“ANALISI DEL RISCHIO GEOLOGICO ED IDROGEOLOGICO - Corso A –”

1. Università Mediterranea di Reggio Calabria FACOLTA’ DI ARCHITETTURA “ANALISI DEL RISCHIO GEOLOGICO ED IDROGEOLOGICO- Corso A –” Dott. M.C. Mandaglio Rischio idrogeologico

2. MOVIMENTI DI PENDIO

3. Movimenti di pendio Fanno parte dei PROCESSI ESOGENI DI EROSIONE. Definizione di “frana”: “Movimento di una massa di roccia, terreno o detrito lungo un pendio”[CRUDEN & IAEG Commission, 1991] Comprende una grande varietà di fenomeni, in termini di: - tipo di materialecoinvolto, - tipo e velocità di movimento, - dimensioni della massainfrana, - presenza o assenza di un’unica superficie di scorrimento.

4. TIPI DI FRANA

5. Tipi di pendio classificati secondo genesi e materiale coinvolto Importanza del tipo di pendio per: significatività del modello geologico, idrogeolo-gico e geotecnico, fattore di sicurezza iniziale, cause dell’instabilità, meccanismo di rottura, velocità del movimento, evoluzione post-rottura, intensità (magnitudo) del fenomeno, pericolosità del fenomeno.

6. Classificazione delle frane, secondo il cinematismo prevalente ed il tipo di materiale geologico coinvolto [Varnes, 1978; Cruden & Varnes, 1993]

7. CARATTERISTICHE MORFOLOGICHE DI UNA FRANA

9. CARATTERISTICHE MORFOLOGICHE DI UNA FRANA

10. CARATTERISTICHE MORFOLOGICHE DI UNA FRANA

11. CARATTERISTICHE MORFOLOGICHE DI UNA FRANA

12. …riassumendo…

13. DIMENSIONI DELLA FRANA

14. CLASSI DI VELOCITA’

15. PRINCIPALI TIPI DI FRANA in funzione del cinematismo del movimento:

16. CROLLI

17. RIBALTAMENTI

18. SCORRIMENTI

19. COLATE

20. COLATE

21. ESPANSIONI LATERALI

22. Cause delle frane Cause (o fattori)che concorrono a generare l’instabilità di un pendio: cause intrinseche(o interne) cause esterne: - cause preparatorie(o predisponenti), - cause scatenanti (o innescanti). • Importanza di riconoscere la/le causa/e di una frana: • per la scelta dei criteri d’intervento più adatti alla stabilizzazione della frana; • Þper la prevenzione di ulteriori fenomeni di instabilità in aree • limitrofe e simili sotto il profilogeologicoe geotecnico.

23. (Cause delle frane) Modalità d’azione dei diversi fattori d’instabilità dei pendii: a) luogo d’azione ==> b) funzione svolta ==> c) evoluzione temporale ==>

24. S = W sin () N = W cos() R = Ntan()+cA L’instabilità di un pendio si verifica quando, lungo una potenziale superficie di scorrimento, il rapporto fra la resistenza al taglio disponibile(dipende dafe c) e lo sforzo tangenziale mobilitato (dipende da componente tangenziale forza peso)è uguale a 1

25. Le condizioni di instabilità (F = 1) si possono verificare a seguito di: • Þ A) processi che conducono ad un aumento di S; • Þ B) processi che conducono ad una diminuzione di R; • C) entrambi i tipi di processi.

26. A) FATTORI CHE TENDONO AD AUMENTARE S • Rimozione di supporto laterale • Sovraccarico del pendio: • Pressioni laterali:spinte dell’acqua nelle fratture o in caverne; congelamento dell’acqua nelle fratture; rigonfiamento di rocce argillose; •Movimenti della crosta terrestre: modifica dell’inclinazione del pendio a seguito digrandi deformazioni crostali, fenomeni di subsidenza, faglie attive; • Sforzi transitori (sollecitazioni cicliche ad alta frequenza): terremoti; microsismi da attività vulcanica; franamento per crollo di grandi masse rocciose sul fondovalle; attività antropiche (esplosioni, traffico stradale, macchine vibranti); Duplice effetto: - aumento temporaneo degli sforzi tangenziali mobilitati e - diminuzione dellaresistenza al taglio

27. B) FATTORI CHE TENDONO A DIMINUIRER • Fattori intrinseci (del materiale allo stato iniziale): Composizione:terreni organici, t. ad elevata componente argillosa (argille, rocce argillitiche), rocce soggette ad argillificazione, t. con elementi lamellari (mica, serpentino); Struttura (micro-,macro- o meso-):disposizione sciolta delle particelle(argille, loess, sabbiefini, piroclastiti, argille sensitive); superfici di strato o di scistosità, faglie, fratture, giacitura dei giunti rispetto al pendio, alternanza di strati a diversa permeabilità o resistenza meccanica; Orientazione del pendio: ad es. verso Sud (=> rapido scioglimento del manto nevoso); • Sforzi transitori (sollecitazioni cicliche ad alta frequenza): terremoti; microsismi, vibrazioni, ecc.; Duplice effetto: - diminuzione della resistenza, con possibilità di liquefazione; - rottura di legami intergranulari e diminuzione della resistenza per coesione. e inoltre - aumento temporaneo degli sforzi tangenziali mobilitati;==>

28. (Cause delle frane – Fattori che tendono a diminuire R) • Modifiche di struttura: Diminuzione della coesione per: - fessurazione (argille sovraconsolidate, argilliti), - decompressione di pendii in masse rocciose; Diminuzione dell’angolo di resistenza al taglio (e/o della coesione), perdisturbo e rimaneggiamento (loess, argille sensitive, sabbie sciolte); • Variazioni di contenuto d’acqua (e di pressione neutra): A seguito di: piogge intense e prolungate; scioglimento del manto nevoso; innalzamento del livello di falda a distanza; deforestazione (aumento del coefficiente d’infiltrazione); modifiche dell’andamento di corsi d’acqua; occlusione di drenaggi; irrigazione; concentrazione localizzata di acque di scorrimento superficiale; costruzione di bacini idrici ==>

29. (Cause delle frane – Fattori che tendono a diminuire R) • Alterazione (ed altri processi fisici e chimici): Diminuzione della coesione per: - rammollimento di argille sovraconsolidate fessurate o di argilliti, - idratazione di minerali argillosi, - rigonfiamento di argille montmorillonitiche, - essiccazione di argille o rocce argillitiche, - disintegrazione di rocce granulari, - rimozione di cemento per soluzione; Diminuzione dell’angolo di resistenza al taglio, perscambio di ioni in minerali argillosi; • Altre cause esterne: incendio di boschi; azione disgregante da parte delle radici delle piante; tane di animali: tutte con diminuzione della coesione.

30. Indagini e prove per lo studio delle frane FINALITA’: à     Analisi della franosità di un dato territorio (area vasta) (APPROCCIO TERRITORIALE) ÞZONAZIONE (Valutazione di pericolosità e rischio) à     Analisi del grado di stabilità e progetto di stabilizzazione di un dato pendio, marginalmente stabile o instabile (APPROCCIO PUNTUALE) ÞCOSTRUZIONE (Stabilizzazione e sistemazione) MEZZI E METODI: Raccolta, analisi ed elaborazione di dati esistenti Osservazioni fotogeologiche Indagini in situ: in superficie, in profondità Messa in opera di strumentazione e monitoraggio Misura o determinazione delle proprietà geotecniche Analisi del grado di stabilità

31. Analisi della franosità a scala territoriale Approccio territoriale sotto un duplice profilo: a)    indagini per la valutazione dei fenomeni franosi; b)    utilizzo dei dati raccolti nella pianificazione territoriale. ZONAZIONE: Suddivisione della superficie terrestre (o di una sua parte) in aree, sulla base del rischio, reale o potenziale, derivante da frane o da altri movimenti di massa.

32. Analisi della franosità a scala territoriale

33. Indagini in situ • PROGRAMMAZIONE DELLE INDAGINI: • ESTENSIONE SPAZIALE: in superficie, in profondità; • - ESTENSIONE TEMPORALE: ciclo climatico annuale, o • almeno le condizioni più gravose; • - ARTICOLAZIONE IN FASI: indagini preliminari, indagini • intensive, eventuali iterazioni; sorveglianza e/o monitoraggio.

34. Indagini e rilievi in superficie • Rilievo topografico ex novo (eventuale); • Rilevamento geologico di base (litologico e strutturale); • Rilevamento geomorfologico: manifestazioni superficiali del dissesto; aspetti idrologici; tipo e condizioni della copertura vegetale; condizioni d’equilibrio dei corsi d’acqua; • Controllo dei movimenti superficiali: confronto fra foto aeree o fra • immagini satellitari; G.P.S.; con strumenti topografici.

35. Indagini in profondità • - Metodi di esplorazione diretti: pozzi, trincee, cunicoli, perforazioni di sondaggio (con campionamento); • - Metodi di esplorazione indiretti: prospezioni geofisiche • (sismiche, elettriche, ecc.); prove penetrometriche; • - Prove geotecniche in situ: in cunicolo o scavo; in foro di • sondaggio (in avanzamento); con attrezzature autoavanzanti; • Prove geofisiche in foro di sondaggio; down-hole; cross-hole; • attività microsismica; • - Sonda televisiva. • N.B. L’utilità dei diversi metodi dipende dal tipo di materiale

36. Prove geotecniche di laboratorio • prove di classificazione (analisi granulometriche, caratteristiche di • plasticità – eventuali analisi chimiche, mineralogico-petrografiche); • prove di permeabilità (in permeametro, in edometro); • prove di resistenza a compressione, eventuali prove di resistenza a trazione; prove di resistenza al taglio, con determinazione dei parametri di resistenza.

37. Sistemazione dei fenomeni franosi

38. Sistemazione dei fenomeni franosi Drenaggi Sovraccarico al piede (gabbioni)

39. Sistemazione dei fenomeni franosi

40. Pericolosità e rischio frane • Considerare attentamente il tipo dipendio coinvolto nei movimenti franosi (in termini di “genesi del pendio” e di “materiale geologico”). Importante per: la valutazione del grado di rischio, i criteri generali per la mitigazione del rischio e le realistiche possibilità d’intervento geotecnico. • 2) Individuare tutte le cause che hanno agito, in tempi diversi, fino a condurre all’instabilità del pendio.

41. Velocità di movimento delle frane: suddivisione in classi di velocità, in funzione della dannosità e delle possibilità d’intervento [da Hungr, 1981 - Cruden & Varnes, 1993]

42. Valutazione del rischio da frana e criteri di mitigazione A livello normativo nazionale, le procedure di valutazione del rischio da frana (valanghe incluse) sono inquadrate nella Legge n. 267 del 3.08.1998 e successivo D.P.C.M. del 29.09.1998: “Atto di indirizzo e coordinamento per l’individuazione dei criteri relativi agli adempimenti di cui all’art. 1, commi 1 e 2, del decreto-legge 11 giugno 1998, n. 180”(c.d. “Legge Sarno”). Attività suddivisa in tre fasi: • 1ª fase: individuazione delle aree a rischio • 2ª fase: perimetrazione dei livelli di rischio • 3ª fase: programmazione della mitigazione del rischio

43. 1ª fase: individuazione delle aree a rischio •  Analisi territoriale su base cartografica a scala non inferiore a 1:25.000; •  Raccolta dati (“elementi noti e dati già disponibili”); •  Nella fase iniziale, realizzazione di una Carta inventario dei • fenomeni franosi e valanghivi, mediante: • acquisizione di tutta la documentazione disponibile; • acquisizione di materiale aerofotografico (voli a date diverse); • esame di foto aeree; • raccolta di ulteriori informazioni mediante schede (predisposte • dal Servizio Geologico Nazionale); • classificazione dei movimenti franosi secondo Cruden & Varnes; • identificazione del grado di attività (frane attive o quiescenti); • ==>

44. Esempio di legenda della CARTA INVENTARIO DEI FENOMENI FRANOSI (per i fenomeni valanghivi, legenda a parte) Valanghe: Spostamenti di uno strato o di una massa di neve per una distanza lineare di almeno 50 metri

45. 2ª fase: perimetrazione dei livelli di rischio • Base di partenza: Carta inventario dei fenomeni franosi e valanghivi. • Individuazione della presenza di elementi a rischio: • - incolumità delle persone; • - agglomerati urbani, comprese le aree di espansione; • - insediamenti produttivi; • - impianti tecnologici a rischio; • - infrastrutture a rete e vie di comunicazione d’importanza strategica; • - patrimonio ambientale e beni culturali; • servizi pubblici e privati, impianti sportivi e ricreativi, strutture • ricettive e infrastrutture primarie. • Realizzazione di una Carta degli insediamenti, delle attività antropiche e del patrimonio ambientale di particolare rilievo.

46. Partendo dalla sovrapposizione delle due carte precedentemente elaborate, realizzazione di una Carta di perimetrazione delle aree a rischio, previa suddivisione del LIVELLO DI RISCHIO secondo 4 gradi: • ·moderato R1 (danni sociali, economici e al patrimonio • ambientale marginali); • ·medio R2 (danni minori agli edifici, alle infrastrutture e al • patrimonio ambientale); • ·elevato R3 (problemi per l’incolumità delle persone, danni • funzionali agli edifici e alle infrastrutture e danni rilevanti al • patrimonio ambientale); • ·molto elevato R4 (perdita di vite umane, danni gravi agli edifici, alle infrastrutture e al patrimonioambientale, distruzione di attività socio-economiche).

48. Utilizzo della Carta di perimetrazione delle aree a rischio a fini di pianificazione territoriale, per l’adozione di MISURE DI SALVAGUARDIA. • Aree a rischio molto elevato (R4). Sono consentitiesclusivamente: • ·  demolizione senza ricostruzione; • ·  manutenzione ordinaria; • ·  riduzione della vulnerabilità di edifici esistenti, senza aumento di • superficie e volume e senza cambiamenti di destinazione d’uso; • ·  manutenzione ordinaria e straordinaria di opere pubbliche e di • interesse pubblico; • ·  bonifica e sistemazione dei movimenti franosi. • Aree a rischio elevato (R3). Oltre a quelli precedenti, sono • consentiti interventi di: • ·  manutenzione straordinaria, restauro e risanamento conservativo, • volti a mitigare la vulnerabilità dell’edificio, senza aumento di • superficie e volume; • ·ampliamento di edifici esistenti, a soli fini di adeguamento • igienico-sanitario.

49. 3ª fase: programmazione della mitigazione del rischio Progettazione di interventi puntuali (sia sull’ambiente geologico e sul territorio, sia su strutture e altre opere antropiche), previe specifiche indagini geologiche, geotecniche, idrauliche, agronomico-forestali, ecc.

50. Valutazione del rischio da frana e criteri di mitigazione _ Sintesi 1ª fase: individuazione delle aree a rischio Carta inventario dei fenomeni franosi e valanghivi 2ª fase: perimetrazione dei livelli di rischio Carta inventario dei fenomeni franosi e valanghivi + Carta degli insediamenti, delle attività antropiche e del patrimonio ambientale di particolare rilievo. Carta di perimetrazione delle aree a rischio 3ª fase: programmazione della mitigazione del rischio Progettazione di interventi puntuali