REGIONE SICILIANA - PRESIDENZA
DIPARTIMENTO REGIONALE DELLA PROTEZIONE CIVILE
R V IZ IO IN TE R V E N T I D I D IF E S A A T T IV A DE L T E R R IT IO R IO
– Gestione tecnico-amministrativa degli interventi di Ordinanze di protezione civileCOMUNE DI SCIACCA (AG)
O.C.D.P.C. N. 458/2017: INTERVENTO DI SISTEMAZIONE SPONDALE DI UN TRATTO DEL FIUME VERDURA RICADENTE
NEI FOGLI DI MAPPA CATASTALI N. 166 DEL COMUNE DI SCIACCA E N. 55 DEL COMUNE DI RIBERA (AG)
CODICE INTERVENTO 458_C11
Progettisti:
dott. ing. Vincenzo Salanitri
geom. Demetrio Crocco
Direttore dei Lavori:
dott. ing. Vincenzo Salanitri
Geologo:
dott.ssa Arcangela Le Pira
Coord. Sicurezza P. ed E.:
dott. ing. Vincenzo Salanitri
Direttori operativi:
geom. Demetrio Crocco geom. Enrico Azzia
Supporto al RUP:
dott. Emanuele Sapienza
ELABORATO:
RELAZIONE GEOLOGICA
TAV.
A 5
Il Dirigente dell'U.O.B. S8.03 Il Dirigente del Servizio Responsabile Unico del Procedimento (dott. arch. Alberto Vecchio)
DIPARTIMENTO DELLA PROTEZIONE CIVILE
S8 - SERVIZIO INTERVENTI DI DIFESA ATTIVA DEL TERRITORIO
____________________________________________________________________________________________________
COMUNI DI SCIACCA E RIBERA(AG)
OGGETTO: - INTERVENTO DI SISTEMAZIONE SPONDALE DI UN TRATTO DI FIUME VERDURA RICADENTE NEI FOGLI DI MAPPA CATASTALI N. 166 DEL COMUNE DI SCIACCA E N. 35 DEL COMUNE DI RIBERA A SEGUITO DELL’EVENTO METEOROLOGICO DEL 25/11/2016 NEL COMUNE DI SCIACCA (AG) - Cod. Intervento 458_C11
RELAZIONE GEOLOGICA ESECUTIVA
Il Consulente geologo (Dott.ssa Arcangela Le Pira)
______________________
Il Responsabile Unico del Procedimento (Dott. Carmelo D’Urso)
_________________________________
INDICE
1 PREMESSA ... 4
2 INQUADRAMENTO GEOGRAFICO ... 6
3 CARATTERISTICHE MORFOLOGICHE ... 8
4 CARATTERISTICHE GEOLOGICHE ... 11
4.1 Depositi alluvionali ... 11
4.2 Depositi alluvionali attuali... 13
5 CAMPAGNA DI INDAGINI GEOGNOSTICA ... 14
6 RISULTATI INDAGINI GEOGNOSTICHE ... 15
6.1 Indagini Geofisiche ... 15
6.2 Risultati ottenuti ... 15
6.2.1 Tomografia TS 1 ... 15
6.2.2 Tomografia TS 2 ... 15
6.2.3 Masw 1 ... 16
6.2.4 Masw 2 ... 17
6.2.5 REMI 1 ... 17
6.2.6 REMI 2 ... 18
6.2.7 Indagine HVSR 1 ... 18
6.2.8 Indagine HVSR 2 ... 21
7 STORIA SISMICA DEL SITO ... 24
7.1 Caratteristiche strutturali... 24
7.1.1 Sismicità dell’area ... 25
8 PERICOLOSITÀ SISMICA DI BASE ... 27
8.1 Azioni sismiche ... 27
8.1.1 Stati limiti e relative probabilità di superamento ... 28
8.2 Pericolosità sismica di base ... 31
8.3 Pericolosità sismica di sito ... 33
8.3.1 Categoria sottosuolo: ... 33
8.3.2 Categoria topografica ... 33
8.4 Spettro di risposta elastico in accelerazione delle componenti orizzontali ... 34
8.5 Spettro di risposta elastico in accelerazione delle componenti verticali ... 34
9 CARATTERISTICHE STRATIGRAFICHE ... 36
9.1 Modello geologico ... 36
9.2 Modello Geotecnico ... 36
10 RISULTATI INDAGINI DI LABORATORIO ... 38
10.1 Depositi Alluvionali (Orizzonte DA) ... 38
10.1.2 Caratteristiche di resistenza al taglio ... 39
11 CARATTERIZZAZIONE GEOTECNICA ... 40
11.1 Valori caratteristici e di progetto ... 40
11.2 Valori caratteristici ... 40
11.2.1 Stima del valore caratteristico ... 40
11.3 Parametri di resistenza ... 41
11.3.1 Orizzonte DA ... 41
12 ANALISI AMBIENTALI ... 44
12.1 Minerali pesanti ... 45
12.2 Composti Aromatici... 48
12.3 Composti Alifatici ... 52
12.4 Parametri Microbiologici ... 55
12.4.1 Dati Ecotossicologici ... 57
12.5 Classificazione dei sedimenti ... 58
13 CONSIDERAZIONI SULL’INTERVENTO IN PROGETTO ... 60
Oggetto: O.C.D.P.C. n. 458/2017 – Primi interventi urgenti di protezione civile conseguenti agli eccezionali eventi meteorologici verificatesi il giorno 19 novembre 2016 nel territorio del Comune di Licata in Provincia di Agrigento e nei giorni 24 e 25 novembre 2016 nel territorio delle Province di Agrigento e Messina.
– Intervento di sistemazione spondale di un tratto di fiume Verdura ricadente nei fogli di mappa catastali n. 166 del comune di Sciacca e n. 35 del comune di Ribera a seguito dell’evento meteorologico del 25/11/2016 nel comune di Sciacca (AG) - Cod. Intervento 458_C11
Relazione Geologica Esecutiva
1 PREMESSA
Nell'ambito dell'intervento n. 458_C11 – Intervento di sistemazione spondale di un tratto di fiume Verdura ricadente nei fogli di mappa catastali n. 166 del comune di Sciacca e n. 35 del comune di Ribera a seguito dell’evento meteorologico del 25/11/2016 nel comune di Sciacca (AG) dell’ordinanza O.C.D.P.C.
n.458/2017, è stato redatto un progetto, il cui scopo è quello di mitigare il rischio residuo di esondazione persistente nell’area, attraverso opere di risagomatura del tratto terminale dell’alveo, compreso fra la foce e il ponte della vecchia ferrovia , ormai in disuso per un’estensione complessiva di circa 2,0 Km.
La risagomatura e il rinforzo degli argini comportano l’abbancamento e la parziale rimozione dei depositi alluvionali, che verranno riutilizzati per il rinforzo delle stesse sponde.
A supporto del progetto è stata predisposta una campagna di indagini geognostiche, affidate alla ditta R.T.A. Ricerche Tecnologiche Avanzate s.r.l., che è consistita in:
• Prelievo di n.6 campioni con fustella;
• Prelievo di n.7 campioni per analisi ambientali;
• Prove di laboratorio;
• Analisi chimico-fisiche e microbiologiche;
• Esecuzione di n. 2 tomografie sismiche;
• Esecuzione di n.2 prove di sismica attiva con metodologia MASW e n. 2 misure di sismica passiva del tipo Re.Mi con acquisizione di rumore di fondo;
• Esecuzione di n. 2 prove di sismica passiva HVSR.
I risultati ottenuti, elaborati in funzione delle nuove NTC del 17/01/2018, sono di seguito esposti e commentati.
2 INQUADRAMENTO GEOGRAFICO
L’area in esame è ubicata nella Sicilia meridionale, e ricade nella sezione 628110 della Cartografia Tecnica Regionale in scala 1:10.000.
Figura 1 - Panoramica
Figura 2 – Aree soggette ad erosione di sponda
Figura 3 -ubicazione area
La zona oggetto dell’intervento riguarda la valle del Fiume Verdura, nel tratto terminale che va dalla foce fino al vecchio ponte della ferrovia a scartamento ridotto Castelvetrano-Porto Empedocle, ormai in disuso, per uno sviluppo di circa 2,0 Km.
Tratto di alveo interessato dagli interventi
3 CARATTERISTICHE MORFOLOGICHE
Il bacino imbrifero del fiume Verdura presenta una forma approssimativamente rettangolare, allungata secondo la direzione SSW-NNE, con una quota massima di 1450 metri s.l.m. presso Monte Cangialosi ed una quota minima di 0 metri s.l.m. alla foce situata nella costa meridionale siciliana, in prossimità di Cava della Secca (fraz. di Ribera) e della stazione ferroviaria di Verdura, oramai dismessa.
Esso si estende complessivamente su una superficie di 435,70 km2, con un perimetro di oltre 140 km ed una larghezza media di 29,80 km nella porzione montana e di 16,86 km nella porzione mediana del bacino, che si riduce a poco più di 7 km nel tratto terminale.
La sorgente del ramo principale “Fiume Sosio” si trova ad una quota di 961,7 metri s.l.m. ed è localizzato presso Cozzo Confessionario (1011,55 metri s.l.m.) a nord del centro abitato di Santo Stefano di Quisquina; la lunghezza complessiva dell’asta principale è di circa 60 km e la pendenza media è del 1,69%.
Figura 4 – Bacino del Fiume Verdura
La rete idrografica è caratterizzata da un’asta principale, che assume la denominazione di “Fiume Sosio”, dal punto di sorgenza fino alla confluenza del Vallone Garella ad una quota di circa 140,2 metri s.l.m., tra i territori comunali di Caltabellotta, Villafranca e Burgio, da dove assume la denominazione di Fiume Verdura, mantenendo tale denominazione fino alla foce.
L’area del Bacino del Fiume Verdura è caratterizzata da affioramenti di litologie a caratteristiche ed assetto strutturale variabile, così da condizionare in modo determinante la variabilità del paesaggio.
In linea generale, la morfologia passa da un contesto prevalentemente montuoso nel settore settentrionale, appartenente al complesso dei Sicani, ad un andamento prevalentemente collinare con aree sub-pianeggianti nelle zone di fondovalle, sino a raccordarsi con la zona di foce.
La parte terminale del bacino ha una morfologia prevalentemente collinare con rilievi allungati e cozzi isolati, in corrispondenza degli affioramenti lapidei più resistenti; le porzioni argillose invece costituiscono basse
colline a cime arrotondate e risultano maggiormente solcate dalla rete idrografica che assume in questo settore il suo massimo sviluppo, con linee di impluvio distribuite secondo un pattern prevalentemente dendritico.
Le zone di fondovalle presentano una morfologia sub- pianeggiante in cui si
sviluppano i percorsi dei corsi d’acqua principali affluenti del fiume Verdura; in queste zone l’andamento dei fiumi è prevalentemente di tipo meandriforme, con una maggiore attività deposizionale che comporta l’accumulo di depositi alluvionali prevalentemente limo-argillosi con sabbie, ciottoli e blocchi.
Il percorso del Fiume risulta relativamente tortuoso, tranne che nella zona della foce, dove il Provveditorato OO.PP. della Sicilia prima e l’Ufficio del Genio Civile di Agrigento poi, hanno provveduto con vari interventi alla sistemazione idraulica della gran parte del tratto fluviale che va dall’attraversamento con la SS 115 Sud Occidentale Sicula fino alla foce.
La zona interessata dall’intervento in progetto riguarda proprio la parte terminale del corso d’acqua, dalla foce fino al ponte della ferrovia, per un’estensione di circa 2,0 Km.
Si tratta della fascia costiera, ad andamento pianeggiante, caratterizzata da un’ampia spianata a debole pendenza, degradante verso sud-ovest, che funga da raccordo tra le estreme propaggini collinari dei Monti Sicani e il mare.
Data la configurazione orografica non si osservano forme di instabilizzazione in atto e/o potenziali, infatti nella cartografia del Piano Stralcio per l’assetto idrogeologico (PAI) del Bacino Idrografico del Fiume Verdura (061) non sono evidenziati dissesti nell’area e di conseguenza non sono presenti zone a pericolosità e a rischio geomorfologico.
Figura 5 – Bacino del Fiume Verdura con andamento altimetrico
Figura 6 – Stralcio della carta della pericolosità e del rischio geomorfologico
Nella carta della pericolosità idraulica per fenomeni di esondazione è segnata l’area soggetta a straripamento del Fiume Verdura, che si trova a monte del ponte della ferrovia, mentre nel tratto successivo, ove sono stati effettuate gli interventi di sistemazione idraulica, l’onda di piena riesce a scorrere entro l’alveo.
Figura 7 – Stralcio della carta della pericolosità idraulica per fenomeni di esondazione
Ciò indica che in condizioni di arginatura regolare dell’asta drenante, la valle è sufficiente a contenere le portate di piena.
4 CARATTERISTICHE GEOLOGICHE
L’assetto geologico del bacino del Fiume Verdura è caratterizzato da una marcata eterogeneità determinata dal contesto stratigrafico-strutturale rilevabile sul suo territorio. Il settore settentrionale appartiene al complesso montuoso dei Monti Sicani, ed è caratterizzato dagli affioramenti delle unità carbonatiche più antiche; si tratta di sistemi strutturali derivanti dalla deformazione del Dominio Sicano, costituito in parte minore dai terreni argillosi del Flysch Carnico e, prevalentemente, da unità carbonatiche mesozoiche e da depositi terrigeni del Flysch Numidico. I fenomeni deformativi si sono verificati in corrispondenza dell’attività orogenetica miocenica che ha determinato lo smembramento dei corpi rocciosi e la sovrapposizione in falde tettoniche, vergenti verso sud, successivamente coinvolti da una seconda fase tettonica nel Pliocene medio. La restante porzione del bacino è costituita prevalentemente dai terreni argillosi e dai termini della Serie Evaporitica, ricoperti dai depositi pelagici pliocenici, sui quali si sono successivamente sedimentati i litotipi trasgressivi argilloso-sabbiosi e calcarenitici pleistocenici.
Nella zona in studio si osserva un’ampia spianata formata da depositi alluvionali lasciati dal Fiume Verdura, e solo in sponda sinistra si riscontrano delle alture costituite da calcari marnosi e da calcareniti.
Figura 8 – Carta geologica dell’area
4.1 Depositi alluvionali
Si tratta di una sequenza costituita da sabbie ghiaiose, ghiaie e limi sabbiosi che occupano una vasta area nel tratto terminale del Fiume Verdura.
La componente ruditica è rappresentata da ciottoli poligenici prevalentemente calcarei, arrotondati e bene elaborati con diametro medio di 4 -5 cm e valore massimo di 30 cm. Talvolta i clasti dei livelli ghiaiosi hanno disposizione embriciata, mentre nei livelli limoso-sabbiosi la stratigrafia piano-parallela è ben marcata.
Figura 9– Depositi alluvionali lungo la sponda destra
Questi depositi si trovano al di sopra dell’alveo attuale ad un’altezza variabile da 2 a 5 m, sono fissati da vegetazione arbustiva o sono coltivati, solo eccezionalmente possono essere rielaborati da piene torrentizie.
Nel tratto terminale della valle tali depositi si collegano gradualmente e con limite sfumato a quelli di spiaggia.
4.2 Depositi alluvionali attuali
Costituiscono il deposito dell’alveo attuale del Torrente Verdura e sono formati da ghiaie e sabbie eterometriche di dimensioni variabili, di varia natura, caratterizzate da prevalenti clasti carbonatici. I ciottoli si presentano appiattiti e arrotondati, ciò è dovuto al lungo trasporto.
I sedimenti sono in continua elaborazione ed evoluzione da parte dei processi fluviali, in particolare durante gli eventi alluvionali più intensi.
Lungo le anse abbandonate si osservano sabbie limose giallastre debolmente ghiaiose.
Figura 10 – Alluvioni attuali e recenti del Fiume Verdura
5 CAMPAGNA DI INDAGINI GEOGNOSTICA
In relazione alla tipologia degli interventi da eseguire, analizzati gli aspetti geologici e morfologici dell’area, è stata predisposta una campagna di indagini geognostiche finalizzata alla definizione dell’andamento stratigrafico del terreno, alla determinazione dei parametri geomeccanici dei depositi e alla definizione della categoria sismica del sottosuolo. Inoltre, considerando che i depositi alluvionali verranno mobilizzati e in parte riutilizzati per il ripristino delle sponde, è stata disposta una campagna di analisi propedeutiche per effettuare la caratterizzazione dei sedimenti al fine di evidenziare eventuali inquinanti. Le indagini sono state eseguite dalla ditta “R.T.A. – Ricerche Tecnologiche Avanzate s.r.l.”, mentre le analisi chimico-fisiche, microbiologiche e ecotossicologiche sono state effettuate dal laboratorio accreditato “Chimica Applicata Depurazione Acque s.n.c.” e sono consistite in:
• Prelievo di n.6 campioni con fustella;
• Prelievo di n.7 campioni per analisi ambientali lungo l’alveo;
• Prove di laboratorio;
• Esecuzione di n. 2 tomografie sismiche;
• Esecuzione di n.2 prove di sismica attiva con metodologia MASW e n. 2 misure di sismica passiva del tipo Re.Mi con acquisizione di rumore di fondo;
• Esecuzione di n. 2 prove di sismica passiva HVSR;
• esecuzione di n. 7 analisi chimico-fisiche (ricerca di metalli, composti aromatici, idrocarburi, composti aromatici policiclici – IPA,
Alifatici clorurati cancerogeni e non cancerogeni, Composti Organostannici, Policrorobifenili -PCB);
• esecuzione di n. 7 analisi microbiologiche;
• esecuzione di n. 7 analisi ecotossicologiche
Le ubicazioni delle indagini sono riportate nella fig. 11.
Figura 11- ubicazione prelievi dei campioni e indagini geofisiche
6 RISULTATI INDAGINI GEOGNOSTICHE 6.1 Indagini Geofisiche
La campagna di indagini geofisiche è consistita nell’esecuzione di 2 tomografie sismiche, di 2 misure di sismica attiva MASW e passiva tipo ReMi sullo stesso stendimento e nella realizzazione di 2 misure di campionamento del rumore di fondo con sismografo a stazione singola del tipo HVSR.
Per ciò che concerne le indagini geofisiche si è fatto riferimento ai dati forniti dall’Impresa esecutrice delle misure, i cui risultati, allegati alla presente relazione, riportano anche le procedure e le modalità di esecuzione. Nell’elaborazione si è tenuto conto del D.M. 17/01/2018 sulle nome tecniche per le costruzione.
6.2 Risultati ottenuti 6.2.1 Tomografia TS 1
La tomografia 1 ha evidenziato la presenza di tre sismostrati:
• il primo, con velocità delle onde Vp inferiori a 1.000 m/sec, ha uno spessore di compreso fra 4,0 e 7,0 m e rappresenta la copertura alluvionale sciolta;
• il secondo, con velocità delle onde Vp comprese fra 1.000 e 2.500, ha spessori compresi fra 7,0 e 10,0 m ed è associabile ai depositi alluvionali compatti;
• il terzo, che raggiunge la profondità di 15,00 m dal p.c., rappresenta il substrato argilloso.
Figura 12 – Interpretazione tomografia 1
6.2.2 Tomografia TS 2
La tomografia 2 ha evidenziato la presenza di due sismostrati:
• il primo, con velocità delle onde Vp inferiori a 1.000 m/sec, ha uno spessore di compreso fra 4,0 e 5,0 m e rappresenta la copertura alluvionale sciolta;
• il secondo, con velocità delle onde Vp comprese fra 1.100 e 2.000, ha spessore di 6,0 m ed è associabile ai depositi alluvionali compatti.
Figura 13 – Interpretazione tomografia 2
6.2.3 Masw 1
La prova Masw 1 è stata effettuata in prossimità del ponte ferroviario e i risultati ottenuti sono:
Tab. 1 – dati di acquisizione MASW 1 Numero di ricevitori 24
Distanza intergeofonica 2,00 m Finestra di acquisizione 1 s
Distanza shot/1° geofono (m) -4, -2, -1, 47, 48, 50
Tab. 2 – Modello MASW 1
Strato Spessore Vs (m/s) Profondità tetto (m)
1 3,70 201 0,00
2 7,30 390 -3,70
3 >19,00 775 -11,00
Dai valori ottenuti si ricava il Vs,eq è 487 m/s che corrisponde ad una categoria di sottosuolo di tipo B.
Suolo di tipo B: Rocce tenere e depositi di terreni a grana grossa molto addensati o terreni a grana fina molto consistenti, caratterizzati da un miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di velocità equivalente compresi tra 360 m/s e 800 m/s.
Tab. 3 - Altri parametri geotecnici n. Spessore
[m]
Vs [m/s]
Coefficiente Poisson
G0 [MPa]
Ed [MPa]
1 3,70 201 0,30 - 0.45 65,89 171,32
2 7,3 390 0,30 - 0.45 279,08 725,61
3 oo 775 0,30 - 0.40 1224,51 3183,74
G0: Modulo di deformazione al taglio;
Ed: Modulo edometrico.
6.2.4 Masw 2
La prova Masw 2 è stata effettuata nella parte centrale dell’area in studio e i risultati ottenuti sono:
Tab. 4 – dati di acquisizione MASW 2 Numero di ricevitori 24
Distanza intergeofonica 2,00 m Finestra di acquisizione 1 s
Distanza shot/1° geofono (m) -4, -2, -1, 47, 48, 50
Tab. 5 – Modello MASW 2
Strato Spessore Vs (m/s) Profondità tetto (m)
1 2,10 210 0,00
2 17,50 280 -2,10
3 >11,00 642 -19,60
Dai valori ottenuti si ricava il Vs,eq è 338 m/s che corrisponde ad una categoria di sottosuolo di tipo C.
Suolo di tipo C: Depositi di terreni a grana grossa mediamente addensati o terreni a grana fina mediamente consistenti con profondità del substrato superiore a 30 m, caratterizzati da un miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di velocità equivalente compresi tra 180 m/s e 360 m/s.
Tab. 6 - Altri parametri geotecnici n. Spessore
[m]
Vs [m/s]
Coefficiente Poisson
G0 [MPa]
Ed [MPa]
1 2,1 210 0,30 - 0.45 71,92 187,00
2 17,5 280 0,30 - 0.45 143,85 374,01
3 oo 642 0,30 - 0.40 840,29 2184,76
G0: Modulo di deformazione al taglio;
Ed: Modulo edometrico.
6.2.5 REMI 1
La prova REMI 1 è stata effettuata in prossimità del ponte ferroviario e i risultati ottenuti sono:
Tab. 7 – dati di acquisizione -REMI 1 Numero di ricevitori 24 Distanza intergeofonica 2,00 m Finestra di acquisizione 1500 s
Tab. 8 – Modello REMI 1
Strato Spessore Vs (m/s) Profondità tetto (m)
1 3,70 207 0,00
2 6,10 377 -3,70
3 >20,20 710 -9,80
Dai valori ottenuti si ricava il Vs,eq è 479 m/s che corrisponde ad una categoria di sottosuolo di tipo B.
Suolo di tipo B: Rocce tenere e depositi di terreni a grana grossa molto addensati o terreni a grana fina molto consistenti, caratterizzati da un miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di velocità equivalente compresi tra 360 m/s e 800 m/s.
6.2.6 REMI 2
La prova REMI 2 è stata effettuata nella parte centrale dell’area in studio e i risultati ottenuti sono:
Tab. 9 – dati di acquisizione REMI 2 Numero di ricevitori 24 Distanza intergeofonica 2,00 m Finestra di acquisizione 1500 s
Tab. 10 – Modello REMI 2
Strato Spessore Vs (m/s) Profondità tetto (m)
1 5,20 139 0,00
2 15,80 301 -5,20
3 >9,00 601 -21,00
Dai valori ottenuti si ricava il Vs,eq è 286 m/s che corrisponde ad una categoria di sottosuolo di tipo C.
Suolo di tipo C: Depositi di terreni a grana grossa mediamente addensati o terreni a grana fina mediamente consistenti con profondità del substrato superiore a 30 m, caratterizzati da un miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di velocità equivalente compresi tra 180 m/s e 360 m/s.
6.2.7 Indagine HVSR 1
Tab 11 - Tracce in input Dati riepilogativi:
Numero tracce: 3
Durata registrazione: 1260
Frequenza di campionamento: 300.00
Numero campioni: 378000
Direzioni tracce: Nord-Sud; Est-Ovest; Verticale
Grafici tracce:
Traccia in direzione Nord-Sud
Traccia in direzione Est-Ovest
Traccia in direzione Verticale
Grafici degli spettri
Spettri medi nelle tre direzioni
Rapporto spettrale H/V Dati riepilogativi:
Frequenza massima: 20.00 Hz
Frequenza minima: 0.50 Hz
Passo frequenze: 0.15 Hz
Tipo lisciamento:: Triangolare proporzionale Percentuale di lisciamento: 10.00 %
Tipo di somma direzionale: Media aritmetica
Risultati:
Frequenza del picco del rapporto H/V: 8,75 Hz ±0.22 Hz Grafico rapporto spettrale H/V
Rapporto spettrale H/V e suo intervallo di fiducia
Verifiche SESAME:
Verifica Esito
Ok Ok Ok Ok OK Ok Ok Ok Ok
Modello stratigrafico Dati riepilogativi:
Numero strati: 5
Frequenza del picco dell'ellitticità: 9,20 Hz Dati della stratigrafia:
Tab. 12 – Dati stratigrafia Strato Profondità [m] Spessore [m] Peso per Unità di
Vol. [kN/m^3]
Coeff. di Poisson Velocità onde di taglio [m/s]
1 0 2.15 16 0.30 112
2 2.15 3.5 18 0.30 242
3 5.65 7 19 0.30 400
4 12.65 35 20 0.3 660
5 47.65 1 22 0.30 1280
Profilo delle velocità delle onde di taglio
6.2.8 Indagine HVSR 2
Tab. 13 - Tracce in input Dati riepilogativi:
Numero tracce: 3
Durata registrazione: 1260
Frequenza di campionamento: 300.00
Numero campioni: 378000
Direzioni tracce: Nord-Sud; Est-Ovest; Verticale Grafici tracce:
Traccia in direzione Nord-Sud
Traccia in direzione Est-Ovest
Traccia in direzione Verticale
Grafici degli spettri
Spettri medi nelle tre direzioni
Rapporto spettrale H/V Dati riepilogativi:
Frequenza massima: 30.00 Hz
Frequenza minima: 0.50 Hz
Passo frequenze: 0.15 Hz
Tipo lisciamento:: Triangolare proporzionale Percentuale di lisciamento: 12.00 %
Tipo di somma direzionale: Media aritmetica Risultati:
Frequenza del picco del rapporto H/V: 0.50 Hz ±0.68 Hz Grafico rapporto spettrale H/V
Rapporto spettrale H/V e suo intervallo di fiducia
Verifiche SESAME:
Verifica Esito
Ok Ok
Ok Ok Ok Ok OK Ok Modello stratigrafico
Dati riepilogativi:
Numero strati: 4
Frequenza del picco dell'ellitticità: 16,40 Hz Dati della stratigrafia:
Tab. 14 – Dati stratigrafia Strato Profondità [m] Spessore [m] Peso per Unità di
Vol. [kN/m^3]
Coeff. di Poisson Velocità onde di taglio [m/s]
1 0 1.2 18 0.30 80
2 1.2 4 18 0.30 210
3 5.2 18 18 0.30 300
4 23.2 1 18 0.30 630
Profilo delle velocità delle onde di taglio
7 STORIA SISMICA DEL SITO
Per inquadrare dal punto di vista sismico il territorio ove scorre il Fiume Verdura si è fatto riferimento ai database sismici. I risultati ottenuti vengono di seguito riportati.
7.1 Caratteristiche strutturali
La stima della pericolosità legata ai terremoti, in particolare alla fagliazione superficiale che accompagna spesso i sismi con magnitudo ≥ 6, è un tema molto importante, specialmente in aree densamente popolate ed industrializzate come il territorio italiano. Di conseguenza, la conoscenza approfondita e la precisa collocazione spaziale delle faglie attive, in special modo di quelle giudicate in grado di produrre una significativa deformazione tettonica permanente in superficie (faglie capaci), assume un ruolo chiave per la mitigazione del rischio.
A questo scopo, il Servizio Geologico d’Italia - ISPRA ha sviluppato il progetto ITHACA (ITaly HAzard from CApable faults), che sintetizza le informazioni disponibili sulle faglie capaci che interessano il territorio italiano. Prima di descrivere l’assetto strutturale dell’area si ritiene utile fornire qualche definizione sulle faglie di cui parleremo in seguito:
Faglia attiva – è una Faglia che presenta evidenze di scorrimento relativo tra due volumi di roccia/terreno avvenuto nel corso degli ultimi 40.000 anni, per cui si presume che lo scorrimento possa ancora verificarsi.
Faglia capace – Faglia attiva giudicata in grado di produrre fagliazione in superficie cioè la dislocazione istantanea cosismica (i fenomeni cosismici sono quelli che si manifestano durante un terremoto ndr) verticale e/o orizzontale dei terreni lungo uno o più piani di taglio.
Le faglie capaci vengono mappate e caratterizzate in ITHACA sulla base dei dati disponibili in letteratura. Di seguito abbiamo
riportato uno stralcio della mappa del catalogo Ithaca relativo alla Sicilia centro-meridionale (Figura 14). Come si può osservare in quest’area della Sicilia si riscontrano una serie di Faglie Capaci (segnate in rosso) ad andamento parallelo e precisamente, la foce del Fiume Verdura è interessata da una faglia attiva di tipo diretto denominata
“Fiume Verdura” orientata NE-SW Figura 14– Catalogo delle faglie capaci della Sicilia centro-meridionale
Questa faglia fa parte della struttura del Graben di Calamonaci.
7.1.1 Sismicità dell’area
L’area in esame secondo la Mappa della pericolosità sismica realizzata dall’INGV, rientra in una delle zone a minore intensità, caratterizzata da valori di accelerazione massima del suolo comprese tra 0,050 e 0,075g (figura 15).
In base all’elenco delle massime intensità macrosismiche osservate nella provincia di Agrigento la zona in studio è stata interessata da terremoti con intensità massima (MCS) pari a 6,5 :
Secondo il Database Macrosismico Italiano vers. DBMI 151, la storia sismica del comune di Ribera, limitrofo all’area in studio, negli ultimi 100 anni è caratterizzata da 11 diversi terremoti di intensità superiore a 4 della scala Mercalli Cancani-Sieberg, come riportato nella tabella 15 e nella figura 16.
Tab. 15 - Storia sismica di Barcellona Pozzo di Gotto (ME)
Is Data Zona NP Io Mw
NF 1905 09 08 01 43 Calabria centrale 895 10-11 6,95
5 1933 02 26 02 48 Sciacca 11 5 4,34
4 1959 12 23 09 29 Piana di Catania 108 6-7 5,11 6 1968 01 15 01 33 02.00 Valle del Belice 15 8 5,37 6-7 1968 01 15 02 01 09.00 Valle del Belice 162 10 6,41 6 1968 01 25 09 56 46.00 Valle del Belice 32 8 5,37 3 1978 01 19 05 15 24.00 Stretto di Sicilia 6 4 4,37 2 1978 04 15 23 33 48.15 Golfo di Patti 330 8 6,03 3 1981 06 07 13 00 57.09 Mazara del Vallo 50 6 4,93 5-6 1992 08 06 04 23 15.52 Stretto di Sicilia 19 3,94 4-5 2002 09 06 01 21 27.25 Tirreno meridionale 132 6 5,92 Dove:
Np = Numero di punti, numero di osservazioni macrosismiche disponibili per il terremoto;
1 M. Locati, R. Camassi e M. Stucchi - Database Macrosismico Italiano Versione DBMI15 – Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia
Figura 15
Io = Intensità macrosismica epicentrale, da CPTI15, espressa in scala MCS, Mercalli-Cancani-Sieberg;
Mw= Magnitudo momento.
Figura 16 - Storia sismica di Ribera
La sismicità della zona di Ribera è associata alla sorgente sismogenetica composita ITCS006 del Belice .
Figura 17- Strutture sismogenetiche
8 PERICOLOSITÀ SISMICA DI BASE
Le caratteristiche sismiche di un sito, in relazione ad un qualunque manufatto, si riferiscono a degli stati limite che possono verificarsi durante un determinato periodo di riferimento della stessa opera.
Secondo il Decreto Ministeriale 14/01/2008 aggiornato con il Decreto Ministeriale 17/01/2018, le opere e le componenti strutturali devono essere progettate, eseguite, collaudate e soggette a manutenzione in modo tale da consentirne la prevista utilizzazione, in forma economicamente sostenibile e con il necessario livello di sicurezza.
8.1 Azioni sismiche
Per ciò che concerne le azioni sismiche di progetto, esse vengono definite a partire dalla pericolosità sismica di base del sito di costruzione, che è descritta dalla probabilità che, in un fissato lasso di tempo (periodo di riferimento VR espresso in anni) in detto sito si verifichi un evento sismico di entità almeno pari ad un valore prefissato; la probabilità è denominata “Probabilità di eccedenza o di superamento nel periodo di riferimento” PVR.
Il periodo di riferimento VR si calcola, per ciascun tipo di costruzione, in base alla seguente relazione:
VR = VN • CU
dove:
VN = vita nominale dell’opera;
CU = coefficiente d’uso.
La vita nominale dei diversi tipi di opere è quella riportata nella Tabella 21 e deve essere precisata nei documenti di progetto.
Tabella 16 - Vita Nominale Vn per diversi tipi di opere
TIPI DI COSTRUZIONE Vita Nominale
1 Opere provvisorie, Opere provvisionali - Strutture in fase costruttiva ≤ 10 anni 2 Opere ordinarie, ponti, opere infrastrutturali e dighe di dimensioni contenute
o di importanza normale
≥ 50 anni
3 Grandi opere, ponti, opere infrastrutturali e dighe di grandi dimensioni o di importanza strategica
≥ 100 anni
In presenza di azioni sismiche, con riferimento alle conseguenze di una interruzione di operatività o di un eventuale collasso, le costruzioni sono suddivise in classi d’uso cosi definite:
Classe I: Costruzioni con presenza solo occasionale di persone, edifici agricoli;
Classe II: Costruzioni il cui uso preveda normali affollamenti, senza contenuti pericolosi per l’ambiente e senza funzioni pubbliche e sociali essenziali. Industrie con attività non pericolose per l’ambiente. Ponti, opere infrastrutturali, reti viarie non ricadenti in Classe d’uso III o in Classe
d’uso IV, reti ferroviarie la cui interruzione non provochi situazioni di emergenza. Dighe il cui collasso non provochi conseguenze rilevanti;
Classe III: Costruzioni il cui uso preveda affollamenti significativi. Industrie con attività pericolose per l’ambiente. Reti viarie extraurbane non ricadenti in Classe d’uso IV. Ponti e reti ferroviarie la cui interruzione provochi situazioni di emergenza. Dighe rilevanti per le conseguenze di un loro eventuale collasso.
Classe IV: Costruzioni con funzioni pubbliche o strategiche importanti, anche con riferimento alla gestione della protezione civile in caso di calamità. Industrie con attività particolarmente pericolose per l’ambiente. Reti viarie di tipo A o B, di cui al D.M. 5 novembre 2001, n. 6792,
“Norme funzionali e geometriche per la costruzione delle strade”, e di tipo C quando appartenenti ad itinerari di collegamento tra capoluoghi di provincia non altresì serviti da strade di tipo A o B. Ponti e reti ferroviarie di importanza critica per il mantenimento delle vie di comunicazione, particolarmente dopo un evento sismico. Dighe connesse al funzionamento di acquedotti e a impianti di produzione di energia elettrica.
Il valore del coefficiente d’uso CU è definito, al variare della classe d’uso, come mostrato nella seguente tabella:
Tab. 17 - Valori del coefficiente d’uso CU
Classe d’uso I II III IV
Coefficiente Cu 0,7 1 1,5 2
8.1.1 Stati limiti e relative probabilità di superamento
Nei confronti delle azioni sismiche gli stati limite, sia ultimi che di esercizio, sono individuati riferendosi alle prestazioni della costruzione nel suo complesso, includendo gli elementi strutturali, quelli non strutturali e gli impianti.
Gli stati limite di esercizio (SLE) sono:
− Lo Stato Limite di Operatività (SLO): a seguito del terremoto la costruzione nel suo complesso, includendo gli elementi strutturali, quelli non strutturali, le apparecchiature rilevanti alla sua funzione, non deve subire danni ed interruzioni d'uso significativi;
− lo Stato Limite di Danno (SLD): a seguito del terremoto la costruzione nel suo complesso, includendo gli elementi strutturali, quelli non strutturali, le apparecchiature rilevanti alla sua funzione, subisce danni tali da non mettere a rischio gli utenti e da non compromettere significativamente la capacità di resistenza e di rigidezza nei confronti delle azioni verticali ed orizzontali, mantenendosi immediatamente utilizzabile pur nell’interruzione d’uso di parte delle apparecchiature.
Gli stati limite ultimi (SLU) sono:
− Lo Stato Limite di salvaguardia della Vita (SLV): a seguito del terremoto la costruzione subisce rotture e crolli dei componenti non strutturali ed impiantistici e significativi danni dei componenti strutturali cui si associa una perdita significativa di rigidezza nei confronti delle azioni orizzontali;
la costruzione conserva invece una parte della resistenza e rigidezza per azioni verticali e un margine di sicurezza nei confronti del collasso per azioni sismiche orizzontali;
− Lo Stato Limite di prevenzione del Collasso (SLC): a seguito del terremoto la costruzione subisce gravi rotture e crolli dei componenti non strutturali ed impiantistici e danni molto gravi dei componenti strutturali; la costruzione conserva ancora un margine di sicurezza per azioni verticali ed un esiguo margine di sicurezza nei confronti del collasso per azioni orizzontali.
Figura 18 - Livelli Prestazionali del “Performance Based Seismic Design
Le probabilità di superamento nel periodo di riferimento PVR , cui riferirsi per l’azione sismica agente in ciascuno degli stati limite, sono riportate nella Tabella 18.
Tab. 18 - Probabilità di superamento pvr al variare dello stato limite considerato
Stati limite d’esercizio SLO 81%
SLD 63%
Stati limite ultimi SLV 10%
SLC 5%
Per ciascuno stato limite e relativa probabilità di eccedenza PVR nel periodo di riferimento VR, il periodo di ritorno del sisma TR è dato dalla seguente relazione:
𝑇𝑅= −𝑉𝑅
ln(1 − 𝑃𝑉𝑅)= − 𝐶𝑈 ∙ 𝑉𝑁 ln(1 − 𝑃𝑉𝑅)
Nella fattispecie ipotizzando per le strutture in progetto una vita nominale di 50 anni ed una classe d’uso I (coefficiente d’uso CU = 0,7), avremo per le strutture in progetto i seguenti periodi di ritorno TR:
Tab. 19 – Valori dei tempi di ritorno in funzione del periodo di riferimento
Stati limite Valori di TR
Stati Limite di Esercizio (SLE) SLO TR = - 0,6* VR = 21 anni SLD TR = -1*VR = 35 anni Stati Limite Ultimi (SLU) SLV TR = -9,50* VR = 332 anni
SLC TR = -19,5* VR = 682 anni
Ai fini della presente normativa le forme spettrali sono definite, per ciascuna delle probabilità di superamento nel periodo di riferimento PVR, a partire dai valori dei seguenti parametri su sito di riferimento rigido orizzontale:
• accelerazione orizzontale massima attesa in condizioni di campo libero (Free Field) su sito di riferimento rigido con superficie topografica orizzontale;
• ordinate dello spettro di risposta elastico in accelerazione ad essa corrispondente Se(T), con riferimento alle predette probabilità di eccedenza PVR nel periodo di riferimento VR.
Le forme spettrali, nelle NTC sono definite, per ciascuna delle probabilità di superamento nel periodo di riferimento PVR, a partire dai valori dei seguenti parametri su sito di riferimento rigido orizzontale:
− ag accelerazione orizzontale massima al sito;
− Fo valore massimo del fattore di amplificazione dello spettro in accelerazione orizzontale;
− T*C periodo di inizio del tratto a velocità costante dello spettro in accelerazione orizzontale.
La stima della pericolosità sismica nelle NTC viene basata su una griglia di 10571 punti, ove viene fornita la terna di valori ag, F0 e T*C per i diversi periodi di ritorno. I valori dello scuotimento relativi ai quattro nodi della griglia di riferimento sono calcolati con la seguente formula:
p =
∑ pi di
4i=1
∑ 1
4 di
i=1
dove:
P = valore del parametro di interesse nel punto in esame;
pi = valore del parametro di interesse nell’i-esimo punto della maglia elementare contenente il punto in esame;
di = distanza del punto in esame dall’i-esimo punto della maglia suddetta.
I valori di scuotimento relativi ai quattro nodi (Fig. 19) utilizzabili per la definizione del valore medio significativo per il sito in esame sono mostrati nella Tab. 20 unitamente ai parametri di base che definiscono lo spettro di risposta elastico.
8.2 Pericolosità sismica di base
Tab. 20 – Pericolosità sismica di base
Vita nominale (Vn): 50 [anni]
Classe d'uso: I
Coefficiente d'uso (Cu): 0,7
Periodo di riferimento (Vr): 35 [anni]
Periodo di ritorno (Tr) SLO: 30 [anni]
Periodo di ritorno (Tr) SLD: 35 [anni]
Periodo di ritorno (Tr) SLV: 332 [anni]
Periodo di ritorno (Tr) SLC: 682 [anni]
Tipo di interpolazione: Media ponderata
Tab. 21 - Coordinate geografiche del punto
Latitudine (WGS84): 37,4726181 [°]
Longitudine (WGS84): 13,2004137 [°]
Latitudine (ED50): 37,4736900 [°]
Longitudine (ED50): 13,2012682 [°]
Tab.22 - ID e Coordinate maglie del sito Sito ID Punto [ - ] Latitudine [ ° ]
(ED50)
Longitudine [ ° ] (ED50)
Distanza (m)
1 48058 37,484470 13,176940 2458,64
2 48059 37,484640 13,239760 3608,17
3 48281 37,434650 13,239930 5522,04
4 48280 37,434470 13,177160 4852,72
Figura 19 - Nodi del reticolo intorno al sito
Sulla base dei dati sopra indicati il valore di progetto delle azioni sismiche per il sito in studio è stato definito attraverso la media pesata dei valori assunti nei quattro vertici della maglia elementare del reticolo di riferimento contenente il punto in esame, adottando come pesi gli inversi delle distanze tra il punto in esame ed i vertici considerati. Nella fattispecie per gli interventi in progetto, avremo i parametri di progetto ed i parametri ag, Fo e T*c relativi ai diversi periodi di ritorno TR riportati nelle seguenti tabelle:
Tab.22 - Punto 1
Stato limite Tr ag F0 Tc*
[anni] [g] [-] [s]
SLO 30 0,024 2,418 0,195
SLD 35 0,027 2,411 0,206
50 0,033 2,396 0,232
72 0,039 2,446 0,260
101 0,046 2,414 0,278
140 0,053 2,437 0,286
201 0,062 2,453 0,299
SLV 332 0,078 2,464 0,313
475 0,091 2,473 0,323
SLC 682 0,106 2,491 0,329
975 0,122 2,508 0,335
2475 0,174 2,544 0,349
Tab. 23 - Punto 2
Stato limite Tr
[anni]
ag [g]
F0 [-]
Tc*
[s]
SLO 30 0,024 2,427 0,196
SLD 35 0,026 2,420 0,203
50 0,032 2,404 0,220
72 0,037 2,451 0,259
101 0,043 2,444 0,280
140 0,050 2,445 0,293
201 0,057 2,497 0,313
SLV 332 0,070 2,545 0,327
475 0,080 2,580 0,337
SLC 682 0,092 2,585 0,344
975 0,105 2,590 0,351
2475 0,146 2,610 0,367
Tab.24 - Punto 3
Stato limite Tr
[anni]
ag [g]
F0 [-]
Tc*
[s]
SLO 30 0,022 2,465 0,193
SLD 35 0,024 2,451 0,199
50 0,029 2,419 0,216
72 0,035 2,447 0,254
101 0,040 2,481 0,278
140 0,046 2,446 0,295
201 0,053 2,495 0,317
SLV 332 0,063 2,549 0,333
SLC 682 0,082 2,608 0,352
975 0,093 2,629 0,361
2475 0,127 2,657 0,380
Tab.25 - Punto 4
Ag [g] Tr
[anni]
ag [g]
F0 [-]
Tc*
[s]
SLO 30 0,022 2,454 0,192
SLD 35 0,024 2,439 0,199
50 0,030 2,404 0,216
72 0,036 2,438 0,253
101 0,041 2,460 0,277
140 0,048 2,432 0,291
201 0,055 2,479 0,311
SLV 332 0,067 2,528 0,325
475 0,078 2,563 0,335
SLC 682 0,089 2,572 0,342
975 0,103 2,580 0,348
Tab.26 - Punto d'indagine
Stato limite Tr
[anni]
ag [g]
F0 [-]
Tc*
[s]
SLO 30 0,023 2,435 0,194
SLD 35 0,026 2,426 0,203
SLV 332 0,071 2,512 0,322
SLC 682 0,095 2,551 0,339
8.3 Pericolosità sismica di sito
Coefficiente di smorzamento viscoso ξ: 5 %
Fattore di alterazione dello spettro elastico η=[10/(5+)ξ]^(1/2):1,000 8.3.1 Categoria sottosuolo:
Suolo di tipo C: Depositi di terreni a grana grossa mediamente addensati o terreni a grana fina mediamente consistenti con profondità del substrato superiore a 30 m, caratterizzati da un miglioramento delle proprietà meccaniche con la profondità e da valori di velocità equivalente compresi tra 180 m/s e 360 m/s.
8.3.2 Categoria topografica
T1: Superficie pianeggiante, pendii e rilievi isolati con inclinazione media minore o uguale a 15°
Tab. 27 - Coefficienti sismici per muri di sostegno NTC 2008
Coefficienti SLO SLD SLV SLC
kh 0,006 0,007 0,019 0,026
kv 0,003 0,003 0,010 0,013
amax [m/s²] 0,344 0,376 1,047 1,396
Beta 0,180 0,180 0,180 0,180
Tab. 28 - Muri di sostegno 2018
Coefficienti SLO SLD SLV SLC
kh -- 0,018 0,041 --
kv -- 0,009 0,020 --
amax [m/s²] 0,344 0,376 1,047 1,396
Beta -- 0,470 0,380 --
Tab. 29 - Fronti di cavo e rilevati
Coefficienti SLO SLD SLV SLC
kh -- 0,018 0,041 --
kv -- 0,009 0,020 --
amax [m/s²] 0,344 0,376 1,047 1,396
Beta -- 0,470 0,380 --
Di seguito viene calcolato lo spettro di risposta elastico per le componenti del moto verticali ed orizzontali. Lo spettro di progetto che dipende dai fattori di struttura orizzontale e verticale è di competenza del Progettista dell’opera.
8.4 Spettro di risposta elastico in accelerazione delle componenti orizzontali
Figura 20
Tab. 30 – Componenti orizzontali cu ag
[g]
F0 [-]
Tc*
[s]
Ss [-]
Cc [-]
St [-]
S [-]
η [-]
TB [s]
TC [s]
TD [s]
Se(0) [g]
Se(TB) [g]
SLO 0,7 0,023 2,435 0,194 1,500 1,800 1,000 1,500 1,000 0,117 0,350 1,693 0,035 0,085 SLD 0,7 0,026 2,426 0,203 1,500 1,780 1,000 1,500 1,000 0,120 0,361 1,702 0,038 0,093 SLV 0,7 0,071 2,512 0,322 1,500 1,530 1,000 1,500 1,000 0,164 0,493 1,885 0,107 0,268 SLC 0,7 0,095 2,551 0,339 1,500 1,500 1,000 1,500 1,000 0,170 0,509 1,980 0,142 0,363
8.5 Spettro di risposta elastico in accelerazione delle componenti verticali Coefficiente di smorzamento viscoso ξ: 5 %
Fattore di alterazione dello spettro elastico η=[10/(5+)ξ]^(1/2):1,000
Figura 21
Tab.31 – Componenti verticali cu ag
[g]
F0 [-]
Tc*
[s]
Ss [-]
Cc [-]
St [-]
S [-]
η [-]
TB [s]
TC [s]
TD [s]
Se(0) [g]
Se(TB) [g]
SLO 0,7 0,023 2,435 0,194 1 1,800 1,000 1,000 1,000 0,050 0,150 1,000 0,005 0,012 SLD 0,7 0,026 2,426 0,203 1 1,780 1,000 1,000 1,000 0,050 0,150 1,000 0,006 0,013 SLV 0,7 0,071 2,512 0,322 1 1,530 1,000 1,000 1,000 0,050 0,150 1,000 0,026 0,064 SLC 0,7 0,095 2,551 0,339 1 1,500 1,000 1,000 1,000 0,050 0,150 1,000 0,039 0,101
9 CARATTERISTICHE STRATIGRAFICHE
9.1 Modello geologico
La modellazione geologica del sito consiste nella ricostruzione dei caratteri litologici, stratigrafici, strutturali, idrogeologici, geomorfologici e, più in generale, di pericolosità geologica del territorio, tale da costituire un indispensabile modello di riferimento nella definizione degli interventi di modifica del territorio, o di mitigazione e di salvaguardia da determinati rischi.
Essa deve essere sviluppata in modo da costituire un utile elemento di riferimento per inquadrare i problemi geotecnici dell’area e per definire quali siano gli elementi che concorrono all’insorgenza di un determinato fenomeno.
Per definire il modello geologico sono stati utilizzati i dati scaturiti dalle indagini geofisiche e dal rilievo geologico di dettaglio dell’area in esame, riportati in una Sezione stratigrafica.
Figura 23 – Sezione stratigrafica
9.2 Modello Geotecnico
Una volta determinato il modello geologico, si è proceduto alla definizione del modello geotecnico dei terreni. Nel DM 14/01/2008 aggiornato con DM 17/01/2018, per modello geotecnico s’intende “uno
Figura 22- Traccia sezione stratigrafica
caratterizzazione fisico-meccanica dei terreni e delle rocce comprese nel volume significativo, finalizzato all’analisi quantitativa di uno specifico problema geotecnico”.
Nella fattispecie il modello geotecnico ricalca la ricostruzione stratigrafica fornita nel precedente paragrafo. In esso infatti vengono riportati fondamentalmente due livelli, l’Orizzonte DA, dato dai depositi alluvionali, con spessori compresi fra 32 a 35 m circa, cui segue verso il basso, l’Orizzonte SA, che rappresenta il substrato argilloso.
Figura 24 – Sezione Geotecnica
10 RISULTATI INDAGINI DI LABORATORIO
Per la determinazione delle caratteristiche geomeccaniche del sedime fondale delle opere in progetto si è proceduto alla raccolta di 6 campioni con la scatola cubica.
Sui suddetti campioni, opportunamente identificati, sono state realizzate le prove di laboratorio previste in progetto, al fine di definire le caratteristiche fisiche, granulometriche e i parametri di taglio.
10.1 Depositi Alluvionali (Orizzonte DA)
L’orizzonte DA, di spessore compreso fra 15 e 17 m, è composto da materiale detritico clastico eterogeneo, formato dalla sovrapposizioni di lenti a granulometria variabile, in funzione della competenza delle acque torrentizie. Nella zona analizzata i depositi sono rappresentati da sabbie con limo che passano a ghiaie con sabbie con inclusi ciottolosi.
I campioni rappresentativi di tale orizzonte sono riportati nella tabella 32. Di seguito sono descritte e interpretate le analisi di laboratorio eseguite su di essi.
10.1.1 Caratteristiche fisiche e granulometriche
Tab. 32– Quadro dei campioni rappresentativi dell’orizzonte DA Denominazione Tipo campionatore Profondità (m)
C1 Scatola cubica 0,30
C2 Scatola cubica 0,30
C3 Scatola cubica 0,30
C4 Scatola cubica 0,30
C5 Scatola cubica 0,30
C6 Scatola cubica 0,30
Tab. 33 – Caratteristiche fisiche (Orizzonte DA) Sigla Camp. W (%) (KN/m³) s (KN/m³) e n Sr (%)
C1 12,20 22,82 27,43 0,35 0,25 96,02
C2 12,70 22,82 27,41 0,35 0,26 98,54
C3 12,40 22,85 27,39 0,34 0,25 97,85
C4 20,60 18,21 26,41 0,75 0,42 72,66
C5 22,20 18,57 26,39 0,73 0,42 79,62
C6 19,90 18,06 26,44 0,75 0,43 69,54
media 16,67 20,56 26,91 0,54 0,34 85,71
Tab. 34 – Risultati analisi granulometriche (Orizzonte DA) Sigla
Camp.
Ghiaia % Sabbia % Limo + Argilla Denominazione (AGI 1977)
C1 64,38 35,62 0 Ghiaia coin sabbia
C2 62,97 37,03 0 Ghiaia coin sabbia
C3 61,86 38,14 0 Ghiaia coin sabbia
C4 13,85 86,15 0 Sabbia con ghiaia
C6 14,84 85,16 0 Sabbia con ghiaia
10.1.2 Caratteristiche di resistenza al taglio
Per la determinazione dei parametri di resistenza al taglio dei materiali sono state eseguite prove di taglio con scatola di Casagrande i cui risultati sono riportati nella tabella 35.
Tabella 35 – Risultati prove di taglio (Orizzonte DA)
Sigla Camp. c’(kPa) φ' (gradi)
C1 0 33,5
C2 0 32,1
C3 0 34,0
C4 0 28,6
C5 0 26,9
C6 0 27,2
Media 0,00 30,38
Dev. St 0 3,20
Figura 25 – Risultati prove di taglio Orizzonte DA
11 CARATTERIZZAZIONE GEOTECNICA
11.1 Valori caratteristici e di progetto
Prima di passare alla parametrizzazione dell’orizzonte stratigrafico definito nel corso del presente studio, è necessario fare alcune considerazioni: la prima riguarda il fatto che i dati in nostro possesso discendono da prove di laboratorio eseguite su campioni di terreno che rappresentano una porzione limitata dell’insieme di materiale che viene interessato dall’opera; la seconda attiene alle incertezze dovute alle procedure di prova ed alle leggi di trasformazione che consentono di passare dai dati misurati ai parametri di progetto del terreno.
Se teniamo conto di ciò possiamo dire che la variabilità che è possibile leggere dall’esame dei risultati di una serie di prove su un terreno considerato litologicamente omogeneo, è data dalla somma della variabilità intrinseca, dagli errori di misura (legati alla rappresentatività dei campioni) e dall’incertezza del modello di trasformazione.
Per ovviare a queste indeterminazioni, la normativa sulle costruzioni, in conformità ai principi della progettazione prestazionale delle opere, impone che le verifiche siano condotte mediante il metodo dei coefficienti parziali di sicurezza, da applicare ai materiali ed ai terreni, distinguendo per quest’ultimi i valori caratteristici da quelli di progetto.
11.2 Valori caratteristici
Il concetto di valore caratteristico dei parametri geotecnici del terreno è stato applicato per la prima volta negli Eurocodici, negli anni ’90, ed è stato ripreso in seguito dalla normativa italiana nel D.M.14.09.2005 e nel D.M.14.01.2008 aggiornato con il DM 17/01/2018 attualmente in vigore.
Secondo L’EC7 per valore caratteristico di un parametro geotecnico di un terreno o di una roccia, s’intende quel valore al quale è associata una prefissata probabilità di non superamento. Esso deve essere scelto in base ad una valutazione cautelativa del valore che influenza l'insorgere dello stato limite.
Il parametro che determina il comportamento del terreno è dato dalla resistenza e deformabilità di una certa superficie o volume di sottosuolo (volume significativo), ovvero la resistenza e deformabilità della parte di sottosuolo influenzata, direttamente o indirettamente, dalla realizzazione del manufatto e che influenza il manufatto stesso.
11.2.1 Stima del valore caratteristico
Secondo l’Eurocodice 7 il valore caratteristico di un determinato parametro geotecnico viene calcolato come il dato che si ottiene dalla media dei valori, considerando un livello di confidenza del 95%, su una distribuzione ad una sola coda, nell’ipotesi che i dati della popolazione mostrino un andamento normale.
(2004)2 che hanno proposto due equazioni a seconda che si vuole approssimare il valore caratteristico alla media cautelativa o al minimo cautelativo:
𝑋𝑘= 𝑋𝑚∙ (1 − 𝐾𝑛,𝑚𝑒𝑎𝑛∙ 𝐶𝑂𝑉) 𝑋𝑘 = 𝑋𝑚∙ (1 − 𝑘𝑛,𝑙𝑜𝑤∙ 𝐶𝑂𝑉) dove:
𝐾𝑛,𝑚𝑒𝑎𝑛= 𝑡𝑛−10,95 √1/𝑛;
𝐾𝑛,𝑙𝑜𝑤= 𝑡𝑛−10,95 √1
𝑛+ 1;
Come si può osservare la differenza fra i due casi (media cautelativa e minimo cautelativo) differisce solamente per il valore di K.
dove:
xk = valore caratteristico calcolato;
𝑥 = valore medio;
z = variabile normale standard;
= deviazione standard;
n = numerosità campione;
COV = 𝑥𝜎𝑥
𝑚 (coefficiente di variazione);
T0,95, n-1 = t di student al 95% di probabilità con = n-1 gradi di libertà.
I parametri di progetto sono stati ricavati, in accordo a quanto prescritto nel DM 17/01/2018 cap.
VI par. 6.2.4.1.2 (Resistenze), tabella 6.2.II (Coefficienti parziali per i parametri geotecnici del terreno) applicando un coefficiente M2 pari a 1,25 per l’angolo di resistenza al taglio.
11.3 Parametri di resistenza
11.3.1 Orizzonte DA
L’Orizzonte DA è dato da un deposito alluvionale composto da sabbia con limo ghiaiosa e da ghiaie sabbiose, cioè da un terreno clastico granulare mal classato, assimilabile ad un materiale a comportamento incoerente. I valori di resistenza pertanto sono rappresentati dall’angolo di resistenza al taglio, mentre il valore della coesione è pari a zero.
2Frank R., Bauduin C., Driscol R., Kavvadas M., Krebs Ovesen N., Orr T., Schuppener B. (2004) - “Designer’s Guide to EN 1997- I Eurocode 7: Geotechnical design-General rules”, Thomas Telford Publishing
I risultati delle sei prove di laboratorio (taglio diretto) riportati nella tabella 35, danno valori dell’angolo di resistenza al taglio ’ con un valore medio di 30,38°. I risultati ottenuti, applicando un valore del COV pari al 10 % (Schneider 1977), sono riportati nella tabella 36.
Tabella 36 – Valori caratteristici e di progetto (Orizzonte DA)
Valore medio 0,59
5% (tg ') 0,49
' (5%) 26,01
' valore progetto 21,4
Per ciò che concerne l’approssimazione dei parametri geotecnici ai valori caratteristici bisogna considerare quanto affermato nella Circolare 02.02.2009, “Nella progettazione geotecnica, in coerenza con gli Eurocodici, la scelta dei valori caratteristici dei parametri deriva da una stima cautelativa, effettuata dal progettista, del valore del parametro appropriato per lo stato limite considerato”.
In poche parole, per la determinazione dei valori rappresentativi si rimanda all’Eurocodice 7 che così scrive “appare giustificato il riferimento a valori medi quando, nello stato limite considerato, è coinvolto un elevato volume di terreno, con possibile compensazione delle eterogeneità o quando la struttura a contatto con il terreno è dotata di rigidezza sufficiente a trasferire le azioni dalle zone meno resistenti a quelle più resistenti. Al contrario, valori caratteristici prossimi ai valori minimi dei parametri geotecnici appaiono più giustificati nel caso in cui siano coinvolti modesti volumi di terreno, con concentrazione delle deformazioni fino alla formazione di superfici di rottura nelle porzioni di terreno meno resistenti del volume significativo, o nel caso in cui la struttura a contatto con il terreno non sia in grado di trasferire forze dalle zone meno resistenti a quelle più resistenti a causa della sua insufficiente rigidezza”.
Nel caso in progetto ci si trovi di fronte ad opere fondazionali dotate di rigidezza sufficiente a trasferire le azioni dalle zone meno resistenti a quelle più resistenti. Rientrano infatti in questa categoria:
➢ le fondazioni superficiali di grande estensione (platee) o di dimensione ridotta (plinti e travi) ma collegate rigidamente fra loro, in modo da consentire il trasferimento delle azioni dalle zone meno resistenti a quelle più resistenti;
➢ i versanti naturali o i fronti di scavo artificiali di elevata estensione;
➢ le opere di contenimento, muri e diaframmi, di altezza notevole;
➢ le fondazioni su pali, per quanto riguarda la portanza laterale.
Nella fattispecie appare perciò corretto fare affidamento ad una stima cautelativa dei valori medi (resistenze compensate - considerato che l’opera in progetto è rappresentata da un muro di contenimento). In relazione a quanto prima detto, per ciò che concerne i terreni di sedime abbiamo applicato i seguenti parametri riportati nella tabella 37:
Tabella 37 - Caratteristiche Geotecniche Orizzonte DA
Descrizione: Terreni clastici composti da ghiaie e sabbie con percentuali minori di limo e con inclusi ciottoli eterometrici;
Caratteristiche Fisiche peso di volume medio:
grado di saturazione:
indice dei vuoti:
20,56 (kN/m3);
69 -98%;
0,54;
Parametri di resistenza al taglio (tensioni efficaci)
Val. medio Valore car. comp. Coeff. parziale Val. Progetto
coesione: (MPa) 0 0 M2 = 1,25 0
angolo di resistenza al taglio (gradi):
30,38 26,01 M2 = 1,25 21,4
