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SOMMARIO

1. INTRODUZIONE … … … … … … pag. 2

2. RIFERIMENTI NORMATIVI … … … … … pag. 3

3. GEOLOGIA e GEOMORFOLOGIA … … … … pag. 3

4. ANALISI DEL DISSESTO … … … … … pag. 7

5. RILIEVI GEOMECCANICI … … … … … pag. 8

Allegati:

a) planimetria generale - scala 1:5000

b) planimetria dissesto - scala 1:200

c) sezione stratigrafica – scala 1:200

d) analisi geomeccanica dell’ammasso roccioso

* * * *

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1. INTRODUZIONE

La presente relazione geologica, redatta su incarico dell’Amministrazione Comunale

di Colledara, è relativa allo studio di fattibilità di un progetto di consolidamento della

sede stradale comunale di accesso alla frazione di Castiglione della Valle, la quale ha

subito un collasso localizzato co-sismico con la sequenza sismica relativa all’evento

del 6 aprile 2009.

Figura 1. Ubicazione dell’intervento.

Essa contiene quindi informazioni tecniche ad ampio spettro di osservazione

necessarie per la definizione della progettazione esecutiva: geologia / geomorfologia

di dettaglio e categoria del sottosuolo necessaria per la definizione delle azioni

sismiche.

In particolare lo scopo di detta relazione consiste in:

1. ricostruzione della geologia locale;

2. ricostruzione della stratigrafia particolare;

3. approfondimento del livello tecnico per una migliore definizione progettuale.

Le indagini condotte per un corretto espletamento dell’incarico sono state eseguite in

un intorno geologico e geomorfologico espressivo, ed estesa alla porzione di

sottosuolo ritenuta significativa ai fini dell’accertamento della fattibilità dell’opera in

progetto.

A tale scopo sono stati eseguiti:

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• analisi delle condizioni geologiche e geomorfologiche del sito attraverso lo studio

delle cartografie tematiche bibliografiche;

• rilevamento geologico e geomorfologico di dettaglio nell’area di “influenza”, volti

alla ricostruzione della stratigrafia e dei possibili processi agenti;

• esecuzione di un rilievo topografico plani-altimetrico della frana e di un suo

intorno significativo.

2. RIFERIMENTI NORMATIVI

MINISTERO DEI LAVORI PUBBLICI

Decreto 14 gennaio 2008

“Norme tecniche costruzioni”

- paragrafo 3.2, azione sismica

- paragrafo 6, progettazione geotecnica.

3. GEOLOGIA e GEOMORFOLOGIA

Vengono di seguito brevemente descritte le caratteristiche geolitologiche e

geomorfologiche del sito.

Le informazioni relative alle caratteristiche geologiche, geomorfologiche e strutturali

dell’area in oggetto sono state individuate attraverso il reperimento di dati

bibliografici integrati da un rilevamento geologico - geomorfologico di dettaglio

eseguito dallo scrivente, al fine di evidenziare sia l’assetto strutturale, sia i possibili

processi morfogenetici agenti che i problemi legati alla interazione del sottosuolo con

le opere progettate.

Le considerazioni geologiche e geomorfologiche che di conseguenza vengono di

seguito formulate, si basano quindi sulle conoscenze acquisite attraverso le indagini

sopra esposte e saranno limitate ad informazioni sulle caratteristiche litostratigrafiche

e tettoniche del substrato roccioso e sulle forme, depositi e processi ivi agenti, con

l’intento di ricostruire il quadro morfoevolutivo dell’area.

Di fatti è ormai una metodologia consolidata (a livello scientifico e tecnico)

ricostruire la storia evolutiva di un’area, mediante l’individuazione delle

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caratteristiche litostratigrafiche del territorio e dei processi morfogenetici passati,

recenti ed in atto, per poter formulare valutazioni sintetiche sulle sue condizioni di

stabilità, sia attuali (nella sua configurazione naturale) che future (post-intervento).

Si ribadisce in ogni caso la necessità di osservazioni di maggiore dettaglio anche in

fase di esecuzione degli scavi di sbancamento, eventualmente integrate da una

campagna di indagini geognostiche di maggiore approfondimento secondo la

discrezionalità del Direttore dei Lavori e stante i contenuti normativi, al fine di poter

“tarare” correttamente le osservazioni riportate e verificare quindi la bontà operativa

delle scelte progettuali operate.

Inquadramento litostratigrafico.

In considerazione di quanto sopra esposto circa lo scopo del presente lavoro, lo

studio delle formazioni riscontrate nell’area esaminata, nonché la loro eventuale

diversificazione in associazioni, membri e livelli, è stato condotto attraverso metodi

stratigrafico-stratimetrici. Occorre anche precisare che in tale sede è stato fatto

riferimento alla letteratura sia per la nomenclatura delle formazioni che per la loro

posizione stratigrafica. I dati bibliografici di riferimento utilizzati sono stati la carta

geologica d’Abruzzo del 1993 in scala 1:100.000, le carte geologiche e

geomorfologiche redatte per il nuovo PRG del comune di Teramo, in scala 1:10.000,

nonché pubblicazioni scientifiche a cura dei dipartimenti universitari.

L’area in oggetto ricade nel bacino della Laga, geodinamicamente individuato come

“zona di avanfossa” e caratterizzato dalla presenza della omonima Formazione

torbiditica della Laga (Messiniano) e costituente il substrato roccioso; tale substrato

risulta inoltre localmente sepolto da depositi colluviali talora coinvolti in movimenti

di massa. La colonna stratigrafica ricostruita è quindi costituita, dal basso verso

l’alto, dai seguenti termini litologici:

formazioni marine:

A) Formazione della Laga: associazione pelitica;

depositi continentali:

B) Terreni colluviali;

C) Accumuli di frana.

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A) Formazione della Laga: è costituita da alternanze di argille marnose e marne

argillose, emipelagiche e torbiditiche, in strati sottili e di colore grigio e grigio-

azzurro, e di strati torbiditici siltitici ed arenacei di colore giallo-ocra.

Granulometricamente il primo litotipo è rappresentato da limi ed argille debolmente

sabbiosi, cementati da carbonato di calcio derivante dai microfossili depositatisi

originariamente con l’argilla; tale cementazione, che costituisce la coesione vera

delle argille, conferisce ai depositi pelitici, unitamente alla storia geologica e

tensionale, un forte grado di sovraconsolidazione e fessurazione con un

comportamento tensodeformativo di tipo strain softening. Per quanto concerne le

arenarie, esse appartengono alla categorie delle grovacche e sub-grovacche, con un

comportamento sforzo – deformazioni di tipo elasto-fragile. Tale formazione

costituisce il substrato roccioso (Miocene finale – Messiniano).

B) Terreni colluviali: sono costituiti da accumuli di materiali sostanzialmente fini,

limi ed argille, con presenza subordinata di sabbia in funzione dei litotipi e degli

accumuli di derivazione; la loro genesi è legata all’alterazione, in ambiente subaereo,

di accumuli pre-esistenti e/o del substrato roccioso ed alla successiva mobilitazione

da parte delle acque correnti superficiali. Possiedono spessori variabili ma

sostanzialmente metrici, nonché una tipiche geometria cuneiforme.

D) Accumulo di frana. È dovuto alla mobilitazione, sotto l’azione della forza di

gravità e la concomitanza di ulteriori fattori morfologici, morfometrici, idrogeologici

e nel caso in oggetto anche sismici, di terreni colluviali, di terreni di riporto

costituenti il corpo stradale nonchè del sottostante substrato roccioso.

Assetto strutturale.

Le strutture presenti nell’area sono il risultato della tettogenesi appenninica, con

spinte compressive occidentali perdurate fino a tutto il Pleistocene inferiore e

deformazioni distensive pleistoceniche legate a fenomeni di sollevamento

generalizzati.

L’area esaminata è caratterizzata dalla presenza di strati pelitici ed arenacei a forte

inclinazione aventi una giacitura con immersione verso est ed angolo variabile tra i

25° ed i 45°; l’intersezione delle stratificazioni con il pendio, di tipo a

traversapoggio, è da porsi in relazione alla tipica conformazione monoclinalica della

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Formazione della Laga, legata alla presenza di una piega ad ampio raggio di

ondulazione e con asse orientato all’incirca Nord – Sud.

Assetto geomorfologico.

Le caratteristiche geomorfologiche dell’area rilevata rappresentano il prodotto finale

di processi morfogenetici legati a sistemi morfoclimatici anche molto diversi

dall’attuale ai quali si sono sovrapposti, in età recente, notevoli mutamenti legati a

forti condizionamenti antropici. La morfologia generale dell’area in questione è

caratterizzata da forme dolci e collinari, costituenti una zona di transizione tra

l’ambiente occidentale montano, ad elevata energia del rilievo e morfologia piuttosto

aspra, e la zona costiera adriatica.

Il comprensorio nel quale ricade il sito oggetto di intervento sviluppa lungo un

versante posto sulla sinistra idrografica di un affluente di destra del Torrente

Fiumetto, con quote comprese intorno ai 340 - 350 metri sul livello del mare. La

parte sommitale del territorio è occupata da un lembo di ripiano morfologico, a

testimonianza delle modifiche plano - altimetriche subite dal corso principale durante

l’intero Pleistocene, mentre il passaggio con il sottostante fondovalle avviene

mediante un versante ad acclività variabile che localmente assume pendenze elevate

in relazione al passaggio stratigrafico tra i litotipi più francamente marnosi e quelli

arenacei, a seguito di processi fluvio-denudazionali.

Figura 2. Vista particolare della frana oggetto di intervento.

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I principali processi morfogenetici riscontrati ed in atto sono rappresentati da una

frana di rotazionale che ha coinvolto i depositi colluviali ed anche il sottostante

substrato, come meglio evidenziato nella sezione stratigrafica in allegato nonché

nella foto in pagina precedente, nella quale sono visibili i terreni di accumulo posti

alla sua base e gli affioramenti rocciosi lungo la superficie di rottura e scivolamento.

Ulteriori processi minori sono connessi con l’azione delle acque correnti superficiali,

sia diffuse e sia incanalate.

Idrogeologia.

Per quanto concerne l’idrodinamica delle acque sotterranee è stata rilevata una falda

semi-permanente contenuta all’interno delle bancate arenacee (acquifero per porosità

e fratturazione), sostenuta dalle intercalazioni marnose (acquicludi) ed alimentata

dalle acque di infiltrazione.

4. ANALISI DEL DISSESTO

Nella definizione del dissesto stradale occorre rilevare la concomitanza di alcuni

fattori che hanno contribuito alla sua evoluzione:

1. l’avvenuto collasso nella prima settimana successiva all’evento del 6 aprile 2009;

2. i fenomeni sismici occorsi in tale periodo e la loro intensità;

3. le notevoli precipitazioni atmosferiche verificatesi in condizioni co-sismiche.

Riunendo tali elementi in un unico modello risulta un problema di eccessiva

alimentazione della falda freatica e di saturazione dei terreni di copertura, che ha di

fatto rappresentato il fattore scatenante; nel contempo il susseguirsi di numerose

scosse sismiche ha prodotto lo sviluppo di sovrappressioni interstiziali alle quali è

seguito il raggiungimento del collasso con un ritardo idrodinamico tipico al quale

sono imputabili le frane in terreni a grana fine.

Tale fenomeno ha quindi comportato l’isolamento della frazione di Castiglione della

Valle, la quale era nel frattempo stata evacuata in relazione ai diffusi danni

dell’intero abitato.

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5. RILIEVI GEOMECCANICI

Considerato che il dissesto oggetto di consolidamento ha interessato prevalentemente

il substrato roccioso, al fine di acquisire i dati necessari allo studio di stabilità del sito

nell’area in esame è stata disposta n. 1 stazione geomeccanica, ritenuta significativa e

rappresentativa degli affioramenti rocciosi stante anche l’integrazione con dati

scientifici come già citato ed evidenziato; la scelta dell’ubicazione della stazione è

quindi tale da rappresentare e caratterizzare geomeccanicamente l’ammasso roccioso

nella sua totalità.

Nella stessa sono stati rilevati e quantificati i parametri che descrivono le

discontinuità, utilizzati in seguito nella definizione degli indici classificativi

dell’ammasso roccioso: RMR (Rocl Mass Rating), RMRc, SMR (Slope Mass Rating)

e GSI modificato (Geological Strenght Index), ottenuti rispettivamente dalle

classificazioni di Bieniawski Z.T. (1989), di Romana M (1985) e di Sonmez H.,

Ulusay R. (1999).

Nell’area, come descritto nei paragrafi precedenti, affiora una alternanza di bancate

arenacee e di strati marnosi, con caratteristiche geomeccaniche differenziate tra loro

e sostanzialmente omogenee per singoli litotipi, oltre ad essere presente un diffuso

stato di fratturazione. Per tale ragione, mentre per la caratterizzazione della porzione

marnosa del substrato sono stati utilizzati i risultati di studi scientifici, gli indici (e

quindi i parametri geomeccanici) relativi alla frazione arenacea sono stati determinati

mediante l’analisi geomeccanica applicata all’intero ammasso roccioso ritenuto

indifferenziato.

La determinazione dell’indice RMR ha permesso, quindi, la stima delle

caratteristiche geomeccaniche utilizzate nella verifica di stabilità elaborata con il

metodo degli elementi finiti e tenuto conto dei disposti normativi contenuti nelle

nuove NTC entrate in vigore il 1° luglio 2009.

Tutti i dati raccolti ed analizzati sono visualizzati in apposite tabelle riportate in

allegato, alle quali si rimanda per ulteriori approfondimenti.

* * * * *

analisi geomeccanica I

- 63 -

Descrizione DDescrizione - Descrizione B/D

Classificazione di H. Sommez e R. Ulusay ('99)

Peliti Arenarie Marne

Classe -Classe -

Peliti Arenarie

Classe II (buono)SMR - SMR 64,6

Classificazione di Romana ('85)

Marne

GSI 41GSI - GSI 42

SMR -

Classe -RMRc -Classe - Classe -

-RMRc -

RMRClasse II (buono)

RMRc -

RMRClasse -

Classificazione dell'ammasso roccioso

Classificazione di Bieniawski ('89)

Peliti MarneArenarie

RMRClasse

- 50-300 -s - 3 -

9. N. famiglie di discontinuità 10, Dimensioni blocchi (Jv)

Peliti Arenarie Marne Peliti Arenarie Marne

f 2 - Asciutto -f 2 - Assente -

f 1 - Asciutto -f 1 - Assente -

s - Asciutto -s - Assente -

7. Riempento 8. Condizioni idrauliche

Peliti Arenarie Marne Peliti Arenarie Marne

f 2 - 0,25-2,5 -f 2 - 50-100 -

f 1 - 0,25-2,5 -f 1 - 50-100 -

s - 0,25-2,5 -

5. Resistenza pareti - JCS (Mpa) 6. Apertura (mm)

Peliti Arenarie Marne Peliti Arenarie Marne

s - 50-100 -

f 2 - 8,0-10 -f 2 - < 1 -

f 1 - 8,0-10 -f 1 - < 1 -

s - 6,0-8,1 -s - > 20 -

3. Persistenza (m) 4. Rugosità (JRC)

Peliti Arenarie Marne Peliti Arenarie Marne

f 3 - -

f 2 - 2 (Smin) 8 (Smax)

-

f 1 - 2 (Smin) 8 (Smax)

-

f 3 - - -

f 2 - 35/65 -

Peliti Arenarie Marne Peliti Arenarie Marne

s - 010/80 - s - 2 (Smin) 8 (Smax)

-

f 1 - 340/68 -

STAZIONE N. 1

1. Orientazione 2. Spaziatura (cm)

quota 340 m s.l.m.

analisi dei dati rilevati

analisi geomeccanica II

mb costante mi di H&B dell'ammasso roccioso0 % s/a costanti che dipendono dalle caratte-

100 % ristiche dell'ammasso roccioso0 % sigci resistenza uniassiale a compressione

della matrice rocciosa63,0 A/B costanti del materiale

- kPa sign sforzo efficace normale1642 kPa sigtm resistenza a trazione dell'ammasso rocc.

- ° sigcm resistenza a compressione dell'ammasso40,7 ° GSI Geological Strenght Index27,1 ° tau resistenza a taglio dell'ammasso roccioso24,0 kN/mc JRC coefficiente di scabrosità dei giunti

11857 MPa JCS resistenza a compressione dei giunti0,20 RMR rock mass rating

1 2 3 4 5 6 7 8 Somma0,00 0,90 1,79 2,68 3,58 4,48 5,35 6,25 25,013,58 12,23 17,37 21,59 25,34 28,76 31,86 34,86 175,6019,02 6,69 5,14 4,41 3,96 3,65 3,43 3,25 49,56-1,51 -0,82 -0,64 -0,53 -0,46 -0,40 -0,35 -0,31 -5,02-1,95 -1,00 -0,75 -0,60 -0,49 -0,41 -0,34 -0,28 -5,832,94 0,82 0,48 0,32 0,22 0,16 0,12 0,09 5,163,82 1,01 0,57 0,36 0,24 0,17 0,12 0,08 6,360,00 10,98 31,01 57,75 90,60 128,71 170,44 217,89 707,370,00 0,81 3,19 7,16 12,78 20,03 28,62 39,06 111,640,179 2,372 4,325 6,172 7,962 9,693 11,331 12,977 55,0100,779 3,814 5,757 7,342 8,731 9,975 11,080 12,134 59,612

K 4,74

k 88,46 304,95 433,43 538,87 632,72 718,24 795,67 870,83

0,70 -0,10

STAZIONE N. 1 340 m s.l.m.

marrone

5,16 0,0205 0,50 0,46

40,66 7,15mb s a A B sigtm

65,00 25,00 18,00 1,64mi coh phi sigcm

XX*Y

tau (MPa)

GSI sigci

X^2sig3*sig1 (MPa)

sig3^2 (MPa)sign (MPa)

sig3 (MPa)sig1 (MPa)

ds1/ds3Y

Variabili

modulo elastico:

angolo di dilatanza:

coefficiente di Poisson:

coesione (Hoek&Brown):angolo d'attrito (RMR):angolo d'attrito (Hoek&Brown):

peso per unità di volume:

ArenarieMarne

RMR:coesione (RMR):

quota

percentuale dei litotipi:colore:

Peliti

y = 0,8581x + 1,5508

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

0 2 4 6 8 10 12 14

sign (MPa)

tau

(MPa

)

y = 4,7352x + 7,1476

0

3

6

9

12

15

18

21

24

27

30

0 1 2 3 4 5 6

sig3 (MPa)

sig1

(MPa

)

simulazione prova TRX