CAPITOLO SESTO
Analisi geologica e geomorfologica
6.1 Generalità
La strada statale n°439 ,che si chiama anche “Sarzanese-Valdera”, attraversa, nella parte più a sud, una zona fortemente collinare: la tratta dal Km 105, poco prima dell’attraversamento del Fiume Cecina, al Km 132, al confine della Provincia di Pisa, che è oggetto del nostro studio. L'adeguamento del tracciato che qui si propone, consiste sostanzialmente in una revisione dell'andamento plano - altimetrico della strada attuale, onde renderla capace di garantire un sufficiente livello di servizio per i volumi di traffico che la interessano e destinati, tra l’altro, ad aumentare in futuro .
6.2 Geologia dell’area
Con l'ausilio delle carte geologiche, fornite dall’ufficio tecnico della Provincia di Pisa, siamo risaliti, attraverso una cartografia in scala 1:200.000, alle sezioni geologiche che riguardano la zona di studio. Le sezioni in esame sono tre: 295070, 295110 e 295150.
Dalla lettura della carta attraverso il programma ArcView GIS si possono analizzare la varie formazioni che si incontrano lungo il tracciato stradale.
Partendo dal Km 105 troviamo:
• Tra il Km 105 e il Km 107 incontriamo Alluvioni recenti ( a tessiture miste che sono state cartografate suddividendole secondo le granulometrie prevalenti. Si distinguono quindi in carta: limi e argille, sabbie e limi, sabbieghiaie e sabbie, granulometrie miste. I limi e le argille prevalgono in aree generalmente distali rispetto all’asta fluviale principale, vicino alla quale affiorano sabbie e limi. Le granulometrie più grossolane caratterizzano invece le piane alluvionali della maggior parte dei corsi d’acqua minori del bacino dell’Arno e degli altri bacini più meridionali. Età: Olocene ).
• Tra il Km 107 e il Km 108 troviamo i Calcari di Pomarance ( costituito da calcari detritico - organogeni di colore giallo, ben cementati e con stratificazione solitamente piano-parallela. Gli strati hanno spessore variabile da pochi decimetri a poco più di 1 m con intercalazioni di livelli arenacei e pelitici dello spessore massimo di 15-20 centimetri. La base dell’unità è spesso caratterizzata dalla presenza di un livello
conglomeratico costituito da ciottoli subangolosi, prevalentemente di calcari ed arenarie calcaree fini (diametro massimo di circa 30 cm) di color giallo-arancio, immersi in una matrice arenacea microconglomeratica e ricco di Molluschi tra i quali Pecten jacobaeus (LINNEO), Ostrea
lamellosa (BROCCHI), Balanus concavus (BROWN)) e di
nuovo Alluvioni recenti a tessiture miste.
• Tra il Km 108 e il Km 109 troviamo: Gessi di Ripaiola (banchi di gessi con intercalazioni di argille laminitiche, passanti superiormente ad alternanze di argille, gessi microcristallini, gessareniti, salgemma, arenarie e conglomerati), Alluvioni Antiche ( con tessiture miste che affiorano prevalentemente lungo le valli dei principali fiumi dell’area in esame e dei loro affluenti. Sono costituite da ghiaie scarsamente cementate, sabbie e limi. I clasti hanno diametri variabili da centimetrici a decimetrici; la loro composizione è molto varia e consiste di pressoché tutti i litotipi delle formazioni affioranti nei dintorni. Essi sono distribuiti a quote variabili sull’alveo attuale ma per lo più comprese fra 20 e 50 metri ) e Argille e gessi del fiume Era Morta ( affiora diffusamente in vasti settori della Val di Cecina e nell’alta Valdera. Le esposizioni migliori si ritrovano lungo la strada fra Larderello e Serrazzano e ad ovest di Montecerboli. La formazione poggia in discordanza sulle unità sottostanti. L’unità è costituita da un potente intervallo argilloso e argilloso - siltoso - marnoso interessato, nella parte superiore, da numerose intercalazioni e lenti di differenti
litologie: gesso, arenarie ben stratificate (arenarie di S. Benedetto, travertini e calcari lacustri. Si rinvengono anche lenti di conglomerato (conglomerato di Ulignano)).
• Tra il Km 109 e il Km 110 troviamo ancora Argille e gessi del Fiume Era Morta e Gessi di Saline di Volterra ( i livelli di gesso di queste formazioni sono generalmente di minore sviluppo di quelli dei Gessi di Ripaiola, di andamento lenticolare e possono raggiungere localmente spessori notevoli (circa 20 metri). In genere il gesso mostra una struttura microcristallina (alabastro) oppure si presenta come un deposito clastico (gessoareniti); più raramente rappresenta un deposito primario (selenite). Le argille sono sia laminate che massive. ).
• Tra il Km 110 e il Km 111 incontriamo lungo l’asse stradale due formazioni, quella del Torrente Fosci ( sono argille del Torrente Fosci che affiorano nella parte meridionale della Provincia. Poggiano in discordanza sul substrato preneogenico rappresentato da Serpentiniti a Montecerboli e Argille a Palombini fra Larderello e Serrazzano. Verso 1’alto passa in concordanza alle formazioni alto - Messiniane ( Calcare di Castelnuovo, Formazione del T. Raquese, Argille e gessi del F. Era Morta ) oppure in discordanza a quelle plioceniche ( Argille azzurre o Formazione di San Dalmazio ) nelle aree di Anqua. La formazione è costituita da argille grigie massicce, talvolta marnose, frequentemente intercalate da sottili lenti e livelli di lignite. La potenza delle Argille del T. Fosci è valutabile in circa 320 metri (Bossio et al., 1996 ). L’ambiente
di sedimentazione è di tipo lacustre. Nel tratto sommitale è documentabile un ambiente lagunare - salmastro (Bossio et al., 1996); gli stessi autori attribuiscono alla formazione un’età turoliana (Tortoniano superiore) per la porzione depostasi in ambiente lacustre e Messiniana inferiore per quella di ambiente lagunare - salmastro.), quella del Torrente Raquese ( giace in concordanza sui conglomerati della Formazione del T. Sellate, sulle Argille del T. Fosci e sul Calcare di Rosignano, con il quale mostra evidenti rapporti eteropici. Nell’area della Spicchiaiola, a causa di una tettonica sinsedimentaria, è in discordanza sulle Argille del T. Fosci o direttamente sul substrato preneogenico rappresentato dalle Argille a Palombini (Bossio et al., 1996). Al tetto è sormontata solitamente in maniera concordante dai gessi della formazione delle Argille e gessi del F. Era Morta o dai Conglomerati di Ulignano (SE di M.Nero), e in maniera discordante dai Conglomerati di Bosco delle Volpaie e di Gambassi. Nella sua parte inferiore 1’unità è costituita da argille siltose in cui talvolta si rinvengono arenarie o piccoli ciottoli ed esigui livelli di gesso; 1’intervallo superiore è rappresentato da argille grigie massicce in cui si rinvengono rari Pycnodonte
navicularis. Lo spessore affiorante dell’unità è valutabile in un
massimo di circa 35 metri. Lo spessore massimo della Formazione del T. Raquese è di circa 50 metri. Lazzarotto et al., cum bibl. (in stampa) ritengono che il tratto inferiore si sia deposto in un ambiente lagunare-salmastro, mentre il tratto superiore sarebbe invece caratteristico di un ambiente marino.
Gli stessi autori riferiscono la formazione al Messiniano inferiore.
• Tra il Km 111 e il Km 112 troviamo Gessi di Ripaiola e Sabbie e conglomerati del Rio Sanguigna ( conglomerati poligenici in matrice sabbiosa, sabbie e areniti grossolane con tracce di evidente clinostratificazione. Localmente si rinvengono banchi di calcareniti grigie e rare lenti di gesso. Età: Messiniano superiore (Turoniano).)
• Tra il Km 112 e il Km 113 troviamo Sabbie e conglomerati del Rio Sanguigna e Argille Azzurre (sono ampiamente diffuse nella Valdera ed in Val di Cecina. Poggiano in continuità di sedimentazione sulle unità alto-mioceniche (Argille e gessi de1 F. Era Morta e Formazione di Podernuovo), oppure sopra quelle plioceniche: Conglomerati di Bosco delle Volpaie, Conglomerati di Gambassi, Calcareniti di S. Mariano e Sabbie di S. Vivaldo. Nell’area volterrana, a nord del F. Cecina, le Argille azzurre fanno parte di un unico ciclo sedimentario, mentre nelle restanti aree sono invece riferibili a due cicli marini. In quest’ultimo caso i due corpi argillosi sono separati dalla Formazione di S. Dalmazio. Per quanto riguarda i rapporti con le formazioni di tetto, nel Bacino di Volterra 1’unità passa per alternanza alla Formazione di Villamagna, nel Bacino di Anqua S. Dalmazio soggiaciono alla Formazione di Chiusdino, mentre nel Bacino di Lustignano, al tetto del secondo ciclo sedimentario, si hanno i Conglomerati di Lago Boracifero. La formazione è costituita da argille ed argille siltose, localmente marnose, di
colore grigio-azzurro o nocciola, in genere di aspetto massiccio. Lo spessore delle Argille azzurre varia molto da zona a zona; quello massimo, di circa 1000 m, è documentabile, tramite sondaggi (Bossio et al., 1994c). Nella formazione, soprattutto nella porzione superiore, si rinvengono ricorrenti Molluschi. L’ambiente deposizionale è marino con batimetrie variabili di norma riferibili alla zona neritica esterna; dal punto di vista cronostratigrafico nel loro insieme le Argille azzurre si sono deposte dalla base del Pliocene (Zancleano) fino al Pliocene Medio (Piacenziano) (Bossio et al., 1994c).
• Tra il Km 113 e il Km 115 troviamo formazione di Terrazzano ( affiora nell’area di Serrazzano-Montecerboli e nella porzione nord - orientale del Bacino di Lustignano. L’unità occupa solitamente una posizione laterale alla porzione inferiore delle Argille azzurre; nelle aree del Bacino di Lustignano, invece, sormonta anche i Conglomerati di Gambassi e soggiace alla Formazione di Lustignano. La formazione è prevalentemente costituita da argille, talvolta sabbiose, con diffusi ciottoli sparsi e contiene numerose lenti conglomeratiche, sviluppate soprattutto nell’area di Serrazzano – Montecerboli - Lustignano, dove arrivano ad essere prevalenti sulle argille. Le lenti di conglomerati sono costituite di orto e paraconglomerati con elementi prevalentemente calcarei, di dimensioni molto variabili (media di 6-10 cm, ma occasionalmente fino a 2 m) ed immersi in una matrice argilloso - sabbiosa ocracea. Lo spessore massimo
complessivo della litofacies è di circa 75 metri. Nelle aree di Montecerboli e ad ovest di Castelnuovo Val di Cecina, all’interno della formazione, si rinvengono livelli di olistostromi di spessore decametrico, derivati dalle unità liguri (Formazione di Monteverdi Marittimo, Argille a Palombini e ofioliti). I macrofossili più diffusi nella Formazione di Serrazzano sono Molluschi quali Pycnodonte navicularis (Brocchi). Lo spessore della formazione nel suo complesso è di circa 120 metri. La deposizione si è realizzata in ambiente marino neritico esterno o epibatiale ed è riferibile allo Pliocene Inferiore (Zancleano) (Bossio et al., 1994c) e Strutture antropiche (centri abitati).
• Tra il Km 115 e 116 troviamo Calcare di Pomarance.
• Tra il Km 116 e il Km 117 troviamo Argille Azzurre.
• Tra il Km 117 e il Km 118 Calcare di Pomarance e Lenti conglomeratiche.
• Tra il Km 118 e il Km 119 troviamo la formazione di Serrazzano e Argille Azzurre.
• Tra il Km 119 e il Km 120 troviamo di nuovo Calcare di Pomarance e Lenti conglomeratiche.
• Tra il Km 120 e il Km 122 troviamo Brecce ( intercalati all’interno della F. di Monteverdi M.mo, affiorano dei livelli di brecce poligeniche ad elementi ofiolitici, calcarei, silicei ed arenacei in matrice argillitica di colore marrone ) e Serpentini ( costituiscono vasti affioramenti (olistoliti e/o scaglie tettoniche) nell’area a ovest e a sud-ovest di Montecerboli. Localmente si rinvengono anche masse all’interno delle
Argille a Palombini. Solo eccezionalmente le serpentiniti conservano rapporti primari con gli altri litotipi della serie ofiolitica; una rara esposizione dove questi rapporti sembrano conservati è osservabile nell’area di Pod. La Corte (sez. 295150). Le serpentiniti sono rocce di colore variabile dal verde chiaro al verde molto scuro, con riflessi bluastri; la tessitura è massiccia o debolmente foliata. Da un punto di vista petrografico sono classificabili come ultramafiti serpentinizzate. Tra di esse prevalgono le lherzoliti in cui le caratteristiche primarie sono quasi del tutto obliterate, si riconoscono facies con tessitura occhiadina data da fenocristalli di pirosseno con alone dato da minerali del gruppo del serpentino con “banding” composizionale. Sono presenti anche lenti di duniti cumulitiche. In alcune zone sono visibili limitate porzioni a struttura cataclastica con sviluppo di fratturazione che suddivide la roccia in “lithons”, con elementi di dimensioni da centimetriche a decimetriche, cementati da un fitto reticolato di vene di carbonato e/o di serpentino ).
• Tra il Km 122 e il Km 124 troviamo Serpentini, Argilli e gessi del fiume Era Morta, Gessi di Saline di Volterra, Sabbie e conglomerati di Villa Poggio Piano, Strutture atropiche (centri urbani ), Argilli e gessi del fiume Era Morta, Sabbie e conglomerati di Villa Poggio Piano.
• Tra il Km 124 e il Km 125 troviamo Lenti conglomeritiche.
• Tra il Km 125 e il Km 130 troviamo Formazione di Monteverdi Marittimo ( costituisce estesi affioramenti; essa
sormonta con contatto di sovrascorrimento (localmente riattivato come faglia diretta) le formazioni del Dominio subligure e toscano; presenta alla base un contatto stratigrafico con la formazione delle Argilliti di Poggio Rocchino ed è sormontata con contatti tettonici da tutte le altre formazioni del Complesso ofiolitifero del Dominio ligure. La Formazione di Monteverdi M.mo è un flysch ad Helmintoidi costituito da sequenze torbiditiche arenaceo - calcareo – marnose organizzate in strati o banchi spessi fino a 8 metri. La base delle sequenze è sovente caratterizzata da calcareniti o arenarie calcarifere, da fini a molto fini, che presentano laminazione piano parallela o debolmente ondulata. La gradazione non è molto evidente come pure sono scarse le impronte di fondo. Gli strati arenacei, di spessore medio di 30 cm, passano verso 1’alto a marne o a calcari marnosi e, subordinatamente, a siltiti laminate che sfumano ad argilliti. Talvolta sono presenti, al tetto delle sequenze, strati calcarei a grana finissima. Lo spessore della formazione è valutabile in almeno 400 metri. Secondo Sagri e Marri (1981), il Flysch di Monteverdi M.mo si è sedimentato in ambiente di piana sottomarina; la sua età è riferita all’intervallo Cretaceo superiore - Paleocene (Maastrichtiano superiore – Paleocene inferiore) (Costantini et al., 1991; Marino & Monechi, 1994). Tra il Km 130 e il Km 132 troviamo Strutture atropiche (centri urbani) e Macigni ( questa formazione affiora nelle zone di Castelnuovo V. C. giace solitamente con contatto stratigrafico tettonizzato sulla formazione della Scaglia toscana. A SE di
Castelnuovo V.C. esso poggia direttamente sulla Formazione anidritica di Burano con contatto tettonico interpretato come faglia diretta a basso angolo (caratteristica della ”serie ridotta”). Il Macigno generalmente è sormontato con contatto di sovrascorrimento (più o meno riattivato come faglia diretta) dalla formazione delle Argille e calcari di Canetolo; con contatto della stessa natura è sormontato anche dalla Formazione di Monteverdi M.mo. Viene inoltre a contatto per faglia diretta con le Argille a Palombini e la Formazione di Monteverdi M.mo. Nella sua facies tipica è costituito da arenarie quarzoso-feldspatiche, in strati di spessore variabile (30- 100 cm), che passano verso 1’alto a siltiti grigie. Le arenarie in frattura fresca hanno colorazione grigio-verde mentre, sulla superficie d’alterazione, presentano colori variabili dal giallo-arancio al marroncino giallastro; negli strati di maggior spessore (3 m) si osservano spesso delle superfici di amalgamazione. Di norma le arenarie sono alterate e danno frequentemente origine a ”coltri detritiche” sabbiose di colore giallo rossastro, costituite da elementi eterometrici di roccia compatta, ai quali si associa una matrice sabbiosa. All’interno dei banchi arenacei talvolta sono stati rinvenuti piccoli corpi lenticolari di un microconglomerato a granulometria fine, noto in letteratura con il termine di “granitello”. Gli spessori massimi stimati per questa formazione sono dell’ordine dei 200 metri (Monte di Castelnuovo). Il Macigno è un deposito torbiditico di conoide sottomarina. Studi del Nannoplancton calcareo nelle vicine aree di Poggio Ritrovoli (GR) hanno
permesso la datazione del Macigno al Chattiano superiore - Aquitaniano (Cornamusini et al., 1999).
6.3 Geomorfologia
Assieme alle carte geologiche ci sono state fornite sempre dall’ufficio tecnico della Provincia di Pisa anche le carte geomorfologiche dove abbiamo potuto evidenziare, pur non essendo possibile in questa sede effettuare degli studi approfonditi, la presenza di vari corpi di frane:
• Al Km 107 e al Km 108 un corpo di frana per percolamento.
• Tra i Km 120 e 122 corpi detritici di versante, in questo caso il problema è stato risolto tramite l’installazione di reti e fumi come si vede dalla fotografia 6.1, queste evitano che i sassi cascando arrivino sul manto stradale.
• Al Km 124 un corpo di frana per scoscendimento.
• Al Km 128 un corpo di frana complesso.
• Al Km 131 un corpo di frana per scoscendimento, come evidenziato dalla fotografia 6.2.
6.4 Indagini geotecniche
Sempre sulla carta geologica del Cd fornito dalla Provincia di Pisa sono evidenziati lungo l’asse stradale del tratto preso in considerazione indagini e sondaggi che sono risultati inutilizzabili. L'interpretazione che si ottiene dalla sola "lettura" e dalle prove ha un carattere orientativo non sufficiente per permettere la previsione dei problemi da dover affrontare in sede di progetto.
Data la scarsa informazione reperita da queste prove, è stato approfondito lo studio nella zona di Castelnuovo Val di Cecina dove la Provincia di Pisa ha progettato una variante che passa al di fuori del centro abitato e dove sono state commissionate due campagne di indagini a due ditte diverse, la Bierregi che ha effettuato otto sondaggi riportando:
1. Logs ( elencati nella tabella seguente ):
LOGS DEI SONDAGGI GEOGNOSTICI
Nome Profondità dal p.c. (m) SPT (profondità, m) N° ca mpioni Quota campioni (m)
S1 20,00 3,00-5,00-9,00 1 7,50-7,90 S2 20,00 2,50-5,50-9,00 1 2,50-3,00 S3 20,00 3,40-5,60-9,00 0 S4 30,00 6,00-16,50-25,00 3 12,50-13,00; 14,50-15,00; 19,50-20,00 S5 10,00 9,00 2 1,40-1,80; 4,40-4,90 S6 30,00 6,00-25,00 0 S7 20,00 9,70-15,50-19,80 2 2,10-2,50; 4,00-4,50 S8 15,50 5,50-10,00-15,00 0
2. Prove di sismica a rifrazione( solo in onde P quindi poco attendibili).
3. Prove pressiometriche riportate in tabella
4. Le prove down – hole:
Prova n° Sondaggio Profondità dal p.c. (m) Pressione max iniziale (Kpa)
Pressione max finale (Kpa) PM 1 bis S4 argillite 15,50 700 2525 PM 2 S4 argillite 21,00 700 2525 PM 3 S6 calcarenite fessurata 9,80 800 2700 PM 4 S6 calcare marnoso fessurato 20,50 1350 3450 PROVE PRESSIOMETRICHE
Prova n° Sondaggio Profondità max con
onde P (m) TP
Profondità max con
onde S (m) TS DH 1 S2 -19,00 12,64 -19,00 32,15 DH 2 S3 -16,00 12,35 -16,00 29,3 DH 3 S7 -19,00 14,91 -19,00 36,2 DH 4 S8 -12,00 14,6 12 35,7 PROVE DOWN-HOLE
Infine tutti i dati sono stati elaborati nella tabella riassuntiva dei parametri geotecnici ottenuti dalle prove di laboratorio:
Sondaggio (-) S1 S2 S4 S4 S4 S5 S5 S7 S7
Campione (-) C1 C1 C1 C2 C3 C1 C3 C1 C2
Profondità rispetto al p.c. (m) 7,50-7,90 2,50-3,00 12,50-13,00 14,50-15,00 19,50-20,00 1,40-1,80 4,40-4,90 2,10-2,50 4,00-4,5
Data di prelievo (m.a.) ago-04 ago-04 ago-04 ago-04 ago-04 ago-04 ago-04 ago-04 ago-04
Data elaborazione (m.a.) set-04 set-04 set-04 set-04 set-04 set-04 set-04 set-04 set-04
Descrizione sommaria (-) argilla limosa molto consistente argila limosa moderatamente consistente argilla limosa molto consistente argilla limosa consistente argilla limosa consistente ghiaia e ciottoli in matrice limo-argillosa argilla limosa da moderatamente a molto consistente
argilla limosa molto consistente
argilla limosa molto consistente
Penetrometro tascabile (Kpa) >500 >500 >500 400 400 >500 350 >500 425
Umidità naturale (%) 12,74 17,82 9,24 10,92 12,64 11,81 10,55 12,70 10,85 Peso di Volume (KN/m3) 21,06 20,52 20,19 20,84 21,42 19,7 21,19 20,46 19,86 Limite Liquido (%) 47,00 42,00 39,00 38,00 40,00 53,00 33,00 44,00 31,00 Limite plastico (%) 25,00 28,00 26,00 25,00 26,00 26,00 20,00 25,00 21,00 Indice di plasticità (-) 22,00 14,00 13,00 13,00 14,00 27,00 13,00 19,00 10,00 Inndice di consistenza (-) 1,57 1,7 2,37 2,03 1,92 1,53 1,76 1,67 1,96
Coesione drenata (c') (Kpa) 8,00 9,50 36,00 29,00 77,00 13,00 16,00 19,00 24,00
Angolo di attrito (°) 16,00 27,00 27,00 19,00 5,00 30,00 23 ,00 15,00 20,00
TAGLIO DIRETTO
TABELLA RIASSSUNTIVA DEI PARAMETRI GEOTECNICI OTTENUTI DALLE PROVE DI LABORATORIO BIERREGI
D A T I G E N E R A L I PARAMETRI FISICI L IM IT I D I A T T E M B E R G
La Geotirreno invece ha effettuato prove sia sull’asse stradale che nei pressi di essa, ed ha effettuato i:
1. logs dei sondaggi geognostici riportati in tabella:
2. l’analisi sismica a rifrazione,
Infine riassume tutto in una tabella dei parametri geotecnici ottenuti dalle prove del laboratorio Geotecnico Toscano:
Intervento n° Nome Profondità dal p.c. (m) SPT (profon dità, m) N° campioni Quota campioni (m)
1 S01 10,00 0 0 2 S02 15,00 1 4,00-4,60 3 S03 25,00 2 3,50-4,00; 5,2-5,6 4 S04 16,00 0 0 5 S05 25,00 0 0 6 S06 25,00 0 0 7 S07 15,00 2 2,50-3,00; 11,00-11,50 8 S08 25,00 0 0 9 S09 20,00 0 0
Dai dati raccolti abbiamo calcolato il Rock Mass Rating (RMR) che è la classificazione di Bieniawski sviluppata a partire dagli anni 1972 –1973 per gallerie in rocce competenti fratturate.
Il valore di RMR è dato dalla somma di sei fattori:
1. A1: valore numerico derivato dalla resistenza della roccia intatta “σc” .
2. A2: valore numerico derivato dall’indice “RQD” ( Rock Quality Designation Index: uno dei primi metodi di classificazione volto ad ottenere informazioni sulla qualità della roccia, a partire dalla percentuale di recupero di carotaggio riferito alla somma degli spezzoni di carota con lunghezza maggiore o uguale a 100 mm ). 3. A3: valore numerico derivato dalle spaziature delle
discontinuità “s”.
4. A4: condizioni delle discontinuità. 5. A5: condizioni idrauliche.
6. A6: orientamento della discontinuità.
Dai vari RMR abbiamo ricavato l’intervallo all’interno del quale ricadeva il materiale ed abbiamo scelto il valore più frequente per la determinazione della coesione c’, Angolo d’attrito Ф’ e Modulo di resistenza E, vedi Tabella sottostante e foglio 1, 2 e 3.
Foglio di calcolo 1: RMR determinato con dati Bierregi Intervallo 1 - 5 1 RQD = Intervallo < 25 3 Intervallo < 6 5 Condizione: Continue 0 Condizione: Asciutta coefficiente A5 15 24 MATERIALE: Argillite
A4 Condizioni delle discontinuità
RMR = (A1+A2+A3+A4+A5) =
Riempimento > 5 mm Apertura > 5 mm
coefficiente A4
A5 Condizioni idrauliche
A3 Spaziatura delle discontinuità "s"
coefficiente A3
SONDAGGIO: S1
PROFONDITA': 6,00 - 7,00
A1 Resistenza della roccia intatta σc
coefficiente A1
A2 Indice RQD
Foglio di calcolo 2: RMR determinato con dati Goetirreno
CAMPIONE: PL02 PROFONDITA': 4,65- 4,95
A1 Resistenza della roccia intatta
Is50 (Mpa) 1,60 Is50 MEDIO 1,64 Mpa 1,50 1,55 Is50 MEDIO 2,78 Mpa 1,72 1,24 eliminato 2,47
3,09 Resistenza a compressione monoassiale 1,83 2,77 σc 39,36 Mpa 4,35 eliminato σc 66,64 Mpa Intervallo 25 - 50 coefficiente A1 4 Intervallo 50 - 100 coefficiente A1 7 A2 Indice RQD RQD = Intervallo 50 - 75 coefficiente A2 13
A3 Spaziatura delle discontinuità "s"
Intervallo 6 - 20 coefficiente A3 8
A4 Condizioni delle discontinuità
Condizione: Continue Apertura > 5 mm Riempimento > 5 mm coefficiente A4 0 A5 Condizioni idrauliche Condizione: Asciutta coefficiente A5 15 RMR = (A11+A2+A3+A4+A5) = 40 RMR = (A12+A2+A3+A4+A5) = 43 SONDAGGIO: S01
Foglio di calcolo 3: Tabella riassuntiva con calcolo dei parametri 43 215 26,5 3,7 24 120 17 0,8 30 150 20 1,1
Modulo di elasticità E (Gpa) =
=(σc/100)1/210(RMR -15)/40 =
TABELLE RIASSUNTIVA DEI PARAMETRI CARATTERISTICI DA PLT CALCARE 38< RMR <48 RMR = Angolo d'attrito φ' = 0,5 RMR + 5 = ARENARIA 25< RMR <30 Angolo d'attrito φ'= 0,5 RMR + 5 = RMR = Modulo di elasticità E (Gpa) =
=(σc/100)1/210(RMR -15)/40 =
Modulo di elasticità E (Gpa) =
=(σc/100)
1/2
10(RMR -15)/40 =
Il valore più frequante è:
Il valore più frequante è:
Coesione c' (kPa) = 5 RMR =
ARGILLITE 24< RMR <29
Il valore più frequante è:
Coesione c' (kPa) = 5 RMR =
Angolo d'attrito φ'= 0,5 RMR + 5 =
RMR = Coesione c' (kPa) = 5 RMR =
Tutti questi dati ci hanno permesso di utilizzare il programma in DOS Sted per valutare il coefficiente di sicurezza delle scarpate stimato per 3,94 prendendo in considerazione la sezione del progetto della Provincia di Pisa con maggiore trincea, circa 13 metri.
Successivamente dalle prove down – hole attraverso la velocità della onde S ci siamo determinati il G0 ( modulo di elasticità a bassissimo
livello di deformazione γ ≤ 10-4 ) e da esso, come specificato nel foglio di calcolo 4, il modulo di elasticità l’E0 per confrontarlo con i
moduli di elasticità calcolati tramite RMR.
Foglio di calcolo 4: Det. Modulo di resistenza tramite velocita onde S 650 m/s 1,94 819650 kPa = 0,82 GPa kPa = 2,0 GPa 950 m/s 1,94 1750850 kPa = 1,8 GPa kPa = 4,2 GPa
DETERMINAZIONE DEL MODULO DI ELASTICITA' CON LA VELOCITA' DELLE ONDE S
Per la determinazione della velocità delle onde s mi rifacccio alle prove in foro tipo "down-hole" effettuate dalla compagnia bierrigi.
SONDAGGIO S2
MATERIALE: Argillite
VELOCITA' MEDIA DELLE ONDE S:
PROFONDITA': 4,30 - 9,10 m KN/m2s2 G0 = ρ Vs2 = E0 = 2 (1 + υ) G0 = 1967160 Con γ = 19 KN/m3 e con g = 9,81 m/s2, ρ = γ / g = SONDAGGIO S2 MATERIALE: Calcare
VELOCITA' MEDIA DELLE ONDE S:
PROFONDITA': 9,10 - 15,00 m
Con γ = 19 KN/m3 e con g = 9,81 m/s2, ρ = γ / g = KN/m2s2
G0 = ρ Vs2 =
Infine l’ultime prove effettuate sono state le prove edometriche, dalle quali abbiamo ricavato due grafici riferiti ai due campioni analizzati dalla Geotirreno:
Tramite queste prove siamo riusciti a risalire ad un profilo geologico utilizzando degli spessori di formazione che hanno evidenziato che nel tratto di Castelnuovo si trovano sostanzialmente tre formazioni, come si può vedere dalla tavola 14 degli allegati: un primo strato di Limi Argillosi formato dalla degradazione del sottostrato di Argille/Argilliti fino ad arrivare all’ultimo strato di Argille e Calcare. Da tutte le analisi effettuate risulta che i materiali nel tratto di Castelnuovo val di Cecina sono buoni materiali che non necessitano di grandi opere di sostegno, i costi di progetto per la realizzazione della variante proposta dalla Provincia di Pisa potevano essere ancora più contenuti studiando un percorso alternativo come ad esempio quello della variante studiata dal sottoscritto, dove i massimi scavi nella zona considerata si riducono a non più di 6 metri.
