iii
dettagliato pu� riguardare il campo degli spostamenti del
pendio e le portate emunte dal sistema drenante nel tempo.
L�installazione di strumentazione di monitoraggio in
sito, piezometri, pluviografi, inclinometri, etc., permette
di acquisire una serie di dati che, interpretati a s� stanti
ed in un contesto generale, possono essere indicativi
dello stato di funzionamento dell�intervento e della sua
efficacia.
Nella presente tesi � stato preso in esame l�intervento di
stabilizzazione di un pendio sede di alcuni fenomeni franosi,
sito in prossimit� dello svincolo di Contursi dell�Autostrada SA
� RC, realizzato mediante abbassamento della falda presente
nei terreni di frana attraverso un sistema misto di drenaggio
costituito da pozzi con aste drenanti e trincee profonde.
Sin dalla fase di progettazione l'area � stata tenuta sotto
monitoraggio: in maniera pi� o meno continuativa � stato
rilevato il regime della falda attraverso una rete di piezometri
diffusi nell�area. L�interpretazione delle misure acquisite � stata
condotta utilizzando le informazioni ottenute da campagne
sperimentali in sito (misure di permeabilit�, misure di portata
drenata, analisi del chimismo dell�acqua drenata) ed in
laboratorio (determinazione delle caratteristiche fisico �
meccaniche del terreni).
Il regime pluviometrico � stato tenuto sotto controllo dal 1996
con un pluviografo registratore installato appositamente sul
iv
pendio in esame. Si � giunti ad individuare diversi
comportamenti della falda, che sono stati associati a diverse
condizioni di funzionamento dell�intervento.
Nel presente lavoro di tesi si � affrontata l'analisi del
comportamento del sistema drenante realizzato e la
modellazione del suo comportamento.
Dopo un esame della letteratura mirato ad approfondire la
modellazione e le tecniche progettuali per gli interventi di
drenaggio ,successivamente vengono descritti l'intervento
realizzato e le caratterizzazioni geologiche e geotecniche
eseguite sulla base sia dei dati disponibili sia in fase di
progettazione che di quelli che man mano si sono resi
disponibili nel tempo fino ad oggi.Dopo la descrizione nel caso
in esame viene sviluppato il modello numerico.Tale studio �
stato suddiviso in due parti:
• la prima che riguarda l�analisi del caso stazionario sia in
presenza che in assenza di interventi .
• la seconda che riguarda l�analisi del transitorio ed il relativo
fenomeno di consolidazione.
Infine � stata fatta un�analisi di stabilit� che evidenzia
l�aumento del coefficiente di sicurezza dovuto all�abbassamento
della falda.
v
2.Stabilità dei pendii, frane ed influenza delle falde
2.1 Generalit�
I pendii naturali sono il risultato della modellazione degli
agenti naturali (sollecitazioni tettoniche, erosione ed accumulo,
terremoti) e/o di azioni antropiche sull�ambiente terrestre.
Natura, struttura e propriet� dei terreni, stati tensionali, regime
delle acque sotterranee, sono tutte caratteristiche dipendenti
dalle modalit� di formazione del pendio, ne influenzano
fortemente il comportamento meccanico ed idraulico e ne
condizionano la stabilit�.
Il ruolo delle acque sotterranee sulla stabilit� dei pendii �
estremamente importante e generalmente sfavorevole. Il noto
principio delle tensioni efficaci (Terzaghi 1925) stabilisce una
relazione tra tensioni efficaci e pressioni neutre e quindi
un�influenza di queste ultime su rigidezza e resistenza al taglio
dei terreni.
I pendii naturali sono spesso sede di falda in movimento.
Generalmente il moto di filtrazione si sviluppa in condizioni di
moto vario. Il regime di flusso � controllato dalle condizioni al
contorno e dalle caratteristiche del terreno (rigidezza e
permeabilit�). Le condizioni al contorno sono determinate da
fattori ambientali che per loro natura sono soggetti ad
oscillazioni stagionali (precipitazioni meteoriche, temperatura,
erosione, etc.) e dall�azione dell�uomo (risagomatura del
vi
pendio con scavi e riporti, applicazione di sovraccarichi con la
costruzione di manufatti, etc.). Il regime delle pressioni neutre
nel sottosuolo risulta quindi in continua evoluzione.
3
Capitolo 1
BIBLIOGRAFIA
1.1Trincee drenanti
Il primo studio in forma sistematica sul dimensionamento
delle trincee drenanti � stato condotto da Hutchinson
(1977). La trattazione dell�Autore presuppone che le
trincee siano disposte secondo la linea di massima
pendenza del pendio, abbiano una sezione rettangolare e
siano parallele in modo da poter considerare un flusso
bidimensionale e quindi considerare un problema piano
come si vede dallo schema adottato dall'Autore (v.fig.1.2).
Lo strato di terreno, sede del processo di drenaggio, si
considera omogeneo, isotropo e limitato inferiormente da
una formazione impermeabile posta ad una profondit� h =
n∗ ho (ove ho � l�altezza della trincea) . Il piano campagna
� supposto orizzontale, e su di esso � presente una lama
d�acqua uniforme. La distribuzione di pressioni neutre
4
iniziale � supposta idrostatica (u
0
/g
w
= z
w
) .Il metodo di
progetto allora si ricava direttamente dagli abachi che ci
vengono forniti dall'Autore (H/Ho-s/Ho) (vedi fig.1.1 )in
cui nota la profondit� iniziale della falda (Ho) e la quota a
cui la si vuole abbassare (H) si ricava l'ordinata del
diagramma (H/Ho) e usando le curve forniteci dall'Autore
ricaviamo l'ascissa s/Ho da cui nota Ho ricaviamo
l'interasse s delle trincee drenanti.
5
figura 1.1- modello di abaco di progetto
(Hutchinson,1977)
6
figura 1.2- modello di trincea drenante (Hutchinson,1977)
Desideri et al.(1997) si riferiscono allo stesso schema
utilizzato da Hutchinson (vedi figura 1.3) e notano che in
regime idraulico caratterizzato da un moto di filtrazione
diretto da monte verso valle ( quale si determina in presenza
di inclinazione dei piani di riferimento), pur variando le
pressioni neutre (u
0
/g
w
= z
w•
cosa
2
), le soluzioni in termini di
efficienza idraulica non variano rispetto alle condizioni
7
idrostatiche. Inoltre essi considerano un apporto continuo con
formazione di lama d'acqua in superficie come condizione al
contorno in superficie perch� come dimostrano Burghignoli e
Desideri 1986 e 1987 e Di Maio e Viggiani 1987 questa
condizione � la pi� cautelativa.
figura 1.3- modello di trincea drenante (Desideri et alii
,1997)
Il problema che essi prendono in esame fa riferimento ad
una situazione di moto stazionario. La soluzione dipende
dai rapporti S/h
0
, b/h
0
e h/h
0
dove:
8
S= interasse trincee
ho= altezza trincee
h= profondit� strato impermeabile
b= spessore trincee
Per il rapporto B/h
0
,si � assunto il valore pari a 0.16 infatti
per le tecniche di scavo ,la larghezza della trincea �
abitualmente proporzionale alla profondit�. In ogni caso si
� visto che la variazione di questo rapporto non influisce
significativamente sulla soluzione (Desideri, 1997). Per
quanto riguarda il rapporto n = h/h
0
, gli Autori considerano
quattro valori: 1-1.5-2.5- 4,0. Il primo valore corrisponde a
trincee che interessano tutto lo strato di terreno in cui
avviene il processo di drenaggio, mentre non sono stati
considerati incrementi n sopra questo valore perch�
sembrano avere scarso effetto sulla rete di flusso alla
profondit� del dreno.
Sebbene i risultati si riferiscano ad un terreno con
permeabilit� isotropa e quindi con rapporto di permeabilit�
9
Rk =Kh / Kv unitario le soluzioni possono essere
utilizzate anche per il caso di terreno anisotropo operando
una trasformazione di scala , a meno di un modesto errore
indotto dalla larghezza B della trincea che non �
influenzata dalla variazione di scala .Per condizioni di
anisotropia della permeabilit� si deve pertanto far
riferimento ad un 'interasse fittizio tra i dreni, S*, tale che
si � valutata l'efficienza idraulica media E su quattro piani
orizzontali posti a diverse profondit� D dal piano
campagna (D/Ho=0.5-1.0-1.5-2.0).L'integrazione
necessaria alla valutazione di E � stata estesa a tutto
l'interasse S ipotizzando nulle le pressioni neutre all'interno
della trincea.Inoltre si � considerata l'evoluzione temporale
del fenomeno considerando i risultati in funzione di una
grandezza adimensionale T. Gli abachi di progetto sono
riportati di seguito :
5.0
00
*
k
R
H
S
H
S
⋅=
10
figura 1.4- modello di abaco di progetto (A.Desideri et
alii, 1997)
Dagli abachi � evidente come l�efficienza del
sistema aumenta al diminuire dell�interasse S ed
all�aumentare della profondit� della base impermeabile.
Desideri et al.(1997) affermano, sulla base di verifiche
sperimentali, che l�efficacia di una trincea drenante si
11
sviluppa pienamente soltanto dopo 3.5 volte l�interasse S
dei rami della trincea dall�estremit� dei rami stessi.
Pertanto consigliano di estendere l�intervento a tale
distanza a monte del tratto da stabilizzare.
Una valutazione dei tempi necessari perch� il
sistema di drenaggio esplichi la sua funzione � presentato
in funzione degli stessi parametri geometrici considerati in
precedenza e dei fattori di tempo T50 e T90 necessari a
raggiungere un'efficienza idraulica rispettivamente pari al
50% e al 90% di quella finale.Il metodo di progetto
consiste pertanto usando gli abachi di figura 1.5 fissando
infatti il valore di :
n
D/Ho
E
finale
Si ricava S/Ho ed essendo nota Ho si ricava S.
Inoltre da tale metodo usando gli abachi di figura 1.5 e
usando gli stessi valori dei rapporti dei parametri
geometrici usati in precedenza si ricava il fattore di tempo
12
T50 (o T90) e nota l'espressione del fattore di tempo si
ricava quanto tempo � necessario per raggiungere una
efficienza pari al 50% (o 90%) di quella finale.
figura 1.5- valori del fattore di tempo T50 e T90 in
funzione dei parametri geometrici (Desideri et alii,1997)