata lungo la
superficie di scorrimento in condizioni di equilibrio limite è costante nel tempo, indipendente dalle deformazioni e quindi dai movimenti della frana, e ovunque pari alla resistenza al taglio,
d) non è possibile determinare né le deformazioni precedenti la rottura, né l’entità dei movimenti del blocco in frana, né la velocità del fenomeno. Inoltre la maggior parte dei metodi di verifica della stabilità dei pendii considerano il problema piano (cioè ipotizzano che la superficie di scorrimento sia di forma cilindrica con
direttrici ortogonali al piano considerato), analizzando di norma una o più sezioni longitudinali del versante e trascurando gli effetti tridimensionali.
Ulteriori ipotesi semplificative, diverse da un metodo all’altro, sono necessarie per rendere il problema staticamente determinato.
Pendii indefiniti
Lo schema di pendio indefinito è applicabile al caso di frane di scorrimento allungate, in cui l’influenza delle porzioni di sommità e di piede è trascurabile. La stabilità delle coltri di terreno alluvionale o detritico, di piccolo spessore rispetto alla lunghezza della frana, poste su un terreno di fondazione più rigido è di norma trattata con riferimento allo schema di pendio indefinito.
Pendii di altezza limitata
Per le verifiche di stabilità di pendii di altezza limitata con metodi all’equilibrio limite, si considera l’equilibrio di una massa di terreno delimitata da una superficie di slittamento di forma nota (molto spesso circolare o a forma di spirale logaritmica). La resistenza al taglio disponibile, C, e quella mobilitata, D, sono calcolate impiegando solo le equazioni di equilibrio statico ed il criterio di rottura di Mohr-Coulomb. Il coefficiente di sicurezza è definito come il rapporto C/D ed è assunto costante lungo tutta la superficie di scorrimento.
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