VERIFICHE DI STABILITÀ DELLO STATO DI PROGETTO

VERIFICHE IN CONDIZIONI DINAMICHE (10)

10) VERIFICHE DI STABILITÀ DELLO STATO DI PROGETTO

10) VERIFICHE DI STABILITÀ DELLO STATO DI PROGETTO

Con il progetto di ampliamento è previsto il completamento del programma di coltivazione della cava in esercizio con l’arretramento del fronte e il completamento del gradone di quota 428,00m slm, con il ribasso finale fino a quota 418,00m slm, cui seguirà la fase di ampliamento nell’area limitrofa con un primo ribasso fino a quota 438,00m slm e poi un ribasso a fossa alla quota di fine coltivazione (418,00m slm), che determinerà la presenza di un fronte rimodulato con un gradone di ribasso, posto a quota 428,00m slm, che riprenderanno la geometria e la direzione dei gradoni esistenti nella cava in esercizio, con le specifiche di cui agli allegati minerari di progetto e della figura schematica appresso riportata.

I gradoni di ribasso, sono previsti con alzata media di 10,00m , pedata minima di 5,00m e angolo di scarpa compreso tra 65 e 70° sull’orizzontale, con un inviluppo reale del fronte inferiore a 55°, che garantirà sufficiente stabilità alle singole scarpate di raccordo dei gradoni e all’intero fronte di cava (v. verifiche geotecniche). Per il ribasso dell’area di scavo fino alle quote previste di massimo scavo, le condizioni cinematiche restano invariate e pertanto valgono ancora le condizioni di analisi esposte per i fronti di scavo attuali. Infatti dalle verifiche svolte è stato accertato che laddove si formano cunei di scivolamento, questi sono di dimensioni ridotte, si sviluppano a partire dall’alto e tali da non interessare l’attuale parte bassa del fronte.

Per le verifiche in condizioni Statiche e Dinamiche sono state presa in considerazione le sezioni minerarie di progetto e precisamente:

 Sezione A trasversale per le verifiche dei fronti Nord e Sud dell’area di scavo attuale;

 Sezione B trasversale per le verifiche dei fronti Nord e Sud dell’area di ampliamento.

Fig.26- Planimetria stato di progetto con sezioni di verifica dei due settori di scavo

Nella tabella sottostante i parametri di progetto adottati per verifiche in condizioni statiche: Con le procedure di calcolo riportate (parg. 8.2), il fattore di sicurezza deve essere diviso per il coefficiente γR=1,1 e relativo a R2 della combinazione NTC 2018:

Fs = (Rd /Ed) / R2

Ciò significa che sono stabili e verificate tutte quelle superfici che dal tabulato del programma di calcolo presentano un Fs ≥1,1 poichè risulta Rd ≥Ed

Nella tabella sottostante i parametri di progetto adottati per verifiche in condizioni dinamiche:

c’k= 101.00 Kpa Coesione eff.

γk= 2.25 ton/mc Peso volume

Anche in questo caso il fattore di sicurezza ricavato dal calcolo, deve essere diviso per il coefficiente γR=1,2 e relativo a R2 della combinazione NTC 2018:

Fs = (Rd /Ed) / R2.

Adottando i valori dei coefficienti sismici per SLV: Kh (orizzontali) e Kv(verticali)

Ciò significa che sono stabili e verificate tutte quelle superfici che dal tabulato del programma di calcolo presentano un Fs ≥1,2 poichè risulta Rd ≥Ed.

Per le verifiche, unicamente per maggiore scrupolo nei confronti della sicurezza, si è voluto ipotizzare che sui fronti di progetto in approfondimento, si possa innescare un meccanismo di scivolamento planare lungo una superficie di neoformazione passante nei pressi del piede dello scavo.

Pertanto è stata eseguita una verifica di stabilità con il programma di calcolo “STED - STABL6H , con il metodo di Jambu modificato e superfici di scivolamento qualsiasi in una sezione del fronte SUD ed in una sezione del fronte di scavo a NORD

I dati inseriti nel programma sono :

 profilo topografico, attraverso le coordinate dei segmenti costitutivi riferite ad un sistema di assi cartesiani,

 litologia con i valori di progetto dei parametri geotecnici

 posizione dei carichi la cui intensità deve essere già amplificata attraverso i coeff.

Parziali

 coefficiente sismico orizzontale e verticale , Kh e Kv

 punto di emergenza delle superfici di scivolamento alla base e tratto sommitale da cui prendono origine

Tutti i dati geometrici sono inseriti in ordine crescente da sinistra verso destra, per cui alcune sezioni di verifica risulteranno ribaltate rispetto all’estremità opposta del medesimo profilo che le comprende entrambe.

Vengono così esaminate tutte le superfici di instabilità potenziale programmate, in questo caso 10, e visualizzate in una prima schermata, identificando tra tutte quella più sfavorevole in assoluto e visualizzando inoltre, in una successiva schermata, le dieci con il fattore di sicurezza più basso.Di ognuna di queste 10 superfici viene definito il numero dei conci in cui è suddivisa la superfici, la loro base ed l’altezza, le coordinate del centro del cerchio e l'angolo sotteso, oltre chiaramente al valore del coefficiente di sicurezza Fs.

Nella verifica in condizioni statiche, combinazione geotecnica, si è tenuto conto dei carichi variabili Q dovuti ai mezzi di trasporto che possono transitare nella strada che si sviluppa lungo il confine, immettendo un valore di Q= 300 kpa su una striscia di larghezza 1,0 mt per una lunghezza di 2,5 mt.

Il sovraccarico Q viene caratterizzato attraverso il coefficiente di sicurezza parziale γQk

= 1,3 ottenendo il valore da inserire nel calcolo di verifica e rispettivamente pari a Qk = 1,3 x 300=390 kpa.

I risultati grafici delle verifiche dei fronti in progetto riportati nelle sezioni A e B, sono sintetizzati attraverso un grafico con i relativi report analitici in allegato alla presente.

10.1 - Verifica fronti Sezione A (cava in esercizio)

L’analisi relativa dei fronti considerati si riferisce ai tratti della sezione litologica trasversale che interseca il limite di coltivazione Nord e Sud della cava.

Fig. 27 – Sezione di verifica scavi di progetto “Settore A”

Le verifiche hanno interessato il fronte Nord da quota 448,90m slm (bordo superiore del fronte), fino a quota 428,00m slm (Sezione A1) e poi fino a quota 418,00m slm (Sezione A2) e il fronte Sud da quota 438,5mslm fino a quota 418,00m slm (Sezione A3).

I parametri geotecnici inseriti sono quelli caratteristici relativi alla stazione 2 per il fronte Nord e alla stazione 3 per il fronte Sud, che tengono conto dei coefficienti parziali delle NTC 2018, ipotizzando come già riportato che nei gradoni della cava possano transitare occasionalmente mezzi di lavoro, e quindi si è tenuto in debito conto della presenza di carichi variabili Q dovuti al loro transito, immettendo un valore di 300 Kn/mq in tutte le verifiche.

Anche in questo caso è stato ipotizzato un scivolamento planare passante per il piede con inclinazioni variabili. I risultati, visibili graficamente ed analiticamente nelle schede di seguito riportate, evidenziano l’assenza di superfici critiche e con un fattore di sicurezza minimo di:

Sezioni Condizioni statiche Condizioni dinamiche

Fattore ridotto R2=1,1

(NTC 2018) Fs scheda Fattore ridotto R2=1,2

(NTC 2018 Fs scheda

A1 1,21/1,1 1,10 13 1,43/1,2 1,30 14

A2 1,43/1,1 1,30 15 1,68/1,2 1,40 16

A3 1,39/1,1 1,26 17 1,79/1,2 1,49 18

Valori che soddisfano pienamente le condizioni di sicurezza dei fronti in progetto, sia in condizioni statiche e sia in condizioni dinamiche (con sisma di progetto).

Scheda grafica 13 FRONTE DI SCAVO (448,90mm – 428,00m slm) Parametri stazione geostrutturale 2 (UGB)

Condizioni STATICHE

SEZIONE “A1” (cava in esercizio) Verifica scivolamento fronte NORD

Type Unit Wt. Unit Wt. Intercept Angle Pressure Constant Surface No. (Kn/mc) (Kn/mc) (kpa) (deg) Param. (psf) No. NOTE - Intensity Is Specified As A Uniformly Distributed

Force Acting On A Horizontally Projected Surface.

A Critical Failure Surface Searching Method, Using A Random Technique For Generating Irregular Surfaces, Has Been Specified.

100 Trial Surfaces Have Been Generated.

100 Surfaces Initiate From Each Of 1 Points Equally Spaced Along The Ground Surface Between X = 20.00 mt.

and X = 20.00 mt.

Each Surface Terminates Between X = 38.00 mt.

and X = 48.00 mt.

Unless Further Limitations Were Imposed, The Minimum Elevation At Which A Surface Extends Is Y = .00 mt.

30.00 mt. Line Segments Define Each Trial Failure Surface.

Following Are Displayed The Ten Most Critical Of The Trial Failure Surfaces Examined. They Are Ordered - Most Critical

First.

* * Safety Factors Are Calculated By The Modified Janbu Method * * Failure Surface Specified By 3 Coordinate Points

Point X-Surf Y-Surf

Failure Surface Specified By 3 Coordinate Points Point X-Surf Y-Surf

Scheda grafica 14 FRONTE DI SCAVO (448,90mm – 428,00m slm) Parametri stazione geostrutturale 2 (UGB)

Condizioni DINAMICHE

SEZIONE “A1” (cava in esercizio) Verifica scivolamento fronte N0RD

Type Unit Wt. Unit Wt. Intercept Angle Pressure Constant Surface No. (KNmc) (KNmc) (Kpa) (deg) Param. (psf) No. NOTE - Intensity Is Specified As A Uniformly Distributed

Force Acting On A Horizontally Projected Surface.

A Horizontal Earthquake Loading Coefficient Of .083 Has Been Assigned A Vertical Earthquake Loading Coefficient Of .041 Has Been Assigned

Cavitation Pressure = .0 psf

A Critical Failure Surface Searching Method, Using A Random Technique For Generating Irregular Surfaces, Has Been Specified.

100 Trial Surfaces Have Been Generated.

100 Surfaces Initiate From Each Of 1 Points Equally Spaced Along The Ground Surface Between X = 20.00 mt. and X = 20.00 mt.

Each Surface Terminates Between X = 38.00 mt. and X = 48.00 mt.

Unless Further Limitations Were Imposed, The Minimum Elevation At Which A Surface Extends Is Y = .00 mt.

30.00 mt. Line Segments Define Each Trial Failure Surface.

Following Are Displayed The Ten Most Critical Of The Trial Failure Surfaces Examined. They Are Ordered - Most CriticalFirst.

* * Safety Factors Are Calculated By The Modified Janbu Method * * Failure Surface Specified By 3 Coordinate Points

Point X-Surf Y-Surf

Failure Surface Specified By 3 Coordinate Points Point X-Surf Y-Surf

Scheda grafica 15 FRONTE DI SCAVO (448,90mm – 418,00m slm) Parametri stazione geostrutturale 2 (UGB)

Condizioni STATICHE

SEZIONE “A2” (cava in esercizio) Verifica scivolamento fronte N0RD

Type Unit Wt. Unit Wt. Intercept Angle Pressure Constant Surface No. (Kn/mc) (Kn/mc (kpa) (deg) Param. (psf) No. NOTE - Intensity Is Specified As A Uniformly Distributed

Force Acting On A Horizontally Projected Surface.

A Critical Failure Surface Searching Method, Using A Random Technique For Generating Irregular Surfaces, Has Been Specified.

100 Trial Surfaces Have Been Generated.

100 Surfaces Initiate From Each Of 1 Points Equally Spaced Along The Ground Surface Between X = 5.00 mt. and X = 5.00 mt.

Each Surface Terminates Between X = 36.00 mt. and X = 50.00 mt.

Unless Further Limitations Were Imposed, The Minimum Elevation At Which A Surface Extends Is Y = 13.00 mt.

45.00 mt. Line Segments Define Each Trial Failure Surface.

Following Are Displayed The Ten Most Critical Of The Trial Failure Surfaces Examined. They Are Ordered - Most CriticalFirst.

* * Safety Factors Are Calculated By The Modified Janbu Method * * Failure Surface Specified By 3 Coordinate Points

Point X-Surf Y-Surf

Failure Surface Specified By 3 Coordinate Points

Failure Surface Specified By 3 Coordinate Points Point X-Surf Y-Surf

Scheda grafica 16 FRONTE DI SCAVO (448,90mm – 418,00m slm) Parametri stazione geostrutturale 2 (UCB)

Condizioni DINAMICHE

SEZIONE “A2” (cava in esercizio) Verifica scivolamento fronte N0RD

ISOTROPIC SOIL PARAMETERS 1 Type(s) of Soil

Soil Total Saturated Cohesion Friction Pore Pressure Piez.

Type Unit Wt. Unit Wt. Intercept Angle Pressure Constant Surface No. (pcf) (pcf) (psf) (deg) Param. (psf) No. NOTE - Intensity Is Specified As A Uniformly Distributed

Force Acting On A Horizontally Projected Surface.

A Horizontal Earthquake Loading Coefficient Of .083 Has Been Assigned A Vertical Earthquake Loading Coefficient Of-.041 Has Been Assigned

Cavitation Pressure = .0 psf

A Critical Failure Surface Searching Method, Using A Random Technique For Generating Irregular Surfaces, Has Been Specified.

100 Trial Surfaces Have Been Generated.

100 Surfaces Initiate From Each Of 1 Points Equally Spaced Along The Ground Surface Between X = 5.00 m. X = 5.00 mt.

Each Surface Terminates Between X = 36.00 (mt). X = 50.00(mt) Unless Further Limitations Were Imposed, The Minimum Elevation

At Which A Surface Extends Is Y = 13.00 (mt).

50.00 ft. Line Segments Define Each Trial Failure Surface.

Following Are Displayed The Ten Most Critical Of The Trial Failure Surfaces Examined. They Are Ordered - Most Critical First.

* * Safety Factors Are Calculated By The Modified Janbu Method * * Failure Surface Specified By 3 Coordinate Points

Point X-Surf Y-Surf

Failure Surface Specified By 3 Coordinate Points Point X-Surf Y-Surf

Failure Surface Specified By 3 Coordinate Points

Point X-Surf Y-Surf

Failure Surface Specified By 3 Coordinate Points Point X-Surf Y-Surf

Scheda grafica 17 FRONTE DI SCAVO (438,50mm – 418,00m slm) Parametri stazione geostrutturale 3 (UGC)

Condizioni STATICHE

SEZIONE “A3” (cava in esercizio) Verifica scivolamento fronte SUD

Type Unit Wt. Unit Wt. Intercept Angle Pressure Constant Surface No. (Kn/mc) KN/mc) (kpa) (deg) Param. (psf) No.

NOTE - Intensity Is Specified As A Uniformly Distributed Force Acting On A Horizontally Projected Surface.

A Critical Failure Surface Searching Method, Using A Random Technique For Generating Irregular Surfaces, Has Been Specified.

100 Trial Surfaces Have Been Generated.

100 Surfaces Initiate From Each Of 1 Points Equally Spaced Along The Ground Surface Between X = 20.00 mt. and X = 20.00 mt.

Each Surface Terminates Between X = 36.00 mt. and X = 45.00 mt.

Unless Further Limitations Were Imposed, The Minimum Elevation At Which A Surface Extends Is Y = .00 mt.

30.00 mt. Line Segments Define Each Trial Failure Surface.

Following Are Displayed The Ten Most Critical Of The Trial Failure Surfaces Examined. They Are Ordered - Most Critical First.

* * Safety Factors Are Calculated By The Modified Janbu Method * *

Failure Surface Specified By 3 Coordinate Points Point X-Surf Y-Surf

Failure Surface Specified By 3 Coordinate Points

Failure Surface Specified By 3 Coordinate Points Point X-Surf Y-Surf

Scheda grafica 18 FRONTE DI SCAVO (438,50mm – 418,00m slm) Parametri stazione geostrutturale 3 (UGC)

Condizioni DINAMICHE

SEZIONE “A3” (cava in esercizio) Verifica scivolamento fronte SUD

Type Unit Wt. Unit Wt. Intercept Angle Pressure Constant Surface No. (KNmc) (KNmc) (kpa) (deg) Param. (psf) No.

NOTE - Intensity Is Specified As A Uniformly Distributed Force Acting On A Horizontally Projected Surface.

A Horizontal Earthquake Loading Coefficient Of .083 Has Been Assigned A Vertical Earthquake Loading CoefficientOf-.041 Has Been Assigned

Cavitation Pressure = .0 psf

A Critical Failure Surface Searching Method, Using A Random Technique For Generating Irregular Surfaces, Has Been Specified.

50 Trial Surfaces Have Been Generated.

50 Surfaces Initiate From Each Of 1 Points Equally Spaced Along The Ground Surface Between X = 20.00 mt. and X = 20.00 mt.

Each Surface Terminates Between X = 36.00 mt. and X = 45.00 mt.

Unless Further Limitations Were Imposed, The Minimum Elevation At Which A Surface Extends Is Y = .00 mt.

30.00 mt. Line Segments Define Each Trial Failure Surface.

Following Are Displayed The Ten Most Critical Of The Trial Failure Surfaces Examined. They Are Ordered - Most Critical First.

* * Safety Factors Are Calculated By The Modified Janbu Method * * Failure Surface Specified By 3 Coordinate Points

Point X-Surf Y-Surf

Failure Surface Specified By 3 Coordinate Points Point X-Surf Y-Surf

No. (mt) (mt) 1 20.00 8.00 2 40.93 28.47

3 40.93 28.47

*** 1.785 ***

Failure Surface Specified By 3 Coordinate Points Point X-Surf Y-Surf

10.2 - Verifica fronti Sezione B (area di ampliamento)

L’analisi relativa dei fronti considerati si riferisce ai tratti della sezione litologica trasversale di progetto che interseca il limite di coltivazione Nord e Sud dell’atea di ampliamento della cava.

Fig. 28 – Sezione di verifica scavi di progetto “Settore B”

Le verifiche hanno interessato il fronte Nord da quota 444,50m slm (bordo superiore del fronte), fino a quota 428,00m slm (Sezione B1) e poi fino a quota 418,00m slm (Sezione B2) e il fronte Sud da quota 435,5mslm fino a quota 418,00m slm (Sezione B3).

I parametri geotecnici inseriti sono quelli caratteristici relativi alla stazione 1(UGA) e 2(UGB) per il fronte Nord e alla stazione 3 per il fronte Sud, che tengono conto dei coefficienti parziali delle NTC 2018, ipotizzando come già riportato che nei gradoni della cava possano transitare occasionalmente mezzi di lavoro, e quindi si è tenuto in debito conto della presenza di carichi variabili Q dovuti al loro transito, immettendo un valore di 300 Kn/mq in tutte le verifiche. Anche in questo caso è stato ipotizzato uno scivolamento planare passante per il piede con inclinazioni variabili. I risultati, visibili graficamente ed analiticamente nelle schede di seguito riportate, evidenziano l’assenza di superfici critiche e con un fattore di sicurezza minimo di:

Sezioni Condizioni statiche Condizioni dinamiche

Fattore ridotto R2=1,1

(NTC 2018) Fs scheda Fattore ridotto R2=1,2

(NTC 2018 Fs scheda

B1 1,28/1,1 1,16 19 1,52/1,2 1,27 20

B2 1,68/1,1 1,53 21 1,86/1,2 1,55 22

B3 1,37/1,1 1,25 23 1,83/1,2 1,53 24

Valori che soddisfano pienamente le condizioni di sicurezza dei fronti in progetto, sia in condizioni statiche e sia in condizioni dinamiche (con sisma di progetto).

Scheda grafica 19 FRONTE DI SCAVO (444,50mm – 428,00m slm) Parametri stazione geostrutturale 1 (UGA)

Condizioni STATICHE

SEZIONE “B1” (area ampliamento) Verifica scivolamento fronte NORD

Type Unit Wt. Unit Wt. Intercept Angle Pressure Constant Surface No. (KN/mc) (KN/mc) (kpa) (deg) Param. (psf) No. NOTE - Intensity Is Specified As A Uniformly Distributed

Force Acting On A Horizontally Projected Surface.

A Critical Failure Surface Searching Method, Using A Random Technique For Generating Irregular Surfaces, Has Been Specified.

100 Trial Surfaces Have Been Generated.

100 Surfaces Initiate From Each Of 1 Points Equally Spaced Along The Ground Surface Between X = 20.00 mt. and X = 20.00 mt.

Each Surface Terminates Between X = 36.00 mt. and X = 45.00 mt.

Unless Further Limitations Were Imposed, The Minimum Elevation At Which A Surface Extends Is Y = .00 mt.

30.00 mt. Line Segments Define Each Trial Failure Surface.

Following Are Displayed The Ten Most Critical Of The Trial Failure Surfaces Examined. They Are Ordered - Most Critical First.

* * Safety Factors Are Calculated By The Modified Janbu Method * *

Failure Surface Specified By 3 Coordinate Points Point X-Surf Y-Surf

Scheda grafica 20 FRONTE DI SCAVO (444,50mm – 428,00m slm) Parametri stazione geostrutturale 1 (UGA)

Condizioni DINAMICHE

SEZIONE “B1” (area ampliamento) Verifica scivolamento fronte NORD

ISOTROPIC SOIL PARAMETERS 1 Type(s) of Soil

Soil Total Saturated Cohesion Friction Pore Pressure Piez.

Type Unit Wt. Unit Wt. Intercept Angle Pressure Constant Surface No. (KNmc (KNmc) (kpa) (deg) Param. (psf) No.

1 22.5 22.5 88.0 30.7 .00 .0 0 BOUNDARY LOAD(S) 2 Load(s) Specified

Load X-Left X-Right Intensity Deflection No. (mt) (mt) (kpa) (deg) 1 25.00 27.50 300.0 .0 2 35.00 37.50 300.0 .0 NOTE - Intensity Is Specified As A Uniformly Distributed

Force Acting On A Horizontally Projected Surface.

A Horizontal Earthquake Loading Coefficient Of .083 Has Been Assigned A Vertical Earthquake Loading Coefficient

Of-.410 Has Been Assigned Cavitation Pressure = .0 psf

A Critical Failure Surface Searching Method, Using A Random Technique For Generating Irregular Surfaces, Has Been Specified.

100 Trial Surfaces Have Been Generated.

100 Surfaces Initiate From Each Of 1 Points Equally Spaced Along The Ground Surface Between X = 20.00 mt. and X = 20.00 mt.

Each Surface Terminates Between X = 36.00 mt. and X = 45.00 mt.

Unless Further Limitations Were Imposed, The Minimum Elevation At Which A Surface Extends Is Y = .00 mt.

30.00 mt. Line Segments Define Each Trial Failure Surface.

Following Are Displayed The Ten Most Critical Of The Trial Failure Surfaces Examined. They Are Ordered - Most Critical First.

* * Safety Factors Are Calculated By The Modified Janbu Method * * Failure Surface Specified By 3 Coordinate Points

Point X-Surf Y-Surf

Failure Surface Specified By 3 Coordinate Points Point X-Surf Y-Surf

No. (mt) (mt) 1 20.00 10.00 2 37.65 26.88 3 37.65 26.88

*** 1.521 ***

Failure Surface Specified By 3 Coordinate Points Point X-Surf Y-Surf

Nel documento PROGETTO DI RINNOVO CON AMPLIAMENTO DELLA CAVA DI CALCARE SERRAMONTONE MACAUDA (pagine 75-116)