UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI SALERNO

FACOLTÀ DI INGEGNERIA

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria per l’ambiente ed il territorio

CORSO DI FRANE

RELAZIONE CASO STUDIO

“MONITORAGGIO CON INCLINOMETRI DELLA FRANA DI CASTELROTTO IN ITALIA”  

DOCENTE: STUDENTE: Prof. Ing. Michele Calvelllo Rinaldi Francesco

Anno accademico 2013/2014

Indice

1. Illustrazione del caso studio

2. Presentazione del lavoro sviluppato dagli autori

3. Analisi critica del lavoro

4. Bibliografia

1. Illustrazione del caso studio

La valle dell’Isarco, di origine glaciale e ubicata nelle Alpi centro-orientali, nel quale risiedono importanti infrastrutture di trasporto che collegano l’Italia all’Europa centrale. Tale valle, nella zona a nord di Bolzano risulta particolarmente stretta in quanto creatasi per erosione fluviale avvenuta nei periodi interglaciali, per questo motivo, spesso le infrastrutture sono state realizzate a ridosso delle pareti rocciose sottoponendole ad un elevato rischio dovuto alla caduta massi e alle rock avalance. In precedenza, infatti si è puntato alla mitigazione del rischio per questo tipo di pericoli. Negli ultimi anni però si è spostata l’attenzione verso lo studio di grandi frane a cinematica estremamente lenta che stanno interagendo con infrastrutture e centri abitati La frana di Castelrotto è situata in provincia di Bolzano, a 20 km a nord dal capoluogo di provincia, tra il km 64+500 e 65+500 dell’autostrada del Brennero (A22). Ha una forma approssimativamente triangolare, con un lato che affaccia sul fiume Isarco in sinistra idrografica, e copre un’area di 100.000 m2 ed ha un volume di circa 2,5 milioni di m3. La frana è compresa tra le quote 450m e 700m, ha uno spessore che va da 30 m a 60 m, lunga 500 m, larga 600 m ed è inclinata mediamente di 30°.

 Figura  1  Localizzazione  della  frana  e  vista  dall’alto  della  stessa.  

 

La zona interessata è composta principalmente da una coltre di rocce sedimentarie che ricoprono le unità più antiche, rappresentate dalle rocce ignee e ancora più in profondità da rocce metamorfiche. Il materiale coinvolto è costituito da detriti di tufo e ignimbrite immersi in una matrice limo-argillosa.

 

   

Figura  2  Litologia  del  sito.  

             

2. Presentazione del lavoro sviluppato dagli autori  

Nelle frane a cinematica estremamente lenta è solitamente difficile ritrovare sul versante indizi naturali sulla base dei quali definire l’attività della stessa. Tali indizi, infatti vengono nascosti da altri fenomeni più superficiali ed a evoluzione più veloce. Per questo motivo l’unico modo studiare le frane a cinematica estremamente lenta è monitorare il sito sia in superficie sia nel sottosuolo in modo da individuarne:

− l’estensione areale − la superficie di scorrimento e quindi lo spessore delle masse in movimento − l’evoluzione degli spostamenti nel tempo per comprendere il meccanismo di

frana

Inoltre, la tecnica di misura degli spostamenti deve essere accuratamente selezionata in modo che gli errori accidentali e sistematici dello strumento di misura siano significativamente inferiori all’entità degli spostamenti che intercorrono in un ragionevole intervallo di tempo. Per questo motivo sono state utilizzate sulla frana oggetto di studio più sistemi di misura ridondanti in modo da diminuire al massimo l’errore sulla misurazione. La frana fin dal 1997 è monitorata attraverso inclinometri con misura manuale, dal 2001 da sette inclinometri con misura telematica, dal 2004 con misure topografiche ad alta precisione ed in tutto il periodo di misurazione con tecniche SAR. I fori di sondaggio hanno una profondità comprese tra i 36 m e 100 m, questi sono stati posti in modo che il tubo inclinometrico sia più profondo di almeno 12 m rispetto alla superfice di scorrimento principale. Durante il primo anno di misurazioni i dati venivano letti ogni mese, negli anni successivi cinque-sei volte all’anno. Queste misurazioni hanno evidenziano una superficie di scorrimento maggiore localizzata al di sotto del detrito (fig 4) e inclinata all’incirca di 20°.

 Figura   3   Posizionamento   delle   perforazioni.   Le  perforazioni  S1,  S2,  S4,  S8,  T8,  S9,  S11,  S12,  T12,  e  V12  sono  strumentate  con  inclinometri,  invece,  S6,  S7,  S10,  U8,  V8,  U11  e  U12  con  piezometri.  

In figura 5 si possono vedere gli spostamenti cumulati dell’inclinometro S4 dove si può notare che c’è una superficie maggiore di scorrimento alla profondità di 36 m e una superficie di scorrimento minore, formatasi nel 2000, alla profondità di 15m.

 Figura  5  Spostamenti  cumulati  in  direzione  Est  ed  in  direzione  Nord  dell’inclinometro  S4.

Analizzando i dati si è visto che la frana si muove di circa 5-10 mm/anno. Secondo la classifica di Cruden e Varns è classificabile come una frana a cinematica estremamente lenta.

Figura  4  Sezione  passante  per  le  perforazioni  S4,  S8  e  S11

Dopodiché attraverso una back-analysis sono stati valutati i parametri meccanici della massa in frana. Di seguito si riporta una tabella riassuntiva.

Figura  6  Tabella  riassuntiva  del  caso  studio.  

In particolare la frana di Castelrotto è stata strumentata con più sistemi di misura pe aumentare l’affidabilità delle misurazioni e quindi il tipo di meccanismo di rottura della frana, in quanto potrebbero verificarsi altri tipi di meccanismi più veloci, per poi predisporre un sistema di allarme. Per aumentare l’affidabilità del sistema di allarme è stato chiesto agli ingegneri geotecnici di aumentare l’attendibilità delle misurazioni degli spostamenti. Questo è stato fatto creando un modello statistico che lega la misura degli spostamenti alla loro direzione verificandone l’affidabilità.

3. Analisi critica del lavoro

In quest’articolo si può notare come i sistemi di monitoraggio possono essere usati per allestire sistemi di allarme che potrebbero evitare ingenti danni. La campagna d’indagine risulta molto accurata ed inoltre ridondante in quanto gli spostamenti della frana, classificata estremamente lenta, sono paragonabili con gli errori sistematici ed accidentali della strumentazione. Il costo del monitoraggio e del sistema di allarme è giustificato dal fatto che ad essere a rischio è un’importate via di trasporto e comunicazione che collega l’Italia con l’Austria. Inoltre tale monitoraggio è utile per la progettazione e/o un eventuale cambio di percorso della linea ferroviaria ad alta velocità prevista sulla zona. La costruzione di un modello che lega l’affidabilità dei dati alla combinazione direzione-spostamenti potrebbe essere usato su frane simili che si trovano nella zona senza avere una ridondanza della misura degli spostamenti e quindi abbassando notevolmente il costo del monitoraggio. Sul presente caso studio pur avendo fatto una indagine sull’andamento delle pressioni neutre e sulle piogge non è stato fatto alcuno studio di correlazione con gli spostamenti.

Bibbliografia -Complementarietà tra i monitoraggi inclinometrico e topografico per l’analisi di stabilità di un versante, L. Simeoni G.B. Benciolini (http://www.geologimarche.it/wp-content/uploads/2013/11/SP07-S03_Simeoni.AGI_.IncTopo.pdf) -  Monitoraggio di spostamenti e pressioni interstiziali della frana di Castelrotto L. Simeoni (http://www.ing.unitn.it/~simeonil/Seminari/Castelrotto.pdf§) - Inclinometer Monitoring of the Castelrotto Landslide in Italy L. Simeoni, L. Mongiovì. -Frana  a  cinematica  estremamente  lenta  in  una  valle  glaciale  delle  alpi  centro-­‐orientali  L. Simeoni, L. Mongiovì. (http://www.iargperugia.unipg.it/assets/download_file/atti/Simeoni_Lucia.pdf)