Comportamento delle dighe in terra soggette ad azioni sismiche

Lower San Fernando Dam

Subito dopo il terremoto, che produsse istantaneamente ingenti danni sulla diga, furono attuate le seguenti misure di sicurezza:
* furono evacuate 80.000 persone;
* si utilizzarono dei sacchi di sabbia per rinforzare la parte bassa della diga;
* si chiusero le portate in ingresso all'invaso e si aumentarono al massimo quelle per lo svaso, tramite: l'utilizzo di pompe da 2 m3=s di portata l'una; della sola torre di scarico posizionata di ovest (siccome quella centrale era sprofondata e non era più utilizzabile). La maggior parte dell'acqua fu poi reindirizzata ad altri invasi o al sistema d'approvvigionamento idrico della città.

Fortunatamente furono necessari soli 4 giorni per ridurre il livello dell'acqua ad una quota sicura, tale da permettere che le persone evacuate tornassero nelle loro case. Ciò anche grazie al fatto che, al momento del terremoto, il livello dell'acqua era di 7,6 m al di sotto dello sfioratore (a fronte dei 3 m previsti dalle modifiche del 1966), con 11 m di franco.
Il danno maggiore si verificò sul paramento di monte che passò da una inclinazione di 2,5/1 a una posizione quasi orizzontale. Ci sono prove del fatto che il terreno è stato soggetto a liquefazione:

* registrazioni del sismoscopio (posto sulla cresta) indicano che lo scorrimento è continuato anche dopo il terremoto, perciò in condizioni essenzialmente statiche, sintomo di una forte perdita di resistenza del terreno della diga;
* indagini sui detriti (dopo aver effettuato lo svaso) hanno evidenziato dei blocchi di materiale che si sono mossi lungo molteplici superfici di scorrimento, caratteristica tipica dei terreni che hanno subito liquefazione (come nel caso del terremoto dell'Alaska del 1964);
* i grandi incrementi di pressione all'interno della diga, registrati dai piezometri presenti e che non sono andati distrutti durante il sisma stesso. I livello piezometrico durante l'evento supera il massimo registrabile per poi tornare a valori normali grazie allo svaso;
* la presenza di bolle d'aria che fuoriescono dalla sabbia nell'area all'estremità della zona soggetta allo scorrimento;
* la natura del materiale ridotto alla consistenza di un fluido nell'area all'estremità della zona soggetta allo scorrimento.

si precisa che gli effetti distruttivi della liquefazione hanno coinvolto la parte della diga a monte, mentre il paramento di valle, come si vede in [Fig2.13], non è stato soggetto a liquefazione.

Upper San Fernando Dam

Poco dopo il terremoto fu fatta un'ispezione, che ha portato alla rappresentazione della sezione in [Fig2.5], cioè del profilo successivo al terremoto (disegnato con il tratto continuo) in confronto con quello precedente al sisma (disegnato col tratteggio).
Sulla diga, a seguito del terremoto, sono comparse delle fratture longitudinali su tutto il paramento di monte che indicano il movimento nella parte centrale e alta della diga.
Nella parte bassa, sul paramento di valle, si è verificato un guasto della condotta, anche questo sintomo di un certo movimento nella zona.
Mettendo a confronto le zone a semi-hydraulic fill e a rolled fill (separate dalla condotta), si nota che lo spostamento osservato nel rolled fill e di entità superiore rispetto al primo. A questo punto Seed (1975) suggerisce che ciò può essersi verificato per due ragioni: lo spostamento maggiore si è verificato nel rolled fill o che la stessa porzione è scivolata lungo il bordo della condotta, ritenendo più plausibile la seconda ipotesi.
L'ispezione, inoltre, ha messo alla luce la presenza di un sinkhole.
Sono stati riscontrati anche movimenti longitudinali sulla diga, ma di entità trascurabile rispetto a quelli trasversali.
Infine nel corpo della diga furono installati dei piezometri, attivi durante l'evento sismico, che forniscono un valore piezometrico fuori scala durante il terremoto [Fig2.14], che si dissipa in tempi molto lunghi (dell'ordine del mese). Questo incremento molto veloce delle pressioni ha prodotto un indebolimento della resistenza del materiale, che ha causato i danni sopra descritti.
In questo caso non si è verificata liquefazione, perciò l'entità dei danni è più ridotta rispetto al caso della Lower San Fernando Dam e circoscritta per lo più alla sola superficie di contatto fra semi-hydraulic fill e rolled fill.