U NIVERSITÀ DI P ISA
F ACOLTÀ DI I NGEGNERIA
D IPARTIMENTO DI I NGEGNERIA C IVILE S EZIONE I DRAULICA
Corso di laurea specialistica in
I NGEGNERIA I DRAULICA , DEI TRASPORTI E DEL TERRITORIO
Tesi di laurea:
“Studio dello scavo al piede di briglie in massi e in gabbioni”
Relatore: Prof. Ing. Stefano Pagliara Laureando: Marco Demetri
ANNO ACCADEMICO 2009 / 2010
Alla mia famiglia, ad Anna Gaia e ai miei Amici
1. Introduzione………... Pag. 1 1.1 Classificazione delle opere a basso impatto ambientale……….. Pag. 1 1.2 Le briglie in massi………... Pag. 1 1.3 Le briglie in gabbioni metallici………... Pag. 4 1.4 Lo scavo al piede delle briglie……… Pag. 7 2. Il fenomeno dello scavo……….. Pag. 8 2.1 Premessa ………. Pag. 8 2.2 L’evoluzione temporale dello scavo………... Pag. 8 2.3 Il risalto idraulico……… Pag. 10 3. Caratteristiche dei materiali ………. Pag. 13 3.1 Materiali costituenti la briglia in massi……… Pag. 13 3.2 Materiali costituenti la briglia in gabbioni………... Pag. 14 3.3 Materiale costituente il fondo mobile e l’interrimento……… Pag. 15 4. Descrizione del modello e delle prove sperimentali………. Pag. 17 4.1 I modelli fisici……….. Pag. 17 4.2 L’apparato sperimentale………... Pag. 19 4.2.1 Il canale artificiale………. Pag. 19 4.2.2 La paratoia piana………... Pag. 21 4.2.3 Misurazione della portata……….. Pag. 22 4.2.4 Misurazione del livello idrico e del fondo………. Pag. 22 4.2.5 Il corpo briglia………... Pag. 23 4.2.6 Il materiale di letto e di interrimento……… Pag. 32 5. Modalità di esecuzione delle prove……… Pag. 33 5.1 Test su briglia in massi……… Pag. 34 5.1.1 La portata Q……….. Pag. 35 5.1.2 L’altezza della briglia Hb………... Pag. 36 5.1.3 Il parametro A50………. Pag. 36 5.1.4 Il tailwater h0………... Pag. 39 5.1.5 Il pelo libero hs sulla briglia……….. Pag. 40 5.1.6 L’energia di monte E0……… Pag. 41 5.1.7 L’energia di valle E1. ……… Pag. 43 5.2 Test su briglia in gabbioni……… Pag. 43 5.2.1 La portata Q……….. Pag. 44 5.2.2 L’altezza della briglia Hb………. Pag. 44 5.2.3 Il parametro A50……… Pag. 44 5.2.4 Il tailwater h0………. Pag. 45 5.2.5 Il pelo libero hs sulla briglia……….. Pag. 46 5.2.6 L’energia di monte E0……… Pag. 47 5.2.7 L’energia di valle E1……….. Pag. 48 5.3 Analisi dimensionale del fenomeno……… Pag. 48 5.4 Definizione delle variabili relative allo scavo………. Pag. 52
Indice
5.5 Tipologie di escavazioni e classificazione del risalto……… Pag. 58 6. Risultati sperimentali………. Pag. 60 6.1 Premessa……….. Pag. 60 6.2 Analisi dello scavo………... Pag. 64 6.2.1 Il regime di moto……… Pag. 65 6.2.2 Relazioni zmax/E0, A50………. Pag. 70 6.2.3 Relazioni ls/E0, zmax/E0 ………... Pag. 82 6.2.4 Relazioni zf/E0, zmax/E0……… Pag. 94 6.2.5 Relazioni zmax/zm, A50……….. Pag. 104 6.2.6 Relazioni zM/E0, A50……… Pag. 114 6.3 Analisi temporale dello scavo………. Pag. 124 6.4 Caratteristiche del risalto idraulico………. Pag. 136 6.4.1 Risalto tipo FMB………. Pag. 137 6.4.2 Risalto tipo SMB……….. Pag. 138 7. Analogia dei profili di scavo………... Pag. 141 7.1 Premessa………... Pag. 141 7.2 Caso briglie in massi……… Pag. 141 7.3 Caso briglie in gabbioni………... Pag. 144
8. Conclusioni Pag. 146
