ITPI20110059A1 - Un metodo per la previsione e la prevenzione di frane in terreni coesivi. - Google Patents
Un metodo per la previsione e la prevenzione di frane in terreni coesivi. Download PDFInfo
- Publication number
- ITPI20110059A1 ITPI20110059A1 IT000059A ITPI20110059A ITPI20110059A1 IT PI20110059 A1 ITPI20110059 A1 IT PI20110059A1 IT 000059 A IT000059 A IT 000059A IT PI20110059 A ITPI20110059 A IT PI20110059A IT PI20110059 A1 ITPI20110059 A1 IT PI20110059A1
- Authority
- IT
- Italy
- Prior art keywords
- sensor
- monitoring method
- piezometric
- ground
- deformation
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 34
- 230000002265 prevention Effects 0.000 title claims description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 22
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 15
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 10
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 10
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims description 10
- 230000035699 permeability Effects 0.000 claims description 7
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 6
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 5
- 230000000750 progressive effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 3
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 12
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 8
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 7
- 206010017076 Fracture Diseases 0.000 description 5
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 5
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 208000010392 Bone Fractures Diseases 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 2
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 2
- 208000013201 Stress fracture Diseases 0.000 description 1
- 230000002730 additional effect Effects 0.000 description 1
- 238000012669 compression test Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 1
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 1
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D17/00—Excavations; Bordering of excavations; Making embankments
- E02D17/20—Securing of slopes or inclines
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D1/00—Investigation of foundation soil in situ
- E02D1/02—Investigation of foundation soil in situ before construction work
- E02D1/022—Investigation of foundation soil in situ before construction work by investigating mechanical properties of the soil
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Paleontology (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Meat, Egg Or Seafood Products (AREA)
- Bakery Products And Manufacturing Methods Therefor (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Description
Descrizione
UN METODO PER LA PREVISIONE E LA PREVENZIONE DI FRANE IN
TERRENI COESIVI
Ambito dell’invenzione
La presente invenzione riguarda il settore tecnico inerente le metodologie di previsione e prevenzione delle frane legate ai terreni argillosi del tipo coesivo o prevalentemente coesivo.
In particolare l’invenzione si riferisce ad un innovativo metodo di indagine geognostica in ciclo continuo di un sito a rischio, in modo tale da poter prevedere e dunque prevenire l’evento franoso con largo anticipo.
Brevi cenni alla tecnica nota
Come ben noto il rischio di frana à ̈ un problema che, se sottovalutato, può causare danni gravissimi alle strutture e persino vittime.
In tal senso, allo stato attuale, esistono regolamentazioni che impediscono la costruzione in zone palesemente ritenute a rischio idrogeologico.
Tuttavia esistono moltissime altre zone le quali, almeno apparentemente, sono sane e su cui da tempo sono state costruite abitazioni in continua espansione. Riuscire dunque a valutare e monitorare tali zone per comprendere il reale rischio di frane, ed eventualmente prevenirlo, Ã ̈ un fattore essenziale per la sicurezza.
Allo stato attuale, tuttavia, non esistono metodi affidabili che consentono di prevedere un evento franoso in una predeterminata area ma, piuttosto, ci si affida a modellazioni matematiche implementate da appositi software la cui affidabilità di previsione à ̈ piuttosto carente. La modellazione suddetta riguarda ad esempio il così detto “Metodo dell’Equilibrio Limite†che si basa su equazioni matematiche differenziali le quali cercano di approssimare il comportamento del terreno in esame. E’ però evidente che tale modellazione, oltre ad essere estremamente complessa, à ̈ poco precisa dato che una molteplicità di fattori sono noti solo in maniera approssimata.
Innanzitutto si assimila il comportamento meccanico del terreno a quello di un corpo plastico perfetto e si suppone che nelle condizioni di scorrimento lo stato tensionale sia costante ed indipendente dalla deformazione e dal tempo. Tale approssimazione introduce nel calcolo degli errori di valutazione non trascurabili. Inoltre il terreno prevalentemente argilloso à ̈ soggetto a variazioni del regime delle pressioni idriche interstiziali causate delle oscillazioni della falda idrica superficiale e che ne modifica sensibilmente la resistenza di attrito. Anche tale parametro à ̈ difficilmente valutabile.
Infine nella metodologia pregressa non à ̈ possibile conoscere la profondità della superficie di rottura del terreno, valore questo di estrema necessità per impostare un calcolo previsionale su un eventuale movimento di massa. Non ottenendo dunque alcuna indicazione sullo stato deformativo del terreno prima del collasso non à ̈ possibile alcuna modellazione che abbia come finalità la conoscenza a priori di un movimento di massa se non a dissesto avvenuto.
Tutti questi fattori di incertezza vengono dunque approssimati con parametri complessi da calcolare e poco precisi per cui l’esito finale della previsione à ̈ spesso molto scadente.
Anche quelle metodologie di rilievo e di indagine come GPS, LASER, RADAR, etc., che concorrono in modo preciso a delineare i movimenti di superficie e gli effetti al suolo, non offrono sufficienti informazioni sulle cause interne del sottosuolo e sui fattori predisponenti l’innesco che restano a tutt’oggi spesso incerti, non univoci e sicuramente tardivi sotto il profilo previsionale.
Le stesse possono dunque contribuire solo in parte alla prevenzione dell’evento franoso dato che, in linea di massima, rilevano movimenti macroscopici, ovvero quando l’evento franoso à ̈ ormai in corso.
Infine, sebbene noto da tempo un metodo di monitoraggio in continuo di un sito attraverso l’inserimento nel terreno di sonde per il rilevamento dello spostamento, tale tecnologia non à ̈ tuttavia affidabile in quanto non à ̈ nota la profondità esatta a cui collocare le sonde per prevenire uno stato franoso. La predisposizione di una sonda a profondità minore rispetto a quella della superficie di rottura implica la mancata rilevazione del movimento o, più in particolare, la rilevazione di un movimento che à ̈ indicativo di uno stato franoso oramai in corso e dunque, di fatto, troppo tardi per prevenirlo.
Sintesi dell’invenzione
È quindi scopo della presente invenzione fornire un innovativo metodo che consenta di risolvere almeno in parte i suddetti inconvenienti.
In particolare à ̈ scopo della presente invenzione fornire un innovativo metodo che consenta di prevedere l’evento franoso prima che questo si sviluppi in maniera irreversibile consentendo dunque una opera di prevenzione che permetta di tamponare lo stesso.
Questi e altri scopi sono dunque ottenuti con il presente metodo di monitoraggio di un sito per la previsione di eventi franosi in accordo alla rivendicazione 1.
La presente invenzione fornisce, dunque, una metodologia di indagine e di analisi che consente di prevedere e prevenire, con largo anticipo, un evento franoso attraverso un noto sistema di monitoraggio in continuo per rilevare le cinematiche del sottosuolo e verificarne il comportamento geostatico in relazione alle differenti sollecitazioni della falda idrica.
In particolare sono previste le seguenti fasi di:
- a) Realizzazione di uno o più fori di sondaggio (30) nel terreno;
- b) Inserimento nel foro di sondaggio (30) di un sensore (45) per percepire una deformazione del terreno ed inserimento, nel medesimo foro o in un foro adiacente, di un dispositivo piezometrico (50) per misurare la colonna di acqua sovrastante che causa detta deformazione;
- c) Monitoraggio del sito attraverso un invio dei dati misurati di deformazione e colonna d’acqua ad un elaboratore elettronico (100) posto in comunicazione con detto sensore (45) e con il dispositivo piezometrico (50).
Sebbene la monitorizzazione in continuo sia nota, la stessa à ̈ però adesso resa realmente efficace e funzionale (dunque affidabile), semplicemente conoscendo la profondità esatta a cui devono essere inserite dette sonde e i dispositivi piezometrici per rilevare con largo anticipo un movimento franoso. In particolare si realizzano i fori con profondità tale per cui il sensore (45) e il dispositivo piezometrico (50) risultano collocati entro una fascia dx del sottosuolo in cui il valore del coefficiente di permeabilità (K) à ̈ variabile in un range di ordini di grandezza tra 10<-6>cm/s e 10<-7>cm/s e preferibilmente di 10<-7>cm/s. E’ stato infatti sorprendentemente scoperto che la nucleazione delle fessure (vedi ad esempio la Figura 1) nel sottosuolo si origina laddove il terreno prevede tali valori di K.
In accordo a tale metodo, dunque, i sensori devono essere posizionati esclusivamente alla profondità ove può avvenire l’innesco di una frattura d’estensione e dunque in una fascia di sottosuolo che intercetta la reale linea di frattura potenziale della frana. In questa maniera, in modo semplice ed affidabile, à ̈ possibile monitorare a ciclo continuo una predeterminata area ed intervenire qualora si misurasse uno spostamento indicativo del raggiungimento di un primo stadio iniziale di fessurazione prodromico della frana. Il tempo di propagazione di tali fessure à ̈ infatti molto lungo, addirittura di anni, per cui una volta individuate le stesse à ̈ possibile intervenire opportunamente, ad esempio attraverso drenaggi, per bloccare il loro ulteriore propagarsi.
In tal maniera, lo sviluppo dei primi segnali deformativi del sottosuolo alla suddetta profondità , vengono registrati in superficie in tempo reale ed inviati tramite rete internet per una consultazione anche da remoto.
Vantaggiosamente, la fase b) prevede l’inserimento in un unico foro (30) di una colonna (40) che comprende il sensore (45), preferibilmente del tipo inclinometro, e il dispositivo piezometrico (50).
Precedentemente a questa fase b) à ̈ anche prevista una fase di prelievo di campioni indisturbati di terreno a profondità progressive e da analizzare in laboratorio prevalentemente con prove edometriche. In tal maniera à ̈<possibile effettuare la determinazione dei valori>m<v al>fine di pervenire ai valori del coefficiente di permeabilità K a diverse profondità nel terreo.
Individuata la profondità nel terreno in cui K presenta valori entro gli ordini di grandezza di 10<-6>cm/s e 10<-7>cm/s, si procede con l’inserimento della colonna alla suddetta profondità .
Nel caso siano rilevate dal sensore delle deformazioni di pre-rottura corrispondenti ad una determinata altezza piezometrica rilevata dal dispositivo piezometrico, ad esempio da un “Early Warning DMS di gestione automatica degli allarmi a distanza, à ̈ allora prevista una fase di consolidamento del terreno.
Tale operazione consiste nella realizzazione di un drenaggio della falda in modo tale da abbassare tempestivamente il livello piezometrico di pre-rottura ad un’altezza inferiore a quella precedente rilevata (di taglio). In tal maniera si mantiene la colonna piezometrica permanentemente al di sotto della pressione idrica di rottura.
Breve descrizione dei disegni
Ulteriori caratteristiche e i vantaggi del presente metodo, secondo l’invenzione, risulteranno più chiaramente con la descrizione che segue di alcune forme realizzative, fatte a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento ai disegni annessi, in cui:
- La figura 1 rappresenta una successione di formazione di fessure in una fascia del sottosuolo in cui l’ordine di grandezza del parametro K à ̈ di 10<-7>cm/s;
- La figura 2 schematizza l’andamento delle pressioni interstiziali evidenziando il massimo punto di pressione nel punto di nucleazione delle fessure di pre-rottura di figura 1 e dunque alla profondità nel terreno in cui K assume un ordine di grandezza compreso tra 10<-6>cm/s e 10<-7>cm/s, e preferibilmente nel punto in cui K à ̈ dell’ordine di grandezza di 10<-7>cm/s.
- La figura 3 schematizza l’inserimento di una colonna 40 provvista di una sonda inclinometrica 45 e di un dispositivo piezometrico 50 entro un foro di sondaggio 30; - La figura 4 schematizza un pendio su cui si effettua il suddetto monitoraggio ed evidenzia la realizzazione di più sondaggi 30 nel terreno in punti prescelti; la stessa figura 4 evidenzia un grafico degli spostamenti rilevati dall’inclinometro (45);
- La figura 5 mostra strutturalmente una colonna 40 avvolta intorno ad un supporto girevole;
- Le figure dalla 6 alla 10 rappresentano tabelle e dati inerenti un esempio di calcolo del parametro K;
- La figura 11 mostra schematicamente una centrale di controllo 100 posta in superficie e comunicante, ad esempio wireless o elettricamente connessa, con la sonda 45 e il dispositivo piezometrico 50;
- La figura 12 mostra un esempio grafico di spostamento rilevato dal sensore inclinometrico 45;
- La successione di figure 13 e 14 mostrano una sequenza di formazione di fessura e la relativa rilevazione della stessa attraverso il sensore 45 della colonna 40.
Descrizione di alcune forme realizzative preferite In terreni coesivi il processo di franosità à ̈ dovuto essenzialmente all’infiltrazione idrica dell’acqua nel sottosuolo la quale produce una variazione delle condizioni di tensione effettiva del terreno. Alla base della colonna piezometrica si genera un valore di spinta orizzontale (sho) superiore a quella di resistenza del terreno saturo. Qui compaiono le deformazioni di prerottura che, progressivamente nel tempo, si espandono sino al collasso del pendio. Tali deformazioni sono dunque prodromiche di una frana.
La figura 1 mostra una sequenza numerata da 1 a 5 con la quale si mostra una progressione nello sviluppo delle fratture di pre-rottura, secondo quanto sopra introdotto.
Tali fessure si allargano progressivamente sotto la tensione di trazione (sho) al passare del tempo poiché il pendio naturale à ̈ soggetto a variazione del regime delle pressioni interstiziali per le oscillazioni del livello piezometrico. La successione dalla 3 alla 5 di figura 1 mostra infatti l’effetto di allargamento della fessurazione sino allo stato 5 di rottura e di sviluppo della superficie di scorrimento finale.
In particolare l’ampiezza dx della fascia interessata aumenta sino a quando non si arriva ad un valore limite (sho= svo+ 2 cu) per K0= 1 il quale fisicamente corrisponde allo stato plastico-fluido del terreno alla profondità in cui il terreno presenta uno specifico valore di K cm/sec meglio specificato nel seguito. E’ noto che il parametro K0à ̈ definito dal seguente rapporto:
s '
ho
<K 0>=
s'
vo
Ne deriva dunque che quando la superficie piezometrica à ̈ al piano campagna la tensione orizzontale shoha già superato lo stato di equilibrio limite di un valore maggiore di 2 cu. La causa dei movimenti franosi plastici-rotazionali e traslazionali à ̈ dunque da attribuire ad una condizione di pressione dell’acqua interstiziale sviluppata al contorno della potenziale superficie di scorrimento in stato di saturazione.
In tale linea di principio le escursioni del livello piezometrico producono deformazioni e spostamenti del terreno, specie se si considera anche l’effetto aggiuntivo del tempo sul decadimento meccanico del terreno stesso.
Il metodo proposto prevede dunque un monitoraggio continuo del terreno esattamente alla quota di innesco dello stato di pre-fessurazione (quota mostrata in figura 1) al fine dunque di controllare se avvengono tali deformazioni di taglio e consentire così un intervento correttivo in tempo utile. Lo sviluppo della deformazione per taglio alla quota di innesco delle fessure di prerottura ha infatti tempi di propagazione molto lunghi, addirittura di anni, consentendo così un intervento correttivo di prevenzione.
In accordo al suddetto metodo si à ̈ infatti sorprendentemente ritrovato, sperimentalmente in situ, che la genesi delle rotture d’estensione, come da figura 1, avviene nel sottosuolo nella fascia dx (delimitata da linee orizzontali tratteggiate in Fig. 1) collocata ad una profondità ove il terreno presenta un valore di K compreso tra il K = E×10<-6>cm/sec e K = E×10<-7>cm/sec e preferibilmente K = E×10<-7>cm/sec. Il parametro “E†à ̈ un numero decimale e dunque, a meno di tale parametro, l’innesco avviene laddove K presenta ordini di grandezza compresi nel range tra 10<-6>e 10<-7>. Ne deriva, dunque, che il massimo valore della pressione piezometrica viene esercitato proprio a tale profondità come si può vedere dalla figura 2.
Come dunque mostrato in figura 1 ed in figura 2 l’individuazione della fascia dx di pre-rottura à ̈ indicativa della zona in cui si svilupperà la superficie di scorrimento lungo la quale avverrà il collasso del pendio. La rottura avviene in un arco di tempo variabile anche dell’ordine di anni tra la comparsa delle fratture d’estensione e lo sviluppo definitivo della superficie di scorrimento. La conoscenza di tale aspetto cinematico à ̈ fondamentale per l’attuazione del presente metodo.
Il metodo proposto prevede dunque un monitoraggio continuo di tale fascia del terreno al fine di controllare se avvengono deformazioni di taglio indicative di una prefessurazione e consentire così un intervento correttivo in tempo utile.
Come mostrato nella schematizzazione di figura 3 e figura 4, il metodo prevede dunque la realizzazione di una o più forature di sondaggio 30 nel terreno (denominati sondaggi) da monitorare in modo tale da potervi inserire all’interno di ogni uno di essi delle colonne 40 del tipo (DMS2D/3D). I fori sono naturalmente distribuiti nell’area a rischio idrogeologico precedentemente individuata e il numero e la distribuzione dei sondaggi sono valutati secondo le dimensioni reali dell’area da esplorare.
Strutturalmente la figura 5 mostra una colonna 40 realizzata di fatto in forma di un unico cavo 40 di tipo flessibile il quale viene normalmente svolto da un supporto girevole all’interno del foro scavato. La colonna porta al suo interno una sonda 45 per rilevare lo spostamento del terreno, preferibilmente del tipo inclinometrica, e un dispositivo piezometrico 50 che rileva la colonna di acqua sovrastante. I suddetti dispositivi, sia piezometrico che inclinometrico, sono in grado di misurare in continuo i valori della superficie piezometrica e quelli della deformazione di pre-rottura nello stesso punto di inserimento. In tal maniera, come meglio dettagliato nel seguito, si può conoscere il valore della pressione idrica interstiziale corrispondente alla comparsa delle fratture d’estensione.
La figura 3 schematizza meglio il supporto girevole da cui si svolge la colonna 40 la quale risulta inserita nel foro sino al raggiungimento di una predeterminata profondità corrispondente al valore di K = 10<-7>cm/s. Sempre a scopo di chiarezza la figura 3 estrapola in maniera adiacente l’uno all’altro il dispositivo piezometrico 50 e la sonda 45 appartenenti alla colonna 40. La sonda 45, preferibilmente del tipo inclinometro, à ̈ in grado di rilevare spostamenti del terreno anche dell’ordine del millimetro.
In accordo al metodo, dunque, successivamente alla fase di realizzazione dei fori di sondaggio 30 si procede al prelievo di campioni indisturbati a profondità progressiva, per la determinazione del coefficiente di compressibilità volumetrica (mv) ricorrendo ad un numero adeguato di prove di compressibilità edometrica e di scarico, utili per il calcolo del coefficiente di permeabilità (K = cm/sec) in situ e meglio dettagliato nel seguito.
Durante la perforazione si effettua ulteriormente l’analisi delle dissipazioni progressive delle pressioni idriche interstiziali (pressioni neutre) nel tempo generate da una punta penetrometrica C.P.T.U. e registrate in superficie da una centralina di misura connessa con un trasduttore di pressione.
Successivamente, una volta calcolato il parametro K alle varie profondità , si inserisce la colonna 40 nei fori, come da figura 3, per il monitoraggio a ciclo continuo.
Sebbene sonde di tal genere e dispositivi piezometrici sono ben noti nello stato della tecnica e utilizzati da tempo, il metodo innovativo consta nella realizzazione di fori di monitorazione ad una profondità tale per cui le stesse vengono collocate in modo tale da monitorare il terreno proprio all’interno di una fascia in cui il sottosuolo presenta un valore del parametro K variabile nell’ordine di grandezza tra 10<-6>cm/s e 10<-7>cm/s e preferibilmente di 10<-7>cm/s. In accordo al presente metodo si riesce dunque a monitorare esattamente la fascia di sottosuolo entro la quale si svilupperanno le microfratture che anticipano la superficie di scorrimento della frana.
L’operazione di calcolo del valore di K à ̈ noto e può ad esempio essere effettuato come segue.
La suddetta analisi delle dissipazioni progressive delle pressioni neutre nel tempo permette di pervenire, attraverso la relazione messa a punto da Torstensson (1975) e da Baligh & Lavadoux (1980), al valore del coefficiente di consolidazione orizzontale Ch attraverso la relazione:
t
Ch = ×R<2>
t dove:
t = fattore tempo ad un determinato grado di consolidamento;
t = tempo relativo al grado di consolidazione considerato;
R = raggio equivalente dello strumento (1,78 cm). Per valutare il coefficiente di permeabilità à ̈ stata utilizzata l’espressione:
<K = m>v<×Ch× g>w
mv = coefficiente di compressibilità volumetrica; gw = peso di volume dell'acqua.
I valori di mvsono stati determinati ricorrendo ai risultati di 9 prove di compressibilità edometrica (Fig. 6) effettuate su campioni prelevati nei fori di sondaggio riportati in Tabella di figura 7.
Tali valori sono stati poi valutati per incrementi di tensione di 1-2 kg/cm<2>, a partire dalla tensione geostatica ed associati ai corrispondenti valori di Chottenuti, a pari profondità delle prove C.P.T.U.. In particolare i valori del calcolo di mvin situ risultano dalla fig. 8.
Le prove di dissipazione in sito sono state condotte lungo 3 verticali denominate C.P.T.U. 2, 4, 5 corrispondenti ai sondaggi S2, S4, S5.
I valori di Ch sono stati valutati per gradi di consolidazione del 50% utilizzando il metodo interpretativo di Torstensson B.A. (1975) ed i seguenti valori del rapporto di rigidezza E/Cu(figura 9).
Il modulo non drenato E Ã ̈ stato determinato effettuando cicli di carico e scarico in prove di compressione C.U.
Sono stati così ottenuti i risultati riportati in figura 10 da dove à ̈ possibile valutare la variazione locale del coefficiente di permeabilità K con la profondità relativo a due orizzonti litici del terreno limo-argilloso.
La tabella di figura 10 mostra valori tipici di K alle varie profondità e mostra come la fascia dx tra i sei (6 m) e gli di otto metri (8 m) circa dal piano campagna risulti essere in questo esempio la fascia di interesse (K dell’ordine di grandezza tra 10<-6>cm/s e 10<-7>) e oltre la quale non avvengono le fessurazioni.
In tale esempio, dunque, il sensore e il dispositivo piezometrico vanno predisposti entro detta fascia. Punti diversi di misura del K nell’area da monitorare possono dare quote diverse ove il K presenta il valore richiesto per cui à ̈ possibile che le sonde, a seconda del punto di penetrazione, possano arrivare ogni una ad una quota diversa dall’altra.
Come mostrato nella figura 11, l’inclinometro 45 e il piezometro 50 predisposti nel cavo 40 sono posti in comunicazione con una centrale di controllo 100 posta in superficie. La centrale di controllo 100 viene inoltre alimentata da pannelli solari 110 laddove à ̈ impossibile portare corrente elettrica.
La centrale di controllo memorizza in ciclo continuo tutti i dati e, attraverso una connessione in rete internet, li rende accessibili in una apposita pagina web destinata a personale addetto che li controlla in tempo reale anche da remoto. La figura 12 mostra a titolo di esempio quanto rilevato e monitorato in continuo dagli inclinometri.
In questa maniera gli operatori possono controllare di continuo se avvengono movimentazioni del terreno che sono indicative di uno stato iniziale di fessurazione.
Se si rileva uno stato di fessurazione si interviene immediatamente alla quota relativa realizzando un noto drenaggio che mantenga il livello piezometrico ben al di sotto del valore registrato dal dispositivo piezometrico associato al momento della rilevazione della fessura.
La figura 13 e la figura 14 schematizzano meglio una sequenza di rilevamento di un dissesto. In particolare la figura 13 rappresenta una porzione di sottosuolo ove risulta posizionato il sensore 45 e il piezometro 50 che sono contenuti entro la colonna 40. La colonna 40 (del tipo DMS) à ̈, come detto, un tubo flessibile gommoso il quale segue molto bene le deformazioni del terreno. Come dunque mostrato schematicamente nella successiva figura 14, in corrispondenza di una deformazione (ad esempio una traslazione del terreno) il tubo si flette causando una rotazione del sensore 45 del tipo inclinometro contenuto al suo interno. Il sensore rileva dunque una rotazione che à ̈ indicativa di un moto generico del terreno. Contestualmente il dispositivo piezometrico 50 invia il dato inerente la colonna di acqua sovrastante rilevata che à ̈ dunque causa di tale fessurazione.
A questo punto à ̈ possibile intervenire ad esempio realizzando dei fori di drenaggio tutti intorno alla sonda. In tal maniera se il dispositivo piezometrico ha dato ad esempio una misura di 2 metri, i fori di drenaggio saranno fatti in modo tale da impedire alla colonna di acqua di superare tale valore che causerebbe una progressione di fessurazione e dunque successivamente la frana.
Claims (10)
- RIVENDICAZIONI 1. Un metodo di monitoraggio di un sito (1) per la prevenzione di eventi franosi comprendente le fasi di: - a) Realizzazione di uno o più fori di sondaggio (30) nel terreno; - b) Inserimento nel foro di sondaggio (30) di un sensore (45) per percepire una deformazione del terreno ed inserimento, nel medesimo foro o in un foro adiacente, di un dispositivo piezometrico (50) per misurare la colonna di acqua sovrastante che causa detta deformazione; - c) Monitoraggio del sito attraverso un invio dei dati di deformazione e colonna d’acqua rilevati ad un elaboratore elettronico (100) posto in comunicazione con il sensore (45) e con il dispositivo piezometrico (50); e caratterizzato dal fatto che il foro o i fori (30) realizzati nella suddetta fase a) vengono scavati ad una profondità tale per cui il sensore (45) e il dispositivo piezometrico (50) risultano collocati alla profondità in cui il terreno presenta un valore di coefficiente di permeabilità (K) variabile in un range di ordini di grandezza tra 10<-6>cm/s e 10<-7>cm/s.
- 2. Un metodo di monitoraggio, secondo la rivendicazione 1, in cui la profondità a cui risultano predisposti detto sensore (45) e detto dispositivo piezometrico (50) à ̈ quella in cui il valore di coefficiente di permeabilità (K) à ̈ dell’ordine di grandezza di 10<-7>cm/s.
- 3. Un metodo di monitoraggio, secondo la rivendicazione 1, in cui detta fase b) prevede l’inserimento in un unico foro (30) di una colonna (40) comprendente detto sensore (45) e detto dispositivo piezometrico (50).
- 4. Un metodo di monitoraggio, secondo la rivendicazione 1, in cui il sensore (45) e il dispositivo piezometrico (50) risultano accoppiati entro due fori adiacenti l’uno all’altro.
- 5. Un metodo di monitoraggio, secondo una o più rivendicazioni precedenti dalla 1 alla 4, in cui il sensore (45) utilizzato nella fase b) à ̈ un inclinometro (45) in grado di inclinarsi in risposta ad un movimento del terreno circostante.
- 6. Un metodo di monitoraggio, secondo la rivendicazione 1, in cui precedentemente alla fase b) à ̈ prevista una fase di prelievo di campioni di terreno a profondità progressive per operare il calcolo alle varie quote di prelievo di detto coefficiente K del terreno.
- 7. Un metodo di monitoraggio, secondo la rivendicazione 6, in cui detta determinazione del coefficiente K prevede una fase di determinazione di compressibilità volumetrica (mv) ricorrendo ad un numero adeguato di prove di compressibilità edometrica e di scarico.
- 8. Un metodo di monitoraggio, secondo una o più rivendicazioni precedenti dalla 1 alla 7, in cui in caso di rilevazione di una deformazione à ̈ prevista l’ulteriore fase d) che comprende la realizzazione di un drenaggio in modo tale da mantenere il livello della colonna d’acqua al di sotto del relativo valore misurato dal dispositivo piezometro in corrispondenza di detta deformazione.
- 9. Un metodo di monitoraggio, secondo la rivendicazione 1, in cui detta fase c) prevede ulteriormente l’operazione di invio in rete Internet dei dati rilevati e caricati sull’elaboratore (100) in modo tale che detti dati risultino scaricabili e/o consultabili da remoto.
- 10. Un metodo di monitoraggio, secondo una o più rivendicazioni precedenti, in cui ogni colonna (40) rimane predisposta all’interno del suo foro di sondaggio per tutto il tempo di monitorizzazione in modo tale da consentire un ciclo continuo di rilevamento in tempo reale.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT000059A ITPI20110059A1 (it) | 2011-05-31 | 2011-05-31 | Un metodo per la previsione e la prevenzione di frane in terreni coesivi. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT000059A ITPI20110059A1 (it) | 2011-05-31 | 2011-05-31 | Un metodo per la previsione e la prevenzione di frane in terreni coesivi. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
ITPI20110059A1 true ITPI20110059A1 (it) | 2012-12-01 |
Family
ID=44554972
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
IT000059A ITPI20110059A1 (it) | 2011-05-31 | 2011-05-31 | Un metodo per la previsione e la prevenzione di frane in terreni coesivi. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
IT (1) | ITPI20110059A1 (it) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6040427A (ja) * | 1983-08-15 | 1985-03-02 | Kazuo Hasegawa | ストレ−ナ−付ア−スアンドロツクアンカ− |
US20040095154A1 (en) * | 2002-08-21 | 2004-05-20 | Lundstrom John W. | Electrically measuring soil density and soil moisture content |
WO2009117784A1 (en) * | 2008-03-28 | 2009-10-01 | Cotton Catchment Communities Crc | System, apparatus and method for measuring soil moisture content |
US20100082259A1 (en) * | 2008-09-24 | 2010-04-01 | Brian Lee Prigge | Percolation test apparatus |
-
2011
- 2011-05-31 IT IT000059A patent/ITPI20110059A1/it unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6040427A (ja) * | 1983-08-15 | 1985-03-02 | Kazuo Hasegawa | ストレ−ナ−付ア−スアンドロツクアンカ− |
US20040095154A1 (en) * | 2002-08-21 | 2004-05-20 | Lundstrom John W. | Electrically measuring soil density and soil moisture content |
WO2009117784A1 (en) * | 2008-03-28 | 2009-10-01 | Cotton Catchment Communities Crc | System, apparatus and method for measuring soil moisture content |
US20100082259A1 (en) * | 2008-09-24 | 2010-04-01 | Brian Lee Prigge | Percolation test apparatus |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zhang et al. | A kinematic method for calculating shear displacements of landslides using distributed fiber optic strain measurements | |
Song et al. | Behavior and analysis of stabilizing piles installed in a cut slope during heavy rainfall | |
US9829352B2 (en) | Distribution measurement system for pressure, temperature, strain of material, monitoring method for carbon dioxide geological sequestration, assessing method for impact of carbon dioxide injection on integrity of strata, and monitoring method for freezing using same | |
Li et al. | Discrete element analysis of hydro-mechanical behavior of a pilot underground crude oil storage facility in granite in China | |
Sheikh et al. | Rainfall-induced unstable slope monitoring and early warning through tilt sensors | |
Singh et al. | An observational approach for assessment of dynamic loading during underground coal pillar extraction | |
Sang et al. | Strain distribution based geometric models for characterizing the deformation of a sliding zone | |
CN103471647B (zh) | 一种盾构隧道远程自动化监测方法 | |
KR101294136B1 (ko) | 미소파괴음 센서를 이용한 지반삽입형 역학거동 탐지장치 및 그 제작방법 | |
Sasahara | Prediction of the shear deformation of a sandy model slope generated by rainfall based on the monitoring of the shear strain and the pore pressure in the slope | |
Wang et al. | Monitoring the dynamic response of the overlying rock–soil composite structure to underground mining using BOTDR and FBG sensing technologies | |
Lehtonen et al. | Full-scale embankment failure test under simulated train loading | |
CN106884442A (zh) | 一种沟谷状高填方地基多场耦合监测系统的实施方法 | |
JP6351279B2 (ja) | 地盤状態監視システムおよび地盤状態監視方法 | |
KR100812389B1 (ko) | 사면 붕괴 감시를 위한 측정방법 | |
Chen et al. | Effect of faulting on coal burst–A numerical modelling study | |
Law et al. | Determination of soil stiffness parameters at a deep excavation construction site in Kenny Hill Formation | |
Hu et al. | Prediction of floor failure depth in deep coal mines by regression analysis of the multi-factor influence index | |
Jiang et al. | Use of Brillouin optical time domain reflectometry to monitor soil-cave and sinkhole formation | |
Byun et al. | A study on using acoustic emission in rock slope with difficult ground—focused on rainfall | |
Chai et al. | Experimental study on PPP-BOTDA distributed measurement and analysis of mining overburden key movement characteristics | |
Conil et al. | An underground research laboratory at Château-Landon (France) to study the impact of climate change on the stability of abandoned mines | |
Lentini et al. | Numerical modelling and experimental monitoring of a full-scale diaphragm wall | |
WO2014020620A1 (en) | A method for the forecast and prevention of landslides in cohesive soils | |
ITPI20110059A1 (it) | Un metodo per la previsione e la prevenzione di frane in terreni coesivi. |