Studio del completamento delle vasca di colmata di Fiumicino: Aspetti geotecnici

Relatore: Allievo

Prof. Ing. Salvatore Miliziano Tajura Getachew OSSA

Master di II livello inPROGETTAZIONE GEOTECNICA

(II edizione, anno accademico 2011-12)

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA STRUTURALE E GEOTECNICA

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Master di II livello in PROGETTAZIONE GEOTECNICA (II edizione, anno accademico 2011-12)

Il problema:La vasca di colmata è stata costruita per il refluimento dei terreni di scavo dal canale del porto di Fiumicino e dalla darsena

Situazione attuale della vasca

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Il materiale dragato è attualmente sino a quota -0.5m slm

il ristagno d’acqua meteorica fino +0.00m slmProvoca cattivo odoreCrea habitat non igienici

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Il nuovo porto di Fiumicino

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La zona dalla vasca è inclusa nel nuovo progetto del porto di Fiumicino che destina la zona a piazzale di stoccaggio con quota finale +2.00m slm con il carico di 40-60kPa

Interventi:

Eliminare l’acqua con riempimento di materiale grossolana fino a quota di +2.00m (Lavoro in corso)

Precarico per migliorare la resistenza e ridurre il tempo di consolidazione durante l’opere e successiva sistemazione finale del piazzale (oggetto della tesi)

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Caratteristiche geotecniche dei terreni di fondazione e dei terreni di dragaggio

Sono state fatte alcune indagini geotecniche in varie epoche Indagine 1998Indagine 2005Indagine 2008Indagine 2012

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La stratigrafia sabbia Limosa

La falda

0.5 m

60 m

Materiale dragato (Limo argilloso-sabbioso)

Sabbia - sabbia limosa

Argilla_Limosa

4.0 m

10 m

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Sabbia - sabbia limosaMediamente addensata γ medio 19kN/m3Densità relativa 40 – 60% Angolo di attrito 34- 37° (36°) Modulo di Young 12 MPa

La stratigrafia (argilla limosa)

Alluvioni recenti del Tevere per spessori elevati: 60-70 m Argille , limo organico tenero Normalmente consolidate

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La falda

0.5 m

60 m

Materiale dragato (Limo argilloso - sabbioso)

Sabbia - sabbia limosa

Argilla_Limosa

4.0 m

10 m

La formazione di argilla limosa con frazione di sabbia fino 20% Contenuto di acqua naturale prossimo al limite

liquido. L’indice di consistenza molto bassa Peso di volume 17.5 kN/m3 L’indice dei vuoti circa 1

La resistenza al taglio bassa Coesione trascurabile Angolo di attrito 23° La caratteristiche della rigidezzao L’indice di compressibilità 0.27-0.5 (0.35)o L’indice di rigonfiamento medio circa 0.06o Il modulo edometrico è inferiore a 5MPao Il coefficiente di permeabilità è di 1.5 E-08m/s

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campione

profondità (m)

Analisi della granulometria

Argilla Limo Sabbia Ghiaia

A1 2 20 30 35 15A2 2 25 50 22 3H1 2 40 55 5 0J1 2 22 50 24 4K1 1.5 18 40 42 0K2 2.5 20 30 42 8B1 1 7 18 67 8B2 2 5 15 75 5

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campione

profondità (m)

Limite di Atterberg

Limite liquide

Limite plasticità

Indice di plasticità

A1 2 71.8 37.6 34.2

A2 2 68.6 35.3 33.5

H1 2 78.0 35.3 42.7

J1 2 61.5 31.2 30.3

K1 1.5 50.4 27.5 22.9

K2 2.5 53.7 30.6 23.1

Tabella 2 L’indice di AtterbergCarta di Casagrande

Modellazione geotecnica

Nella modellazione geotecnica per tenere conto della non linearità dell’argilla e cogliere meglio le sovrappressioni indotte in fase di carico, è stato adottato il modello di Cam Clay modificato implementato in Flac2D.

Per la sabbia limosa è stato utilizzato un modello elastico lineare perfettamente plastico.

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I parametri del modello e legame costitutivo

Materiale di riempimentoMateriale grossolano (modello elastico lineare)

Peso di volume 18 kN/m3 Modulo di Young 8MPa Coefficiente di Poisson 0.25

Materiale sabbia limosa (elastico-lineare) Peso di volume 19kN/m3 Modulo di Young 10 mPa Coefficiente di Poisson 0.25

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I parametri del modello e legame costitutivo

Argilla limosa (modello Cam Clay) Peso di volume 17kN/m3 M 0.898 (φ ‘ =23°) Lambda 0.117 Kappa 0.026 N 2.649 mp1 1kPa ν 0.3

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Limo argilloso- (materiale nella vasca (modello Cam Clay)Peso di volume 14kN/m3M 0.648 (φ ‘ =17°)Lambda 0.197Kappa 0.049N 3.363 mp1 1kPaν 0.3

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Modellazione numerica – Flac2d

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E’ stata modellata una colonna di terreno ipotizzando condizioni edometriche. La dimensione degli elementi della mesh è di 25 cm. La lunghezza totale della colonna è di 75 m.

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Modellazione numerica – Flac2d

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Fasi della modellazione:•Inizializzazione del Cam Clay a partire dai valori di p’ e q in sito, ipotizzando il terreno normalmente consolidato.• Applicazione di un precarico fino a quota +4m slm con step di un metro in condizioni non drenate•Dissipazioni delle pressioni interstiziali conseguenti all’applicazione del precarico con un’analisi di consolidazione• Applicazione di un ulteriore precarico fino a quota +7m slm con step di un metro in condizioni non drenate•Dissipazioni delle pressioni interstiziali conseguenti all’applicazione dell’ulteriore precarico con un’analisi di consolidazione

-Sono inoltre state ripetute le analisi ipotizzando che l’applicazione del carico avvenga direttamente in condizioni drenate

Sviluppo della pressione interstiziale nel limo argillosa (dragaggio) in varia fasi

Spostamento verticale nel tempo di alcuni punti nella fase consolidazione (materiale nella vasca)

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Sviluppo di pressione interstiziale nella argilla limosa

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Spostamento verticale nel tempo di alcuni punti nella fase di consolidazione (argilla limosa)

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Cedimenti

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I cedimenti complessivi sono di seguito sintetizzati:

Precarico di 4 m e consolidazione: spostamento massimo 1.56 m cedimento della vasca 56.9cm tempi di consolidazione 12.5annicedimento della argilla limosa 85.7 cmtempi di consolidazione 67anni

Precarico di 4 m in condizioni drenate: spostamento massimo 1.66 mcedimento della vasca 66.2cmcedimento della argilla limosa 82.2cm

Cedimenti

Precarico di 7 m e consolidazione: spostamento massimo 2.336 m cedimento della limo argillosa 79.4cm

cedimento della argilla limosa 1.406m

Precarico di 7 m in condizioni drenate: spostamento massimo 2.208 mcedimento della limo argillosa 78.4cmcedimento della argilla limosa 1.304m

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ConclusioniLunga durata di consolidazione

Non è possibile velocizzare il processo di consolidazione per la presenza di geomembrana sotto il dragaggio

È raccomandato limitare il carico nella zonaPossibilità di dreni orizzontali ??

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SPECIAL THANKS TO Prof. Ing. SALVATORE

MILIZIANO

VI RINGRAZIO PER LAVOSTRA ATTENZIONE

DIO VI BENEDICA TUTTI !!

THANKS TO Ing: Di Sotto Anotonello

Ing: Rotisciani Giada