PROBLEMI DI INGEGNERIA GEOTECNICA NELLE GRANDI DIGHE IN TERRA Augusto Desideri – Luca Pagano Croce Lecture di Ruggero Jappelli 2002 Augusto Desideri Università Sapienza di Roma Argomenti di Ingegneria Geotecnica Giornata in ricordo di FILIPPO VINALE

DIGHE IN TERRA Argomenti di Ingegneria Geotecnica Augusto Desideri Università Sapienza di Roma Argomenti di Ingegneria Geotecnica Giornata in ricordo di FILIPPO VINALE

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Diga omogenea Diga con manto Diga zonata Augusto Desideri Università Sapienza di Roma Argomenti di Ingegneria Geotecnica Giornata in ricordo di FILIPPO VINALE

PROBLEMI DI INGEGNERIA GEOTECNICA NELLE GRANDI DIGHE IN TERRA PROGETTAZIONE E REALIZZAZIONE DELLE DIGHE IN TERRA CONTROLLO DELLE DIGHE ESISTENTI: ANALISI DEL COMPORTAMENTO FINALIZZATA ALLA VALUTAZIONE DELLE CONDIZIONI DI SICUREZZA Delle 541 grandi dighe presenti sul territorio italiano più di 200 sono dighe in terra Augusto Desideri Università Sapienza di Roma Argomenti di Ingegneria Geotecnica Giornata in ricordo di FILIPPO VINALE

UBICAZIONE DELLE DIGHE NEL SUD ITALIA Augusto Desideri Università Sapienza di Roma Argomenti di Ingegneria Geotecnica Giornata in ricordo di FILIPPO VINALE

IMPORTANZA DELLA VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA NELLE DIGHE Hw DH Augusto Desideri Università Sapienza di Roma Argomenti di Ingegneria Geotecnica Giornata in ricordo di FILIPPO VINALE

FENOMENI PERICOLOSI PER UNA DIGA IN TERRA: POSSIBILI MECCANISMI DI COLLASSO INSTABILITA' GLOBALE FRATTURE E PROCESSI DI EROSIONE EVENTI SISMICI Augusto Desideri Università Sapienza di Roma Argomenti di Ingegneria Geotecnica Giornata in ricordo di FILIPPO VINALE

VALUTAZIONE DELLE CONDIZIONI DI SICUREZZA IN UNA DIGA IN TERRA -VICISSITUDINI SUBITE DALL'OPERA (STORIA DI COSTRUZIONE, STORIA D'INVASO, EVENTI SISMICI, DIARIO DELLA STRUMENTAZIONE) -ISPEZIONI VISIVE (CONTORNO ESTERNO - CUNICOLI DI ISPEZIONE) MONITORAGGIO (SPOSTAMENTI, PRESSIONI INTERSTIZIALI, TENSIONI TOTALI, PORTATE FILTRANTI, TORBIDITA‘, ACCELERAZIONI, DATI METEOROLOGICI) -COMPORTAMENTO ATTESO (SCHEMI COMPORTAMENTALI, MODELLI MATEMATICI) Augusto Desideri Università Sapienza di Roma Argomenti di Ingegneria Geotecnica Giornata in ricordo di FILIPPO VINALE

CONTROLLO DELLE DIGHE ESISTENTI: ANALISI DEL COMPORTAMENTO FINALIZZATA ALLA VALUTAZIONE DELLE CONDIZIONI DI SICUREZZA Convenzione tra Dipartimento di Ingegneria Geotecnica e Servizio Nazionale Dighe sul tema “Esecuzione di un programma di ricerca sulla sicurezza delle dighe in terra”; Progetto di ricerca finanziato dall’INGV al Dipartimento di Ingegneria Geotecnica sul tema “Riduzione della Vulnerabilità sismica dei sistemi Infrastrutturali e dell’Ambiente fisico” (VIA) (responsabile scientifico task 7 sulla vulnerabilità di dighe in terra e opere geotecniche); Convenzione tra Dipartimento di Ingegneria Geotecnica e Agenzia per il Po sul tema “Stabilità e sicurezza delle arginature fluviali”; Progetto di ricerca PRIN2005 finanziato dal MIUR dal titolo “Monitoraggio e valutazione della sicurezza nelle dighe in terra e negli argini fluviali”; Progetto su sistemi di allarme sismico su dighe in terra, responsabile per conto di AMRA, finanziato dalla Regione Campania Augusto Desideri Università Sapienza di Roma Argomenti di Ingegneria Geotecnica Giornata in ricordo di FILIPPO VINALE

CONTROLLO DELLE DIGHE ESISTENTI: ANALISI DEL COMPORTAMENTO FINALIZZATA ALLA VALUTAZIONE DELLE CONDIZIONI DI SICUREZZA [R1] Pagano L., Desideri A., Vinale F. (1998) Interpreting the Settlement Profiles of Earth Dams Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, ASCE, V.124, n.10, pp 923-932 [R2] Fanelli M., Giuseppetti G., Mazza’ G., De Marco S., La Barbera G., Palumbo P., Ruggeri G., Ribacchi R., Pagano L., Silvestri F., Vinale F., Sembenelli (1998) La Potenzialità della Modellazione Matematica e delle Procedure di Calcolo Automatico nel Progetto e nella Valutazione della Sicurezza delle Dighe L’Energia Elettrica, V.75 n.4, pp. 225-242 [R3] Pagano L., Silvestri F., Vinale F. (2001) A back-analysis of Beliche Dam. Discussion on Géotechnique, V.51, n.4, pp. 377-380 [R5] Sica S., Pagano L., Vinale F (2008). Interpretazione dei segnali sismici registrati sulla diga di Camastra. Italian Geotechnical Journal (RIG), 3, pp. 167-181 [C1] Pagano L., Desideri A., Vinale F. (1999) Controllo delle pressioni neutre nel nucleo di dighe zonate: la diga di El-Infiernillo XX Convegno Nazionale di Geotecnica, Parma, pp. 537-543 [C2] Pagano L., Silvestri F., Vinale F. (1996) Simulation of the construction stage of La Esperanza dam. IV International workshop on numerical analysis of dams. Madrid [C3] Pagano L., Silvestri F., Vinale F, Maranha das Neves E. (1997) Coupled analysis of Beliche Dam. XIX International Conference on Large Dams. Firenze, pp. 723-744. [C4] Pagano L., Desideri A., Vinale F (1998) Influence of water retention characteristic curve curve on dam behaviour during construction 2nd International Conference on Unsaturated Soils [C5] Pagano L., Desideri A., Vinale F (1998) The behavior of an earth dam reaching saturation during construction 2nd International Conference on Unsaturated Soils, Beijing, China, pp. 255-2 [C6] Pagano L., Desideri A.., Vinale F. (1999) Prediction of the behavior of a zoned earth dam during construction and impounding Fifth international benchmark workshop on numerical analysis of dams, Denver, June 1999 [R1] Pagano L., Sica S., Desideri A. (2006). Representativeness of Measurements in the Interpretation of Earth Dam Behavior Canadian Geotechnical Journal V.43, N.1, pp. 87-99 [R2] Sica S., Pagano L., Modaressi A. (2008). Influence of past loading history on the seismic response of earth dams. Computers & Geotechnics, 35, pp. 61-85, 2008 [R3] Pagano L., Mancuso C., Sica S. (2008).Prove in sito sulla diga del Camastra: tecniche sperimentali e risultati. Italian Geotechnical Journal (RIG), 3, pp. 9-27 [R4] Bilotta E., Pagano L., Sica S. (2008). Asincronismo del moto sismico in due dighe in terra. Italian Geotechnical Journal (RIG), 3, pp. 182-206 [R5] Fontanella E., Pagano L. (2008). Approcci semplificati per l’interpretazione delle misure in dighe in terra. Italian Geotechnical Journal (RIG), 3, pp. 110-123 [R6] Pagano L., Sica S., Coico P. (2008). A Study to evaluate the seismic performance of road embankments. Accettato per pubblicazione su Soils & Foundations [R7] Pagano L., Fontanella E., Sica S., Desideri A. (2007). Pore water pressure measurements in the interpretation of the hydraulic behaviour of two earth dams. Soils & Foundations [R8] Pagano L., Sica S. (2008). Performance-Based Analysis of earth dams: procedures and application to a sample case. Accettato per pubblicazione sulla rivista Soils & Foundations [C1] Luca Pagano, Stefania Sica, Augusto Desideri (2004) Osservazione e analisi di problemi di tenuta idraulica in dighe in terra, XXII Convegno Nazionale di Geotecnica, Palermo, 563-568 [C2] Luca Pagano, Stefania Sica, Augusto Desideri (2004) Rappresentazione delle misure realizzate su dighe in terra XXII Convegno Nazionale di Geotecnica, Palermo, 569-578 [C3] Augusto Desideri, Luca Pagano (2005) Dighe in terra: osservazioni e misure. Questioni di Ingegneria Geotecnica, scritti in onore di Arturo Pellegrino, Napoli, 407-418 [C4] Sica S., Pagano L. (2007) Verifica sismica di dighe in terra: definizione delle procedure e descrizione di un esempio applicativo. XXIII Convegno Nazionale di Geotecnica, Padova, Ma [C5] Pagano L., Sica S., Coico P. (2007) Verifica sismica di rilevati stradali. XXIII Convegno Nazionale di Geotecnica, Padova, Maggio 2007 [C6] Pagano L. (1997) The behaviour of zoned earth dams: the results of a numerical experiment XI Young Geotechnical Engineer’s Conference, Madrid, pp. 163-171. [C7] Pagano L. (1998) Implementation of the state surface approach to model the behaviour of unsaturated soils. Proc. VIII ABAQUS Users’ Conference. Milano, pp. 567-576 [C8] Pagano L. (1998) Steady state and transient unconfined seepage analysis for earthfill dams. Proc. VIII ABAQUS Users’ Conference. Milano, pp. 577-585 [C9] Sica S., Pagano L., Modaressi A. (2002) A Numerical analysis of a zoned earth dam by a coupled approach 12th European Conference on Earthquake Engineering, London, September 2 [C10] Sica S., Pagano L., Modaressi A. (2002) Aftershock effects on seismic response of earth dams 5th European Conference on Numerical Methods in Geotechnical Engineering, Paris, 2002 [C11] Pagano L., Fenelli G.B., Sica S. (2003) Interpreting the Camastra dam behaviour in 40 years of operation 3rd International Conference on Deformation Characteristics,Lion, September 20 [C12] Sica S., Pagano L., Modaressi A. (2003) Réponse sismique des barrages en terre lors des répliques sismiques: effects de mémoire 6th National Colloquium of the French Assosiaciation for arthquake Engineering AFPS2003, Palaiseau (France) [C13] Pagano L. (1998) Interpretation of mechanical behaviour of earth dams by numerical analysis Workshop in Naples on Prediction and Performance in Geotechnical Engineering, Naples, pp. 89-150 [C14] Pagano L. (2007) “Analisi a ritroso di dighe in terra”. XXIII Convegno Nazionale di Geotecnica, Relazione di Panel, Padova, Maggio 2007 [C15] Pagano L., Sica S. (2005). Costruzioni in Terra. Linee guida su Aspetti Geotecnici della Progettazione in Zona Sismica. Patron Editore, Bologna. 227-236 [C16] Pagano L. Analisi del comportamento statico di dighe in terra zonate (1996) Tesi di Dottorato in Ingegneria Geotecnica. Consorzio tra le Università di Roma "La Sapienza" e Napoli "Fede [C17] Pagano L., Mancuso C., Sica S. (2009).Characterization of soil properties of an earth dam by in situ tests. IS-Tokyo2009 conference (in print) [C18] Bilotta E., Pagano L., Sica S. (2009).Effects of asynchronism on seismic performance of earth dams. IS-Tokyo2009 conference (in print) Pagano L., Desideri A., Vinale F. (1998) Interpreting the Settlement Profiles of Earth Dams Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, ASCE, V.124, n.10, pp 923-932 Bilotta E., Pagano L., Sica S. (2009).Effects of asynchronism on seismic performance of earth dams. IS-Tokyo2009 conference (in print) Augusto Desideri Università Sapienza di Roma Argomenti di Ingegneria Geotecnica Giornata in ricordo di FILIPPO VINALE

MONITORAGGIO DELLE DIGHE IN TERRA Celle di pressione totale Celle Piezometriche Verticali Assestimetriche Portate filtranti e torbidità Caposaldi per misure topografiche Augusto Desideri Università Sapienza di Roma Argomenti di Ingegneria Geotecnica Giornata in ricordo di FILIPPO VINALE

MONITORAGGIO DELLE DIGHE IN TERRA accelerometri Augusto Desideri Università Sapienza di Roma Argomenti di Ingegneria Geotecnica Giornata in ricordo di FILIPPO VINALE

MONITORAGGIO DELLE DIGHE IN TERRA Meteo Target GPS master GPS rover Total station Accelerometer Augusto Desideri Università Sapienza di Roma Argomenti di Ingegneria Geotecnica Giornata in ricordo di FILIPPO VINALE Reference target

SCHEMI DI COMPORTAMENTO PER L’INTERPRETAZIONE DELLE MISURE -Perdita di confinamento con la quota -Effetti arco modesti o assenti -Pressioni interstiziali significative -Perdita di confinamento ed effetti arco si compensano Quota rilevato -Effetti arco significativi -Tensioni verticali e pressioni interstiziali modeste Spostamenti verticali Pagano, Desideri, Vinale (1998) Augusto Desideri Università Sapienza di Roma Argomenti di Ingegneria Geotecnica Giornata in ricordo di FILIPPO VINALE

Schemi di comportamento per l’interpretazione delle misure Quote (m s.l.m.m.) Perdite (l/s) perdite invaso P1 P4 P7 P9 P12 t1 t2 t3 t4 t5 Augusto Desideri Università Sapienza di Roma Argomenti di Ingegneria Geotecnica Giornata in ricordo di FILIPPO VINALE

SCHEMI DI COMPORTAMENTO PER L’INTERPRETAZIONE DELLE MISURE 400 396 392 388 380 384 376 m (a.s.l.) OCT 2000 399 Augusto Desideri Università Sapienza di Roma Argomenti di Ingegneria Geotecnica Giornata in ricordo di FILIPPO VINALE

MODELLI COMPLESSI PER L’INTERPRETAZIONE DELLE MISURE E LA PREVISIONE DEL COMPORTAMENTO Augusto Desideri Università Sapienza di Roma Argomenti di Ingegneria Geotecnica Giornata in ricordo di FILIPPO VINALE

Polverina Beliche El Infiernillo Quote rilevato (m) Quote rilevato (m) Fianco monte Nucleo Fianco monte Nucleo Fianco valle Nucleo Quote rilevato (m) Quote rilevato (m) Quote rilevato (m) Cedimenti (m) Cedimenti (m) Cedimenti (m) Quote piezometriche (m) Quote piezometriche (m) Quote piezometriche (m) Tempi (mesi) Tempi (mesi) Tempi (mesi) Pagano, Sica, Desideri (2006) Pagano, Silvestri, Vinale (2001) Pagano, Desideri, Vinale (1999)

Argomenti di Ingegneria Geotecnica MODELLI COMPLESSI PER L’INTERPRETAZIONE E LA PREVISIONE DEL COMPORTAMENTO DL Diga di El Infiernillo 1 nucleo 2 filtri 3 Fianchi (zona costipata) 4 Fianchi (zona non costipata) Sica S., Pagano L., Modaressi A. (2008) “Influence of past loading history on the seismic response of earth dams” Augusto Desideri Università Sapienza di Roma Argomenti di Ingegneria Geotecnica Giornata in ricordo di FILIPPO VINALE

Argomenti di Ingegneria Geotecnica MODELLI COMPLESSI PER L’INTERPRETAZIONE E LA PREVISIONE DEL COMPORTAMENTO Diga di El Infiernillo Modelli che riproducono il comportamento esibito dai terreni n condizioni di sollecitazione ciclica, come quella indotta da un sisma di forte intensità Sica S., Pagano L., Modaressi A. (2008) Augusto Desideri Università Sapienza di Roma Argomenti di Ingegneria Geotecnica Giornata in ricordo di FILIPPO VINALE

La geotecnica svolge un ruolo particolarmente importante nello studio del comportamento statico e dinamico delle dighe in terra. Il monitoraggio di queste opere è elemento essenziale per la verifica e il controllo del loro comportamento Gli studi avviati insieme a Vinale sulla rappresentazione delle misure e sulla definizione di semplici schemi interpretativi hanno fornito strumenti molto utili per l’analisi del comportamento delle dighe in terra La messa a punto di modelli matematici utili per l’interpretazione e la previsione del comportamento statico e dinamico delle dighe in terra ha permesso di ottenere risultati molto soddisfacenti. Il confronto tra misure e previsioni può permettere la realizzazione di sistemi di allarme preventivo Augusto Desideri Università Sapienza di Roma Argomenti di Ingegneria Geotecnica Giornata in ricordo di FILIPPO VINALE