Introduzione e Metodologia di Lavoro
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INTRODUZIONE E METODOLOGIA
DI LAVORO
Il presente lavoro di tesi specialistica consiste in una caratterizzazione geotecnica della pianura del Comune di Castagneto Carducci ed è stato svolto in collaborazione e in parallelo con il lavoro di tesi del dott. Federico Bertocchini, riguardante la caratterizzazione geologica della medesima area.
Tale caratterizzazione è stata effettuata al fine di analizzare le porzioni di terreno interessate dal passaggio di un sistema di tubature scelto per un cambio di destinazione d’uso: dal trasporto di idrocarburi al trasporto idrico. Verranno considerate inoltre le interazioni tra il terreno ed una nuova tubatura correlata con la precedente. Considerando l’interazione tra questi sistemi di tubature già esistente ed il terreno da esse influenzato verrà effettuata la caratterizzazione geotecnica in profondità all’interno della parte centrale del presente studio. Tale lavoro è stato svolto di concerto tra il Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Pisa e l’A.S.A. spa (Azienda Servizi Ambientali) dell’A.T.O. n° 5 – Toscana Costa.
Il lavoro consiste nella realizzazione di una carta geologica della piana di Castagneto Carducci con relative sezioni geologiche, con particolare riguardo alle formazioni appartenenti al Neoautoctono, realizzata a seguito di indagini sul territorio, confronto con carte preesistenti, studio di foto aeree e realizzazione di alcuni saggi; questa parte del lavoro è stata eseguita e redatta da Bertocchini (2011).
Successivamente e parallelamente, il lavoro è consistito nella creazione di una cartografia geologico-tecnica sulla base dei dati derivati da penetrometrie interpretate dallo scrivente, che rappresenta il punto focale della realizzazione e della stesura di questo lavoro di tesi. L’interpretazione dei dati derivati dalle penetrometrie è stata effettuata con l’ausilio di un foglio di calcolo, progettato dallo scrivente in ambiente Excel che ha permesso l’estrapolazione di alcuni parametri geotecnici tramite formule empiriche; questo sarà descritto più ampiamente nel capitolo a esso dedicato. Questi parametri sono stati processati tramite le formule empiriche della geostatistica ottenendo i valori di media e deviazione standard a essi relativi in modo da avere una caratterizzazione geotecnica delle tipologie di terreno incontrate.
Il parametro geotecnico denominato NSPT, relativo al numero di colpi della Prova Penetrometrica Standard (SPT) e descritto nel capitolo relativo alla caratterizzazione geotecnica, è stato impiegato come base per la definizione delle numerose “Unità Geotecniche” a comportamento affine, su cui è stata basata la creazione delle due carte geotecniche prodotte: una relativa ai terreni affioranti e una relativa alla porzione di terreno alla profondità interessata dalla messa in posto e dalla propagazione degli effetti di pressione (il cosiddetto “volume significativo” secondo il D.M. 11-03-1988) relative alla
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tubatura di cui sopra, tramite l’algoritmo “Inverse to distance”, usato per passare da informazioni di tipo puntuale e/o lineare a informazioni di tipo areale.
Il lavoro di redazione della Carta delle Unità Geotecniche a comportamento affine su
base penetrometrica per l’intervallo di profondità tra 0 m e 3 m al di sotto del piano campagna, della Carta delle Unità Geotecniche a comportamento affine su base penetrometrica per l’intervallo di profondità tra 3 m e 4,5 m al di sotto del piano campagna, della Carta dei dati base, atta a contenere e mostrare graficamente la
localizzazione geografica della collezione dei dati derivati dai log stratigrafici derivati da perforazioni, dall’interpretazione delle penetrometrie e dai saggi effettuati nel corso della campagna di rilevamento, e della carta geologica, a cura del dott. Bertocchini, è stato effettuato tramite l’utilizzo dei software Adobe Fireworks CS e Arc GIS 9.3. Tale carta è stata realizzata utilizzando, oltre ai dati di base riguardanti le prove penetrometriche, una maglia di punti regolari - con una distanza tra gli stessi punti pari a 100 m - che sono stati interpretati come penetrometrie fittizie, caratterizzate in base all’analisi comparata delle Unità Geotecniche maggiormente rappresentanti per ogni formazione, deposito o copertura, e delle informazioni geologiche recepite dalla descrizione dei corpi cartografati, dalla carta e dalle sezioni geologiche prodotte da Bertocchini (2011).
Dopo aver realizzato le cartografie geologico tecniche, e sulla scorta delle stesse, sono state effettuate una caratterizzazione geotecnica delle formazioni e delle coperture affioranti, basandosi sulla Carta Geotecnica superficiale e sulle descrizioni delle Formazioni offerte dal lavoro di tesi di Bertocchini (2011), e un'analisi concernente le interazioni tra il terreno, la tubatura EX-SNAM e il nuovo sistema di tubature di cui si è scritto in precedenza, basandosi sulla Carta Geotecnica di profondità e sulle caratteristiche progettuali della tubatura stessa, in accordo non con le normative vigenti ma con il D.M .11- 03-1988; tale decreto è stato scelto innanzitutto per la sua validità scientifica provata e poiché non risulta abrogato ma solamente superato dalle Norme tecniche per le costruzioni del 2008 che,
inoltre richiede conoscenze non determinabili utilizzando unicamente le prove
penetrometriche. Una volta realizzata la caratterizzazione geotecnica della piana del
Comune di Castagneto Carducci e la relativa caratterizzazione geologica nel corso del lavoro di tesi parallelo al presente, i risultati ottenuti, insieme alla collezione dei dati recepiti ed usati come base di lavoro precisamente descritti, sono stati riuniti in un progetto realizzato in ambiente GIS denominato “Castagneto Carducci Piana”. Tale progetto rende meglio visibile i prodotti realizzati e l’iter di lavorazione anche per terze persone. Questo prodotto, inoltre, è anche facilmente interrogabile, per ottenere le informazioni in esso contenute, e altrettanto facilmente implementabile, qualora si presentasse l’esigenza di aggiungere altri dati a quelli già contenuti nello stesso.
In Fig. 1 è mostrato uno schema sintetico delle varie fasi di realizzazione delle due tesi parallele.
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Il diagramma di flusso in fig. 1 mostra quindi le fasi di lavoro comuni al presente lavoro e a quello parallelo (Bertocchini, 2011) concernenti la raccolta bibliografica e dei dati di base e la realizzazione del progetto comune realizzato in ambiente Arc GIS.
Sono inoltre mostrate le fasi parallele di realizzazione dei due lavori, concernenti, per quanto riguarda il presente - come precedentemente descritto - nel confronto tra i log derivati da prove penetrometriche e i log stratigrafici derivati da sondaggi e realizzazione di pozzi idrici, da cui deriva la realizzazione del foglio di calcolo utilizzato per l’interpretazione delle 192 prove penetrometriche; i dati derivati da questa interpretazione sono stati revisionati su base statistica per definire i valori atti a definire le Unità Geotecniche. Tali unità sono state utilizzate per la caratterizzazione geotecnica delle formazioni e coperture affioranti e per la realizzazione della cartografia geotecnica, quest’ultima usata per analizzare le interazioni tra terreno e i due sistemi di tubature.
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Parallelamente è stata realizzata (Bertocchini, 2011) la carta geologica dell’area in esame sulla base dei dati di base, della campagna di rilevamento geologico, dell’interpretazione delle foto aeree effettuate sull’area e sull’ interpretazione fornita ai risultati delle prove penetrometriche. Tale carta geologica è stata successivamente confrontata con la cartografia esistente e utilizzata come base per la realizzazione delle sezioni geologiche.
Questo lavoro fornisce una revisione ed un approfondimento delle conoscenze geologiche relative al Quaternario della zona in esame, tutt’ora lungi dall’essere pienamente comprese, nella parte curata da Bertocchini (2011).
La parte di geotecnica, oggetto del presente lavoro, offre invece degli spunti di caratterizzazione su base numerica di diversi parametri geotecnici per le Unità Geotecniche evidenziate. Su tali valori potranno essere impostati successivamente lo studio di supporto alla progettazione di nuove opere nell’area in esame. Questa parte del lavoro offre inoltre la spiegazione della metodologia utilizzata ed implementata nel corso dello stesso per raggiungere gli scopi prefissati della caratterizzazione geotecnica dell’area.
Resta però da dire che l’intera gamma di valori rappresentanti i parametri geotecnici riportati derivano unicamente dall’interpretazione di prove penetrometriche dinamiche, che rappresentano uno strumento utile e molto usato anche nell’ambito della libera professione, ma che al contempo sono affette da forti limitazioni. Alcuni dei parametri calcolati infatti sarebbero più esatti se fossero derivati da analisi di granulometria effettuate in laboratorio o prove sismiche effettuate nel corso del rilevamento; non disponendo però di tali dati è stato possibile basarsi unicamente sulle prove penetrometriche.
Tra le limitazioni, nel campo della realizzazione della cartografia geotecnica, sono da inserire anche il numero non totalmente rappresentativo delle prove e la loro disposizione sul territorio che, non formando una griglia regolare, porta a dare un peso differente alle singole penetrometrie, come descritto più avanti.
