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Ing. M. Ponte Il monitoraggio dei fenomeni franosi A. N.P.A.N.A. Cosenza

Corigliano, 11 marzo 2010

Il monitoraggio dei fenomeni franosi

Maurizio PonteIngegnere Geotecnico

Ricercatore in Geologia ApplicataDipartimento di Difesa del Suolo

Università della Calabria

Ing. M. Ponte Il monitoraggio dei fenomeni franosi A.N .P.A.N.A. Cosenza

INDAGINI PER AREE IN FRANA

rete topografica(spost. superficiali)

rete estensimetrica(apertura fessure)

rete inclinometrica(spost. profondi)

rete dicontrollo

acquisizione -elaborazionedati

sistema diallertamento

rete piezometrica(pressioni neutre)

rete microsismica(energia elastica)

rete idrometeorologica(piogge, temperatura,etc)


Finalità del monitoraggio:

In generale, il MONITORAGGIO è uno strumento che consente l’acquisizione di informazioni quantitativ e sull’andamento nel tempo di quelle variabili che caratterizzano l’evoluzione di un dato fenomeno nell’ambiente fisico.

L’ambiente è soggetto a mutamenti di equilibrio a se guito di particolari eventi che possono comportare un ris chio per l’uomo e per le sue attività.

Il monitoraggio diviene, pertanto, uno strumento di previsione dell’evento, finalizzato all’attuazione di provvedimenti volti alla riduzione del livello di r ischio .



Com’è noto, il livello di rischio associabile ad un evento, dipende da:

1. Pericolosità : probabilità che l’evento accada

2. Vulnerabilità : conseguenze dell’evento sull’ambiente fisico considerato

3. Valore del danno: perdita di valore associabile alla vulnerabilità



La conoscenza dell’ambiente fisico data dal monitor aggio non è sufficiente da sola a ridurre l’esposizione al rischio.

L’insieme dei processi e delle tecniche per riporta re il rischio a livelli accettabili costituisce il contro llodell’evento.

Un sistema di controllo è preposto a scegliere il ti po di intervento ed a valutarne gli effetti sull’ambiente , con l’obiettivo della riduzione del rischio.



Il controllo può intervenire su:

la pericolosità: riducendo la probabilità che l’even to possa accadere, intervenendo sulle cause prime;

la vulnerabilità: si accetta che l’evento possa acc adere e si tenta di limitare il danno ad esso associato.

In relazione alle scarse possibilità di ridurre la p ericolosità di un evento, il controllo esplica preferenzialmente l e sue funzioni sulla vulnerabilità. Gli interventi per ri durre la vulnerabilità devono essere programmati ed organizza ti in debito anticipo, ad esempio impostando delle soglie d’allarme ed associando al superamento delle stesse opportune iniziative che, in caso di rischio estrem o, possono prevedere l’evacuazione totale del territor io.


Finalità del monitoraggio di un versante :

Approfondire le conoscenze e definire l’evoluzione nel tempo dei movimenti dei fenomeni franosi .


Approfondire le conoscenze e definire l’evoluzione nel tempo dei movimenti dei fenomeni franosi .

Finalità del monitoraggio di un versante:


Un piano di emergenza nel caso del rischio di frana deve disporre di sistemi di controllo (reti di monitoraggio) che consentano di individuare con sufficiente precision e la possibile evoluzione del fenomeno temuto verso una fase parossistica in modo da rendere possibile l’attivaz ione dell’emergenza.

Il monitoraggio dei fenomeni franosi rappresenta la base per la realizzazione di piani e programmi che si propongono come obiettivo la prevenzione dei rischiconnessi all'instabilità dei versanti e al dissesto idrogeologico.



L’attività di monitoraggio consente:

•individuazione delle misure di salvaguardia•riduzione dell'entità dei danni a centri abitati, infrastrutture, vie di comunicazione

•acquisizione dei dati (conoscenza del territorio)•realizzazione di un archivio informatizzato dei dat i riguardanti gli eventi oggetto dell'analisi

•applicazione di metodologie per la definizione del grado di pericolosità di una certa area e conseguente modellazione dei fenomeni in atto

•scelta progettuale degli interventi finalizzata all a pianificazione del territorio.



FRANE:

�Definizioni�Caratteri distintivi di una frana�Età relativa del fenomeno franoso�Stato di attività del fenomeno franoso�Cause dei movimenti franosi

�Classifica delle frane

DEFINIZIONI


“Movimento verso il basso e verso l'esterno di materiali (rocce e terreni naturali, materiali di riporto, o combinazioni di piùmateriali) formanti un pendio"

[Varnes, 1958]

Cos’è una FRANA?


Nomenclatura di una frana


�recente : fenomeno verificatosi negli ultimi decenni su un versante “integro” (non precedentemente sede di movimenti di massa)

�antico : fenomeno di cui non si ha più memoria storica

�fossile : fenomeno verificatosi in età geologica diversa dalla attuale (paleofrana)

Età relativa del fenomeno franoso


�attivo : corpo franoso presentemente soggetto a movimenti, o interessato da movimenti durante gli u ltimi cicli stagionali

�quiescente : frana non soggetta a movimenti durante gli ultimi cicli stagionali

�stabilizzato : frana le cui cause sono state naturalmente o artificialmente rimosse

Stato di attività del fenomeno franoso


Cause di instabilità

È importante riconoscere le cause di un movimento fr anoso sia per la scelta del tipo di intervento che per la prevenzione di ulteriori fenomeni di instabilità in aree geologicamente simili.

Si può operare una prima distinzione tra:

Cause predisponenti e cause scatenanti



Cause predisponenti:

�caratteristiche litologiche

�caratteristiche strutturali

�caratteristiche tessiturali

�giacitura



Cause scatenanti:

�precipitazioni intense

�attività sismica

�sollecitazioni cicliche

�sovraccarichi

�rimozione supporto laterale

�variazioni dei livelli delle falde idriche



Una seconda distinzione può essere operata tra:

Cause che tendono ad aumentare gli sforzi e cause c he tendono a diminuire le resistenze


�rimozione supporto laterale

�sovraccarichi


�pressioni laterali

�rimozione materiale in profondità

�processi vulcanici


Cause che tendono ad aumentare gli sforzi:


�processi di alterazione e/o modifiche strutturali d ei materiali

�variazioni dei contenuti d’acqua


�azione delle radici

�tane di animali


Cause che tendono a diminuire le resistenze:


CROLLI:

Materiale coinvolto: prevalentemente roccia.

Si ha il distacco e caduta di una massa di material e da un pendio molto ripido o da una scarpata; il materiale discende in caduta libera finché non raggiunge il versante. Dopo l'impatto, il moto pros egue per rimbalzi e/o rotolamenti Questa tipologia di frana è caratterizza ta da una elevata pericolosità e da una notevole capacità distruttiva .

Le traiettorie di caduta dipendono da molti fattori , quali la velocità iniziale, la forma, le dimensioni e la litologia del blocco; la geometria del pendio e le sue caratteristiche litologiche incidono sulla q uantità di energia dissipata per effetto degli urti.

Classifica delle frane


CROLLI:


RIBALTAMENTI:

Materiale coinvolto: roccia.

Si ha la rotazione di un blocco o di una colonna, con successiva possibilità di crolli o scivolamenti, con conseguente possibilità di verificarsi di una frana complessa .

La causa predisponente è da ricercarsi nell’assetto geologico-strutturale e nella litologia.

Cause scatenanti possono essere: •pressione idrostatica all'interno delle discontinuità•crioclastesi (cicli di gelo-disgelo) •bioclastesi (radici delle piante) •scalzamento al piede (corsi d'acqua o moto ondoso)



SCORRIMENTI ROTAZIONALI:Materiali coinvolti: terreni e rocce.

Si ha lo scorrimento di masse di terreno o roccia lungo una superficie curvilinea (concava verso l'alto). Si verifica spesso in seguito a rottura progressiva, che si propaga a partire dal piede del pendio. Si tratta di un cinematismo autostabilizzante(tende a raggiungere rapidamente una nuova condizione di equilibrio).

La causa predisponente è da ricercarsi nella presenz a di un livello di debolezza ( superficie di scorrimento ).

Cause scatenanti possono essere:

•eventi meteorici intensi

•sovraccarichi sulla sommità del pendio

•sollecitazioni sismiche

•scalzamento al piede (corsi d'acqua)



SCORRIMENTI ROTAZIONALI:


SCORRIMENTI TRASLAZIONALI:

Materiali coinvolti: terreni, rocce, detriti.

Si ha lo scorrimento di blocchi di roccia o lame di terreno lungo una superficie planare, generalmente coincidente con un orizzonte di debolezza (fratture, giunti di strato, superfici di contatto tra materiale di copertura e substrato roccioso

Cause scatenanti possono essere:

•eventi meteorici intensi

•sollecitazioni sismiche

•scalzamento al piede (corsi d'acqua)



SCORRIMENTI TRASLAZIONALI:


COLATE:

Materiali coinvolti: terreno e detriti, roccia fratturata.

Sono flussi viscosi di terreno sciolto fluidificato senza vere e proprie superfici di scivolamento; si sviluppano spesso lungo le aste torrentizie, dando luogo a trasporti in massa di dimensioni eccezionali, grazie alla notevole capacità di rimobilizzazione del materiale che contraddistingue il fenomeno.

Piogge intense e prolungate costituiscono la causa scatenante

La causa predisponente è data dalla elevata pendenza e dalla disponibilità di materiale mobilizzabile



COLATE:



Utilizzando i dati ottenuti da una rete di monitoraggio è possibile produrre:

•elaborazioni statistiche; •costruzione delle stratigrafie puntuali dell’area in esame; •diagrammi rappresentativi delle misure effettuate; •planimetrie, in cui vengono riportati gli spostamenti periodici misurati; •serie cronologica degli spostamenti planimetrici misura ti sui capisaldi; •individuazione del tipo di cinematismo franoso; •individuazione delle possibili superfici di scorrimento e degli spessori interessati dal movimento; •studio dell’evoluzione spazio-temporale del fenomeno; •stima del volume della massa in frana; •individuazione di situazioni di criticità da tenere sotto controllo; •implementazione su web e su dispositivi portatili; •installazione di sistemi di pre-allarme “Early Warning”, con l’invio di segnali di allarme di primo livello a cellulari di servizio.


RILIEVI PRELIMINARI

Esame della documentazione esistente:

• Foto da satellite (LANDSAT)– Scala 1:120.000 fino a 1:60.000 valide per fotogeol ogia a

piccola scala solo per frane di grandi dimensioni• Foto aeree

– Scala da 1:10.000 a 1:20.000 valide per identificar e le frane e per rilevare frane maggiori

• Foto in:– B/N– Colori– Falsi colori (per riconoscere zone umide per variaz ioni di

vegetazione)– Infrarosso termico (il livello di radiazione è propo rzionale

alla temperatura del suolo)• Cartografia esistente:

– 1:25.000– 1:10.000– 1:5.000



RILIEVO TOPOGRAFICO

• La disponibilità di un adeguato RILIEVO TOPOGRAFICO è un a condizione necessaria per poter intraprendere lo studio d i un pendio in frana.

• L’ESTENSIONE del rilievo deve essere maggiore di quell a della frana propriamente detta: il rilievo deve comprendere an che le aree che hanno la possibilità di essere coinvolte in un successivo allargamento del dissesto, nonché quelle i n connessione idrogeologica con il dissesto stesso

• La SCALA di restituzione del rilievo topografico deve essere adeguata per lo studio geologico e geotecnico del di ssesto.



Correlazione fra l’estensione di alcune frane e la scala del rilievo topografico


RILIEVO TOPOGRAFICO



Il rilievo geolitologico consente di determinare la natura, l’estensione ed i limiti dei litotipi presenti.

Il rilievo geologico-strutturale è necessario per il riconoscimento della natura delle discontinuità presenti (pieghe, fa glie, fratture, ecc.) in funzione del loro grado di pericolosità rispet to all’evoluzione dei fenomeni di dissesto.

RILIEVO GEOLITOLOGICO e GEOLOGICO-STRUTTURALE

Si concretizza nella rappresentazione cartografica dei processi e delle forme presenti sui versanti e delle informazioni sul loro grado di attività

Lo studio geomorfologico fornisce il miglior strumento per la determinazione dell’estensione planimetrica dei fenom eni di instabilità e per la loro classificazione (tipo di mov imento e di materiale)


INDAGINI PER AREE IN FRANARILIEVO GEOMORFOLOGICO

Il rilievo geomorfologico consente di determinare:

• le nicchie di distacco principali e secondarie, e gli eventuali indicatori del senso del movimento (es.: strie di movimento)

• le zone depresse

• i segni di rigonfiamento

• le aree di accumulo



CONTROLLO

1. CONTROLLO DEI PARAMETRI METEORICI

2. CONTROLLO DEI MOVIMENTI SUPERFICIALI

3. CONTROLLO DEI MOVIMENTI PROFONDI

4. CONTROLLO DEI LIVELLI DI FALDA



Parametri:

• pioggia ed equivalente in acqua della neve

• altezza del manto nevoso• temperatura• pressione• umidità• vento




pluviometro:




anemometro:




Scopi:

• Definire FORMA ed ESTENSIONE dell’area in frana

• Definire il CINEMATISMO del dissesto

• Seguire l’EVOLUZIONE DEI MOVIMENTI NEL TEMPO

• CORRELARE i MOVIMENTI alle possibili CAUSE




Metodi:

• Metodo GEODETICO – TOPOGRAFICO

• Estensimetri e Distometri

• Spie e Griglie

• Global Positioning System (GPS)

• Interferometria




Metodo GEODETICO – TOPOGRAFICO

In generale i ‘metodi tradizionali’ geodetico-topogra fici) basati sul controllo degli spostamenti di punti materializza ti con pilastrini posti sulla superficie del terreno, sono pien amente affidabili

Si utilizzano normalmente teodoliti e distanziometri o “stazioni totali”






Teodolite:

È uno strumento che misura angoli

Si utilizza con picchetti oppure prismi posizionati sia sul corpo che nei dintorni della frana

Si determinano gli spostamenti attraverso misure ripetute nel tempo

Le misure possono essere fatte a distanza



Nel posizionamento dei capisaldi, almeno 5, tenere conto del possibile allargamento del dissesto nel tempo.La fondazione del caposaldo non deve risentire delle variazioni stagionali di umidità.





Rappresentazione di movimenti superficiali per mezzo di vettorispostamento




FRANA DI SPRIANA (SO)

Movimenti superficiali da luglio 1977 a dicembre 1978




Estensimetri e Distometri

L'estensimetro è un particolare tipo di sensore utilizzato per rilevare le deformazioni fisiche di un corpo sottop osto a sollecitazioni meccaniche, in grado di convertire u n segnale in ingresso (una deformazione lineare), in un segna le di uscita di natura diversa (elettrica, acustica, otti ca, etc).

Gli estensimetri consentono di misurare gli spostam enti relativi fra due punti generici di una superficie d i un corpo sottoposto a carichi statici o a carichi dinamici.

La direzione della misura è data dalla congiungente dei due punti di estremità di un generico estensimetro, e la distanza tra questi è comunemente denominata “base”.




Basi di misura:

• Corte (dell’ordine di 1 metro)

• Medie (dell’ordine di alcuni metri)

• Lunghe (dell’ordine di 10 – 100 metri)

Impieghi:• Per frane già manifestatesi ma non ancora giunte a rottu ra• Utile per prevedere il tempo di rottura





Possono essere allocati in fori di sondaggio. La variazione di lunghezza del cavo, registrata mediante un micrometro, permette di stabilire se si verificano deformazioni in profondità, consentendo di stimare la velocitàdi deformazione mediante la possibilità di connettere il micrometro con un sistema di registrazioni dati in continuo.Se si dispone di sistemi multibase (cavi estensimetrici ancorati a profondità diverse), è possibile ricavare informazioni sulla distribuzione dei movimenti in profondità.






I distometri sono molto simili agli estensimetri e sono costituiti da due ancoraggi meccanici installati al le estremità opposte della discontinuità e collegati tra loro per mezzo di un filo o di un nastro inestensibile (INVA R).



Sbarrette di vetro o di gesso che vengono cementate ai due lati di una fessura (per es. su unedificio sul corpo di frana)

La rottura della sbarretta indica la presenza di movimenti differenziali in atto, ma non ne indica l’entità

Spie




Griglie (fessurimetri)

Sono realizzate in plexiglass e sono dotate di una scala graduata.

Rispetto alle spie forniscono anche un’indicazionedell’entità del movimento




Il sistema GPS fu concepito dal Ministero della Dif esa americana per scopi militari ed in seguito impiegat o per usi civili in navigazione e nelle rilevazioni topog rafiche .



Il Global Positioning System (GPS)


Principio di funzionamento del sistema GPS

COSTELLAZIONE DEI SATELLITI GPS

Il sistema GPS è basato su una costellazione di 24 satelliti che orbitano ad una altezza di 20200km intorno alla terra.Il GPS è quindi un sistema globale di posizionamento, attraverso il quale a partire dalla posizione dei satelliti, mobili lungo le orbite può essere determinata la posizione di punti in qualunque parte della superficie terrestre essi si trovino.





Il principio di funzionamento del GPS è uguale a quello della trilaterazione topografica. La posizione di un punto sulla superficie terrestre si ha dall’intersezione di tre sfere di posizione.Per evitare ogni ambiguità nel determinare la posizione del punto, si rende necessario un quarto satellite che tenga in conto lo sfasamento dell’orario (offset) degli orologi del satellite e dei ricevitori.

Principio di funzionamento del sistema GPS





Sistema di riferimento Geocentrico WGS 84

Le coordinate dei punti rilevati mediante misure GPS vengono espresse tramite coordinate cartesiane geocentriche (X, Y, Z) o ellissoidiche (latitudine, longitudine, quota ellissoidica) in un sistema di riferimento denominato WGS 84 (World Geodetic System). L’asse Z è parallela alla direzione del poloL’asse X è definita dall’intersezione del meridiano di Greenwich con il piano equatorialeL’asse Y giace sul piano equatoriale ed èperpendicolare all’asse X.

Tali coordinate vanno poi trasformate, con l’uso di appropriati programmi, in quelle cartografiche o in quelle locali occorrenti a chi le utilizza.





Il GPS ha una grande diffusione grazie ai vantaggi che è in grado di offrire:

• precisione superiore ai 3mm ± 0.5, purché siano usate certe procedure;

• omogeneità del sistema di riferimento: per ogni punt o si hanno sempre le coordinate cartesiane (x, y, z) e l e coordinate geografiche ellissoidiche WGS 84;

• riduzione dei tempi da dedicare alle varie misure c he si traducono in concreti benefici economici.





Gli svantaggi del GPS possono essere cosi sintetizzati:

• non funziona in locali chiusi (per es. gallerie, et c.);

• funziona limitatamente nei boschi, in presenza di c ampi magnetici, etc.





L’accuratezza del GPS dipende :

• dalla lunghezza e direzione della linea di base;• dal modello ionosferico (fino a ca1000km) e da quello

troposferico (fino a 30km) (ritardi nei segnali);• dalle effemeridi (orbite dei satelliti);• dalla presenza di ostacoli;• dalla numero dei satelliti disponibili;• dalla durata delle osservazioni;• ubicazione dei ricevitori.





Per il rilievo di movimenti di corpi di frana si us a il metodo STATICO.

Il termine statico significa che i ricevitori utilizzati per il riliev o sono fermi sui punti utilizzati per tutta la durata della sessione di misura. Questo metodo è basato sull’osservazione e sul calcolo della linea di base tra i due ricevitori: il primo (reference) è posto in un punto fisso e stabile ed acquisisce dati in maniera continua, il secondo (rover) sugli altri punti da determinare.




Ing. M. Ponte Il monitoraggio dei fenomeni franosi A. N.P.A.N.A. CosenzaStazione GPS Leica 500 utilizzata per i rilievi di alta precisione





Ricevitore LEICA GPS System 500 a doppia frequenza





MONASTEROMONASTERO

PONTEPONTE

CAMPO 1CAMPO 1

CAMPO 2CAMPO 2

ROCCAROCCA





Il metodo INTERFEROMETRICO permette di effettuare i l monitoraggio della frana/versante da remoto , installando il sistema in un sito posto a decine o centinaia di metri di d istanza dalla frana

Non necessita dell’installazione di sensori o rifle ttori sul corpo di frana.

Fornisce informazioni di spostamento relative a tut ta l’area illuminata dal fascio d’antenna dello strumento.

Consente di monitorare aree di dimensioni elevate ( kmq) con un singolo strumento.



L’INTERFEROMETRIA


Il Radar ad Apertura Sintetica (Synthetic Aperture Rada r - SAR) è uno strumento, montato a bordo di aerei e satelliti o a te rra, che emette radiazioni elettromagnetiche e registra la potenza del segnale riflesso dalla superficie calcolando anche il tempo intercorso fra l’emissione ed il ritorno del segnale stesso.

La differenza di fase tra due acquisizioni SAR della stessa scena èsensibile alla topografia dell'area osservata, per cu i l'Interferometria SAR è applicata nella generazione dei modelli digital i di elevazione del terreno (DEM).



L’INTERFEROMETRIA


Per mappare gli spostamenti superficiali legati a fe nomeni franosi viene utilizzata la tecnica interferometrica detta Interfero metria Differenziale SAR (DInSAR) .

La fase interferometrica è data da due contributi:

1) dalla topografia della scena osservata;

2) dall’eventuale deformazione del terreno, avvenuta n ell’intervallo di tempo intercorso tra le due acquisizioni.

Sottraendo la componente topografica è possibile stim are la componente dovuta allo spostamento.



L’INTERFEROMETRIA




L’INTERFEROMETRIA


Purtroppo le misure sono affette da una serie di fattori che possono ridurre fortemente la precisione e l'applicabilità dell a tecnica, tra cui la decorrelazione temporale, dovuta alle variazioni dell e caratteristiche della diffusione delle onde elettromagnetiche (scatt ering).

In particolare, nelle aree montane, caratterizzate da una vegetazione bassa, le immagini SAR mostrano una coerenza relativ amente alta solo durante la stagione estiva, con copertura nevosa null a.

L’impiego della tecnica Permanent Scatterers (PS) perme tte di superare i limiti legati agli approcci più convenzionali dell’in terferometria SAR, utilizzati per l’identificazione delle deformazioni s uperficiali. La tecnica PS consente il riconoscimento nelle immagini di sing oli punti diriferimento (denominati permanent scatters) da utilizza re per le misure di precisione degli spostamenti



L’INTERFEROMETRIA


Finalità :

• Seguire i MOVIMENTI dell’ammasso in frana

• Determinare il VOLUME della massa in movimento attraverso il riconoscimento della SUPERFICIE DI SCIVOLAMENTO






Le misure INCLINOMETRICHE

L’inclinometro è uno degli strumenti più usati per il monitoraggio delle frane e consente di misurare:

•La profondità della superficie di rottura

•Lo spessore della superficie di rottura

•L’entità degli spostamenti profondi

•La velocità del movimento

•La direzione del movimento


Un sistema inclinometrico è costituto da un tubo, una sonda che ne verifica la verticalità e da un sistema registrator e

Si misura la deviazione dalla verticale di un tubo d i alluminio o di plastica cementato in un foro di sondaggio

La misura avviene calando la sonda inclinometrica in corrispondenza di una scanalatura

Sonde moderne permettono la misura delle deflessioni angolari del tubo dalla verticale in due direzioni tra loro or togonali

È fondamentale che il tubo inclinometrico sia install ato ad una profondità superiore a quella della superficie di rottura della frana




Ing. M. Ponte Il monitoraggio dei fenomeni franosi A. N.P.A.N.A. CosenzaFrana di Spriana- sezione longitudinale







Le misure delle emissioni acustiche (EA) e dell’at tivitàmicrosismica (MS)

L’impiego dei sistemi di rilevazione delle emissioni acustiche (EA) per il monitoraggio ed il controllo della stabilità dei versanti si basa sul fatto che i fenomeni di rottura o di scorrime nto relativo, dei terreni e delle rocce, sono sempre associati a un rilascio di energia sotto forma di vibrazioni soniche o ultrasonic he.I processi, seppure a scala diversa, sono affini a que lli sismici. Per questo nella letteratura spesso si parla di sistemi mi crosismiciapplicati al controllo dei versanti, anche se nelle m isure propriamente microsismiche (MS) il campo di frequenza d i interesse è compreso di solito fra 1Hz e 100 Hz, mentre le emissioni acustiche interessano in generale frequenze più elevate, da qualche centinaio di Hz a diversi kHz.





Il monitoraggio delle emissioni acustiche si esegue distribuendonella zona d’interesse una rete di opportuni sensori (accelerometri, sismometri, geofoni, idrofoni) ad alta sensibilità, in grado di captare i segnali generati dai processi di def ormazionedella roccia.

Il monitoraggio mediante reti EA/MS si è dimostrato ef ficace sia per seguire l’evoluzione di un versante interessato da un movimento franoso, registrando i movimenti di materiale (cadute di massi, colate ecc.) lungo il pendio, sia per prev edere eventifranosi in roccia, correlabili con un aumento dell’at tività EA e/o con un incremento dei movimenti di cui sopra.





Altri pregi della tecnica EA/MS si sono rivelati la ra piditàd’installazione e la capacità di fornire informazioni su un’area e non su un singolo punto quindi la possibilità di mon itorare un’area relativamente più ampia rispetto alla strumentaz ione “geotecnica” (estensimetri, inclinometri, piezometri), nell’arco delle 24 ore ed in qualunque condizione meteorologica .





Localizzazione di una fenomenologia di EA





Sismometri




Le misure PIEZOMETRICHE

Obiettivi:

1. Correlazione tra livelli piezometrici e spostamen ti

2. Correlazione tra afflussi meteorici e piezometria

3. Dati di input per analisi di stabilità





I PIEZOMETRI sono strumenti per misurare la pressio ne dell’acqua.





Modalità di installazione

1. Pressioni neutre sulla sup. di rottura

2. Pressioni neutre della falda

3. Pressioni Artesiane4. Pressioni nel substrato

roccioso





Tipi di piezometri:

• A tubo aperto• Casagrande• Pneumatici• A corda vibrante





A tubo aperto

È costituito da un tubo (di metallo o di plastica) inserito in un foro di sondaggio, dotato di un tratto finestrato alla profonditàdi interesse.Il livello dell’acqua è rilevato mediante una sonda galvanometrica (Freatimetro)Se il terreno è omogeneo e la quota piezometrica è costante lungo la verticale non è necessario sigillare il tratto finestrato, altrimenti è necessario isolare idraulicamente il tratto finestrato mediante tamponi impermeabili.Le misure sono attendibili solo per terreni ad elevata permeabilità (sabbie e limi)





Casagrande

Consiste in una cella idraulica, costituita da un cilindro cavo di pietra porosa, inserita nel foro di sondaggio alla profondità di interesse.L’estremità superiore della cella è collegata con la superficie mediante due tubicini rigidi in PVC.All’interno del foro intorno alla cella idraulica è posto un filtro di materiale permeabile e al di sopra di questo è postoun sigillo impermeabile.La pressione dentro la cavità della cella si ottiene misurando il livello dell’acqua nel tubicino con una sonda elettrica.





Pneumatici





A corda vibrante





Tempi di risposta



ESEMPIO: La rete di monitoraggio della Val Pola

In seguito all'evento franoso del 28 Luglio 1987, la regione Lombardia ha provveduto alla creazione di una rete di monitoraggio il cui scopo èquello di individuare eventuali fenomeni di instabilità, consentendo, laddove ciò fosse necessario di allertare tempestivamente il personale delle imprese operanti sulla zona interessata ed eventualmente, in caso di rischi di una certa entità, le popolazioni del fondovalle.



ESEMPIO: La rete di monitoraggio della Val PolaLa rete di monitoraggio, costituita da circa 220 st rumenti, è a sua volta costituita

da sette reti distinte:

• rete distometrica• rete estensimetrica• rete microsismica (17 geofoni)• rete inclinometrica • rete piezometrica (24 piezometri, di cui 22 a tubo aperto e 2 tipo Casagrande)• rete idrometeorologica (27 sensori distribuiti in t utta l'area della Valtellina - 11

termometri, 9 pluviometri, 6 idrometri ed 1 nivomet ro)• rete topografica (2 reti di misura - 9 + 5 stazioni)

I dati rilevati vengono inviati all'unità remota, ch e provvede all'allertamento se vengono superati dei valori di soglia riferiti a pr efissati intervalli di tempo (8,24,36 ore).

Allo scopo di stabilire delle possibili correlazion i tra i dati rilevati dalle stazioni di misura della rete di monitoraggio e fenomeni di ins tabilità all'interno del corpo di frana, si sono presi in considerazione i dati re lativi alle emissioni acustiche ed ai movimenti di frana.



ESEMPIO: La rete di monitoraggio della Val Pola

Gli eventi rilevati, sia acustici che di movimento, sono riportati secondo una scala qualitativa, assegnando ad essi un valore variabile da 1 a 5 in dipendenza dell'ampiezza dell'evento stesso: 1 = molto debole; 2 = debole; 3 = media; 4 = forte; 5 = fortissima



CONCLUSIONI



rete topografica(spost. superficiali)

rete estensimetrica(apertura fessure)

rete inclinometrica(spost. profondi)

rete dicontrollo

acquisizione -elaborazionedati

sistema diallertamento

rete piezometrica(pressioni neutre)

rete microsismica(energia elastica)

rete idrometeorologica(piogge, temperatura,etc)

CONCLUSIONI


GRAZIE PER L’ATTENZIONE

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