Tesi di laurea di:

Deborah FEDERICI

Caratterizzazione geotecnica, mineralogica e pedologica di

terreni coinvolti in frane superficiali dell’Oltrepo pavese

Relatore:Claudia Mesina

Correlatore:Alessandra LeoniMassimo Setti

Nei mesi di Gennaio, Febbraio e Aprile 2009 alcuni comuni del

settore nord-orientale dell’Oltrepo Pavese sono stati colpiti da

una serie di precipitazioni che hanno innescato fenomeni

identificabili come frane superficiali.

I dissesti di questo tipo coinvolgono principalmente la

copertura detritica superficiale, lasciando intatto il substrato

sottostante. Questi eventi hanno avuto un’intensità tale da

provocare danni alla rete viaria, all’agricoltura e ai relativi

insediamenti.

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Scopo della tesi:

Studio geotecnico, mineralogico e pedologico dei

suoli coinvolti in queste frane superficiali,

prelevati da un sito campione che si trova in

località Montuè (Canneto Pavese).

Lavoro di tesi svolto:- Nel laboratorio di Geologia

Applicata e Geotecnica - Nel laboratorio di

Difrattometria X da polveri- presso il laboratorio Riccalab

dell’azienda Riccagioia s.c.p.a.

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Inquadramento geologico dell’area Il substrato in

corrispondenza del quale sono stati prelevati i campioni è costituito dal membro dei Conglomerati di Rocca Ticozzi.

4

Materiali e Metodi di studio

5

n°campione/nome

  Profondità

70/2012 A1 mt. 0,00 -

0,10

68/2012 A2 mt. 0,10 -

0,20

69/2012 Ap mt. 0,20 -

0,40

67/2012 B mt. 0,40 -

0,70

66/2012 Bc mt. 0,70 -

1,10

64/2012 C mt. 1,10 -

1,30

63/2012C7 TDR

6 mt. 1,40

65/2012C8 II scavo

substrato

28/2012 TDR5  mt. 1,20

29/2012 TDR6 mt. 1,40

Prove Geotecniche

6

Analisi granulometriche

Limiti di Atterberg: si definiscono limiti di Atterberg i contenuti d’acqua che rappresentano i passaggi critici di comportamento del terreno:

  • limite

liquido: WL; • limite

plastico: Wp; • indice

di plasticità Ip.

Carbonatimetrie: determinazione gas-volumetrica della CO2 che si svolge trattando un campione di terra fine con acido cloridrico.

Prove Mineralogiche

7

Diffrattometria a raggi X metodo delle polveri:

• sul campione tal-quale (campione “tout venant”).

• sulla frazione argillosa (fraz. < 2 m): per eseguire una più approfondita indagine sui minerali argillosi.

Prove Pedologiche

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Determinazione della capacità di scambio cationico con bario cloruro e trietanolammina.

Determinazione delle basi di scambio (calcio, magnesio e potassio) con bario cloruro e trietanolammina.

Determinazione del carbonio organico.

Determinazione del fosforo assimilabile.

Reazione (pH) in H₂O, KCl.

RisultatiAnalisi granulometrica:

- Netta maggioranza frazioni fini.

Discussione:

9

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,001 0,01 0,1 1 10 100 1000

Diametro grani mm

% p

assa

nte

70-2012

69-2012

68-2012

67-2012

66-2012

65-2012

64-2012

63-2012

- Campioni tessituralmente molto simili.

- Predomina la frazione limosa (sempre >54%). - la granulometria non varia con la profondità, ad eccezione dell’orizzonte C che è contraddistinto da un aumento del contenuto di argilla.

n°campione Nome Profondità %argilla %limo %sabbia %ghiaia

70/2012 A1 mt. 0,00 - 0,10 20 60 13 7

68/2012 A2 mt. 0,10 - 0,20 21 54 13 12

69/2012 Ap mt. 0,20 - 0,40 23 62 14,5 0,5

67/2012 B mt. 0,40 - 0,70 22 57 19 2

66/2012 Bc mt. 0,70 - 1,10 19 62 16 3,35

64/2012 C mt. 1,10 - 1,30 36 61 3 0

63/2012 C7 TDR 6 mt. 1,40 25 58 15 2

65/2012 C8 II scavo substrato 22 54 11 13

RisultatiLimiti di Atterberg:

10

Discussione:

- tutti limi argillosi debolmente sabbiosi caratterizzati da una plasticità medio-bassa. - Il 64/2012 si differenza dagli altri poiché si sposta nel campo delle argille inorganiche di alta plasticità.

n°campione Nome Profondità Wl Wp IP

70/2012 A1 mt. 0,00 - 0,10 43,13 23,82 19,31

68/2012 A2 mt. 0,10 - 0,20 39,79 22,61 17,18

69/2012 Ap mt. 0,20 - 0,40 43,13 24,47 18,66

67/2012 B mt. 0,40 - 0,70 35,42 22 13,42

66/2012 Bc mt. 0,70 - 1,10 35,74 22,64 13,09

64/2012 C mt. 1,10 - 1,30 53,49 24,69 28,81

63/2012 C7 TDR 6 mt. 1,40 37,07 22,31 14,76

65/2012 8 II scavo substrato 43,13 21,45 21,67

RisultatiCarbonatimetria:

11

La letteratura riporta le seguenti soglie: < 5% basso 5-15% medio > 15% elevato

Discussione:

- maggior parte dei terreni è caratterizzato da una percentuale in calcare totale media. - 64/2012 e 65/2012 che mostrano un tenore in CaCO3 elevato.

n°campione Nome Profondità %carbonati Ca

70/2012 A1 mt. 0,00 - 0,10 12,941

68/2012 A2 mt. 0,10 - 0,20 14,118

69/2012 Ap mt. 0,20 - 0,40 12,941

67/2012 B mt. 0,40 - 0,70 10,98

66/2012 Bc mt. 0,70 - 1,10 12,941

64/2012 C mt. 1,10 - 1,30 35,294

63/2012 C7 TDR 6 mt. 1,40 13,725

65/2012 8 II scavo substrato 30,196

Risultati

Diffrattometria a raggi X metodo delle polveri:

• sul campione tal-quale (campione “tout venant”).

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Discussione: - prevalenza dei minerali argillosi.

- 64/2012: prevalenza dei minerali carbonatici.- rilevata la presenza di Smectite.

%∑ min.arg. %∑ carb. %∑ feld.

37 25 21

43 21 17

35 22 26

51 14 22

43 15 25

33 42 15

41 17 26

41 24 22

n°campione %Sme %Clor. %Caol. %Mica %Qz %K-F %Plag. %Calc. %Dol. %Anf.

70/2012 7 9 9 12 15 7 14 14 11 2

68/2012 14 10 7 12 15 7 10 11 10 4

69/2012 11 8 6 10 15 8 18 12 10 2

67/2012 16 12 11 12 10 9 13 8 6 3

66/2012 14 11 9 9 15 6 19 10 5 2

64/2012 11 9 7 6 10 9 6 26 16 0

63/2012 16 9 5 11 10 11 15 10 7 6

65/2012 12 9 10 10 10 7 15 16 8 3

Risultati

Diffrattometria a raggi X metodo delle polveri:

• sulla frazione argillosa (fraz. < 2 m).

13

Discussione:

-La Smectite è presente in % elevate. Potrebbe aver avuto un ruolo fondamentale nella dinamica delle frane.

n°campione   Frazione < 2 µm  

  Sme. Clor. Caol. Mica

70/2012 51 8 5 36

68/2012 48 8 6 38

69/2012 52 7 5 36

67/2012 46 8 5 41

66/2012 47 9 7 37

64/2012 56 9 4 31

63/2012 47 11 7 35

65/2012 56 8 5 31

RisultatiDeterminazione capacità di scambio cationico con bario cloruro e trietanolammina :

14

Valori di CSC (meq/100 g di suolo)

Valutazione

< 5 Molto bassa5-10 Bassa10-20 Media>20 Alta

Discussione:

- sono tutti terreni discreti.

-bassa capacità di scambiare cationi Ca, Mg e K.

n°campioneCSC

(meq/100g)

70/2012 16,54412

68/2012 15,93137

69/2012 14,70588

67/2012 15,31863

66/2012 12,2549

64/2012 14,09

63/2012 15,93

65/2012 13,48

TDR 5 15,93137

TDR 6 8,578431

RisultatiDeterminazione delle basi di scambio (calcio, magnesio e potassio) con bario cloruro e trietanolammina:

15

Discussione:

- Il magnesio appare elevato nella maggior parte dei terreni.

-calcio presenta valori abbondanti per tutti.

VALORE (Ca ppm) GIUDIZIO

0-1000 Scarso1000-2000 Sufficiente

>2000 Buono

VALORE (Mg ppm) GIUDIZIO0-50 Molto scarso

50-101 Scarso101-151 Sufficiente151-250 Buono

>250 ElevatoVALORE (K ppm) GIUDIZIO0-41 Molto scarso41-81 Scarso

81-141 Sufficiente141-200 Buono

>200 Elevato

- Il potassio risulta invece scarso nel TDR5, è giudicato sufficiente in tutti gli altri.

n°campione Ca Mg K

70/2012 4007 227 145,2

68/2012 3816 221,3 106,3

69/2012 4011 235,5 107,1

67/2012 3647 261,5 80,07

66/2012 3496 377,9 83,5

64/2012 3950 543,5 98,79

63/2012 3702 473,4 87,01

65/2012 3487 512,3 85,51

TDR 5 3422 473,5 67,07

TDR 6 1045 187,2 84,5

RisultatiDeterminazione del carbonio organico (metodo Springer-Klee) :

16

Discussione:

- aumento andando dai suoli più profondi a quelli più esterni.

Sostanza organica (%)

GIUDIZIO

<0.5 Molto bassa

0.5-1.0 Bassa

1.0-2.0 Moderatamente bassa

2.0-4.0 Media

>4.0 Alta

n°campione Sostanza organica % 

70/2012 2,69 

68/2012 2,29 

69/2012 2,34

67/2012 1,76

66/2012 1,51

64/2012 1,07

63/2012 0,52

65/2012 1,71

TDR 5 1,4 

TDR 6 0,11

RisultatiDeterminazione del fosforo assimilabile (metodo Olsen) :

17

Discussione:

- valori del Fosforo molto scarsi per tutti i campioni di suolo.

VALORE (P ppm) GIUDIZIO

0-5 Molto scarso

05-11 Scarso

11-16 Sufficiente

16-25 Buono

>25 Elevato

-Il valore maggiore, ma comunque basso, è raggiunto nei terreni 69/2012 e 70/2012.

n°campione mg/I PO4

70/2012 0,8

68/2012 0,53

69/2012 0,79

67/2012 0,23

66/2012 0,41

64/2012 0,22

63/2012 0,56

65/2012 0,42

TDR 5 0,2

TDR 6 0,28

RisultatiDeterminazione del grado di reazione (pH):

18

- I terreni appaiono tutti alcalini.

• Reazione (pH) in H2O • Reazione (pH) in KCl

Discussione:

n°campione PH

70/2012 8,19

68/2012 8,30

69/2012 8,27

67/2012 8,56

66/2012 8,58

64/2012 8,67

63/2012 8,60

65/2012 8,64

TDR 5 8,48

TDR 6 8,76

n°campione PH

70/2012 7,46

68/2012 7,47

69/2012 7,49

67/2012 7,51

66/2012 7,54

64/2012 7,51

63/2012 7,55

65/2012 7,59

TDR 5 7,52

TDR 6 7,72

19

Conclusioni

Nella successione dei terreni analizzati la granulometria non varia con la profondità, ad eccezione dell’orizzonte C che è contraddistinto da un aumento del contenuto di argilla.

Tramite le analisi mineralogiche emerge la presenza della Smectite che potrebbe aver avuto un ruolo fondamentale nella dinamica delle frane. Questo minerale si sarebbe comportato come una sorta di collante fra le varie particelle che costituiscono il terreno.

Anche dal punto di vista pedologico le caratteristiche sono molto simili.

 

20

Deborah Federici

Si ringrazia