Indagini e Monotoraggio GeotecnicoLezione 16 IL MONITORAGGIO DEI PENDII.

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1 Indagini e Monotoraggio GeotecnicoLezione 16 IL MONITORAGGIO DEI PENDII

2 Finalità Le finalità del monitoraggio dei pendii si distinguono in relazione alle differenti fasi: Analisi Progetto degli interventi Sistema di allarme Controllo degli interventi Indagini e Monotoraggio GeotecnicoLezione 16

3 Il Monitoraggio dei pendii Il modello geotecnico del pendio presuppone la conoscenza non solo della stratigrafia del terreno e dei parametri meccanici ed idraulici di ogni singolo strato, ma anche: del regime delle pressioni neutre nel sottosuolo (al fine di calcolare la resistenza disponibile), del campo degli spostamenti superficiali e profondi (al fine di delimitare i corpi di frana attiva, se presenti). I corpi di frana sono individuati e cartografati dal consulente geologo nella sua relazione, sulla base dell’interpretazione di foto aeree e osservazioni in sito, e devono essere oggetto di indagine in fase di analisi e progettazione. Il monitoraggio deve essere eseguito avendo predisposto un piano di monitoraggio in cui vengono fissate:  le grandezze da rilevare,  gli apparecchi di misura ed il loro posizionamento,  la frequenza e la durata delle misure. Le pressioni neutre devono essere rilevate:  all’interno del corpo di frana,  nelle immediate vicinanze,  nel substrato stabile. Gli spostamenti devono essere rilevati:  all’interno del corpo di frana,  nelle immediate vicinanze,  a cavallo di fratture di trazione,  su manufatti fondati sul corpo di frana o nelle adiacenze. Indagini e Monotoraggio GeotecnicoLezione 16

4 Variabili significative da monitorare fattori esterni –Condizioni pluviometriche –deflussi di corsi d’acqua –Vibrazioni pressioni interstiziali, di cui interessa definire la distribuzione spaziale e le variazioni temporali spostamenti o deformazioni, superficiali e profondi, di cui è opportuno definire il modulo, la distribuzione spaziale, la variazione temporale Indagini e Monotoraggio GeotecnicoLezione 16

5 RILIEVI DI SPOSTAMENTI SUPERFICIALI Gli spostamenti superficiali vengono misurati in un certo numero di punti e sono ottenuti confrontando le coordinate rilevate in due o più campagne di misure successive. Per il rilievo degli spostamenti superficiali possono essere utilizzati: stazioni totali teodoliti livelli (per soli spostamenti verticali) GPS sistemi laser interferometria radar. I punti di misura possono essere materializzati con picchetti. Indagini e Monotoraggio GeotecnicoLezione 16

6 Esempio: misura degli spostamenti di un pendio La misura degli spostamenti di un pendio è un problema di topografia piuttosto complesso, almeno nei casi in cui gli spostamenti sono tanto piccoli da poter essere confusi con gli errori di misura. Questa condizione purtroppo è frequente soprattutto nella fase iniziale della frana. Per eseguire misure di spostamento precise ed affidabili è necessario:  utilizzare uno strumento idoneo allo scopo,  progettare e realizzare opportunamente una rete di picchetti interni alla frana e di punti esterni, non soggetti a spostamenti, dai quali eseguire le misure topografiche,  individuare i punti esterni in modo che da essi siano direttamente visibili i picchetti interni,  costruire un riferimento locale costituito da uno dei punti di battuta e da elementi posti in lontananza (chiese, campanili, torri) ben visibili dai punti di battuta e facilmente individuabili sulla cartografia aerofotogrammetrica (*),  materializzare opportunamente il punto di stazione dello strumento ed i picchetti in modo che non vi siano errori di posizionamento dello strumento di misura e del prisma nelle varie campagne di misura successive. (*) Il riferimento relativo può essere allacciato alla cartografia IGM, che fornisce agli operatori le coordinate di alcuni punti noti disposti sul territorio in siti particolarmente visibili dalle zone circostanti. TECNICHE TOPOGRAFICHE TRADIZIONALI Indagini e Monotoraggio GeotecnicoLezione 16

7 Qualora non si riescano a trovare punti fissi nell’intorno della frana, al più a 3 km da essa, è opportuno ricorrere a misure GPS, che superano agevolmente questa limitazione. Tradizionalmente le misure di spostamento si eseguivano usando come strumento di misura il teodolite; l’operatore eseguiva le misure da un punto fisso mentre un canneggiatore si spostava sui picchetti posizionando su ciascuno di essi una stadia graduata. La misura era ottica. Attualmente lo strumento più utilizzato è la stazione totale, costituita da un distanziometro ed un teodolite, compattati all’interno di un unico strumento. La misura della distanza è elettronica, quella degli angoli è ottica. Il canneggiatore posiziona su ciascun picchetto un prisma che intercetta e riflette il segnale del distanziometro. L’errore della misura consta di una parte fissa (  2  5 mm) e di una parte proporzionale alla distanza di misura D [2  5 ppm x D (mm)]. L’errore dovuto allo strumento sarebbe minore del cm, ma di solito gli errori di posizionamento dello strumento sono maggiori. La compensazione degli errori e tecniche di rilievo idonee: 1) triangolazione, 2) triango-laterazione, 3) trilaterazione, consentono di leggere spostamenti minori del cm. Gli strumenti topografici Indagini e Monotoraggio GeotecnicoLezione 16

8 Alcune stazioni totali in commercio Indagini e Monotoraggio GeotecnicoLezione 16

9 Tecniche topografiche L’errore di misura cresce con la distanza dalla quale si eseguono le battute topografiche e può essere contenuto nell’ambito del cm se non si eccedono i 500 m. Per la precisione della misura è rilevante la buona realizzazione materiale della rete topografica. Usualmente, individuati i punti fissi, si costruisce su ciascuno di essi, o almeno su uno di essi, un pilastrino di c.c.a., ben fondato, con un centratore metallico annegato nella base superiore che permette il posizionamento dello strumento. I picchetti possono essere materializzati con tubi di calcestruzzo, dotati di centratore metallico in testa per l’asta del prisma, ancorati per almeno 50  70 cm nel terreno. Ribacchi, 1986 Indagini e Monotoraggio GeotecnicoLezione 16

10 Misura di spostamenti orizzontali superficiali Caposaldo Picchetto di riferimento Indagini e Monotoraggio GeotecnicoLezione 16

11 limite di frana picchetti capisaldi Esempio di rilievo topografico eseguito con stazione totale. All’esterno della frana, in zona stabile, vengono posti in opera dei capisaldi, dai quali vengono battuti i picchetti interni alla frana. La tecnica rappresentata in figura è quella della triangolazione. La triangolazione consente di ottenere elevatissime accuratezze di misura (fino a 0.5 mm). E’ utile altresì rilevare la posizione degli elementi morfologici della frana: scarpe, fratture di trazione, zone di depressione, limiti di frana. Esempio di rete topografica Indagini e Monotoraggio GeotecnicoLezione 16

12 Esempio di rappresentazione degli spostamenti superficiali Per ciascun intervallo di misura si rappresenta un vettore che esprime l’intensità, la direzione ed il verso dello spostamento. A ciascun picchetto viene associata una serie di vettori che indica gli spostamenti subiti dal picchetto stesso nei vari intervalli di tempo. La rappresentazione degli spostamenti Indagini e Monotoraggio GeotecnicoLezione 16

13 La direzione degli spostamenti Quando gli spostamenti misurati sono dell’ordine del cm, per controllare che essi non siano frutto di errori di misura è opportuno tenere conto dell’azimut, ovvero dell’orientazione planimetrica dello spostamento rispetto ad un punto cardinale, di solito il Nord. La variabilità dell’azimut nelle campagne di misura successive è un segno di scarsa affidabilità delle misure. Nelle figure accanto sono riportati due casi: nel primo l’azimut si mantiene costante, nel secondo è molto variabile. L’entità degli spostamenti conferma che nel secondo caso si tratta probabilmente di errori di misura. L’azimut dovrebbe indicare una direzione di spostamento pressoché coincidente con la linea di massima pendenza intorno al picchetto battuto. Indagini e Monotoraggio GeotecnicoLezione 16

14 Indagini e Monotoraggio GeotecnicoLezione 16 Misure «locali»

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23 Estensimetri a corda vibrante Indagini e Monotoraggio Geotecnico Lezione 16

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