Search

Il libro nasce dal desiderio di alcuni dei collaboratori più stretti di Renato Ribacchi di raccogliere, completare e aggiornare il materiale didattico preparato nel corso degli anni per gli studenti aspiranti ingegneri di Sapienza Università di Roma e per i corsi di aggiornamento e approfondimento svolti in ambito universitario e professionale. Nella prima parte del libro è presentata un’ampia descrizione del comportamento meccanico delle rocce, dalla scala del provino di laboratorio a quella del sito, indirizzata alla caratterizzazione geotecnica degli ammassi rocciosi. Viene poi trattato il tema dello stato di sforzo in sito e della sua misura. Seguono i capitoli nei quali i principi della meccanica sono applicati all’analisi statica di tipici problemi geotecnici, quali i pendii e le gallerie. Infine sono analizzati i sistemi di ancoraggio degli ammassi rocciosi e i criteri di progetto degli interventi di rinforzo. Il libro è stato curato in modo che rispettasse la sua vocazione di testo didattico diretto agli studenti di II livello dei corsi di Laurea in Ingegneria. Anche studenti dei corsi di Laurea in Geologia, interessati a sviluppare competenze in questo campo dell’Ingegneria Geotecnica, potranno trovare il libro di interesse. Il grado di approfondimento di molti argomenti potrà stimolare ricercatori e cultori della materia. Infine i tecnici del settore potranno trovare nell’impostazione teorica le basi per sviluppare analisi e soluzioni progettuali per problemi applicativi tipici delle opere geotecniche in roccia: gallerie, pendii e fronti di scavo, ammassi di fondazione di dighe.

The analysis of possible failure mechanisms of a 50-m-high rock prism is presented. The case well represents a situation typical of many rock cliffs. The reconstruction of the geometry through remote and direct surveys and the mechanical characterization through laboratory and in situ tests allowed to build a geotechnical 3D model. Analyses were conducted with the finite difference code FLAC3D where discontinuities are reproduced by interface elements. Under different hypotheses, the severity of the state of stress was evaluated to investigate which mechanism, between the failure of the rock sustaining the prism at its base or shearing along discontinuities, is more critical. The results of the numerical analyses address a more realistic evaluation of safety margins and criteria for design of stabilization measures.

The marble quarry herein considered is located in the Apuan Alps (Italy), at the base of a deep gully cut by vertical walls, reaching a height of 180 m. The rock mass is cut across by different discontinuity sets, whose spacing is generally wide. The various sets significantly differ in persistency and thus affect the overall strength. In this paper the stability of a plane section of a typical steep face is studied by the Distinct Element Method. The stress-strain behaviour of the discontinuities is represented by the Barton-Bandis model and the presence of rock bridges is explicitly accounted for. The influence of different lengths of rock bridges and spacings on the overall stability was investigated by means of sensitivity analyses. Three different indexes were adopted to synthetically represent the severity of the stress state in the successive stages of excavation. Comparison among such parameters highlights similar trends as the excavation advances, thus indicating that the three indexes generally provide a “measure” of stability. The quarry faces exhibit a very limited amount of displacement and stability is obtained in each of the excavation steps.

In the paper the first results of the geotechnical characterization of the volcanoclastic materials involved in the huge Dec. 30th 2002 landslides at the Stromboli volcano (Southern Italy) are reported. Firstly the physical characteristics of the aggregate and the petrographic, physical and mechanical characteristics of the grains are discussed. Successively, results of direct shear and oedometer compression tests on dry reconstituted specimens in a large direct shear apparatus are presented. Shear strength data are finally analysed on the basis of two non-linear strength criteria, usually adopted for coarse-grained materials.

La valutazione del rischio sismico deve essere frequentemente eseguita in contesti urbani complessi di antica origine. In questi casi alle difficoltà legate alla caratterizzazione del comportamento dinamico delle strutture, si affianca la necessità di considerare le particolarità del substrato sul quale si è sviluppato il tessuto urbano. Le molteplici necessità ed attività connesse allo sviluppo dei centri abitati hanno selezionato e modificato, nel corso dei secoli, condizioni geotecniche e morfologiche del tutto particolari, tra le quali assumono grande importanza l’irregolarità della superficie topografica e la presenza di cavità. In casi piuttosto diffusi nei distretti vulcanici dell’Italia centrale, tali fattori, grazie anche allo specifico contesto geomeccanico, sono compresenti con caratteri di particolare rilevanza: infatti i centri abitati si sono sviluppati, con propositi di difesa, in cima a colli, altopiani o ammassi litoidi dai margini sub-verticali, formati da materiali piroclastici di consistenza elevata ed interessati da estese reti di cavità di origine antropica, usate come cave o depositi. Se l’influenza della topografia sulla risposta sismica di sito è già da tempo oggetto di ricerche di carattere teorico ed applicativo, l’effetto delle cavità risulta meno indagato. Lo studio condotto per la redazione della presenti Tesi inizia pertanto con un richiamo delle leggi fisiche fondamentali che regolano la propagazione e l’interazione con la superficie di onde di volume elastiche. Dal momento che gli studi teorici sulla risposta sismica locale in presenza di anomalie morfologiche del semispazio, interne o superficiali, evidenziano l’importanza dell’incidenza inclinata del fronte d’onda, sono stati particolarmente approfonditi i fenomeni e le formulazioni matematiche associate a tale configurazione. Inoltre, dovendo utilizzare tecniche di analisi numerica per le valutazioni di risposta sismica in presenza di cavità, si è ritenuto opportuno mettere a punto un metodo, fondato dal punto di vista meccanico, anche se limitato da alcune ipotesi di base, che consenta la riproduzione di fronti d’onda inclinati incidenti sul contorno di un modello numerico. Per individuare i principali fenomeni dinamici legati alla presenza dei vuoti sotterranei, nonché i caratteri del moto ottenuto in superficie, è stata quindi eseguita una serie di analisi di tipo parametrico su un modello numerico bidimensionale semplificato, costituito da una cavità cilindrica a sezione circolare in un mezzo elastico lineare. La significatività e l’importanza dei risultati teorici e numerici ottenuti sono state quindi verificate mediante l’applicazione numerica ad un caso reale, quello del Colle di Orvieto. La condizione geotecnica del caso prescelto è, nonostante la sua peculiarità, dotata di una certa emblematicità, rappresentando, come già accennato, i numerosi casi di centri abitati disposti su piastre a consistenza litoide, di origine vulcanica ed interessati da cavità. Lo studio ha quindi previsto una caratterizzazione del materiale che, tra quelli che costituiscono la piastra piroclastica, più frequentemente ospita cavità: la Pozzolana debolmente cementata. Essa è stata caratterizzata mediante prove di laboratorio in campo ciclico (con prove di taglio semplice e di taglio torsionale) e dinamico (con prove di colonna risonante e misure della velocità di propagazione delle onde). Sono state svolte quindi analisi numeriche bidimensionali della risposta sismica del Colle di Orvieto sia in assenza di cavità, sia in loro presenza. Nelle analisi vengono tenuti in conto i principali fattori influenti sulla risposta sismica locale: la successione stratigrafica ed i rapporti di impedenza tra i vari materiali, la conformazione morfologica e la presenza di cavità in prossimità della superficie della piastra piroclastica. Le analisi, realizzate senza l’intento di determinare la pericolosità sismica locale del Colle, sono state condotte utilizzando un accelerogramma rappresentativo dei più grandi terremoti storicamente osservati in situ. L’intero impianto della Tesi è incentrato su un classico problema di risposta di sito: l’oggetto della ricerca è pertanto rappresentato dal moto ottenuto in superficie in occasione di un sisma, e dalle sue caratteristiche peculiari legate alla presenza di cavità, in associazione ad altre condizioni geotecniche e morfologiche. Ipotesi fondamentale assunta nel corso della ricerca è quello di mantenimento delle condizioni elastiche del terreno o della roccia al contorno delle cavità. Sono pertanto escluse dallo studio le problematiche relative allo sviluppo di intense plasticizzazioni, con alterazione delle condizioni di stabilità delle cavità durante il sisma, e le loro ripercussioni in superficie.

The August and October 2016 earthquakes caused several instability phenomena on rock slopes over a large area of the Apennine mountain chain. Major rock slides and rock falls were caused by the October earthquakes, which involved the northern part of the damaged area and surprisingly triggered relevant rock falls in the southernmost part. The distance from inhabited zones and roadways limited the consequences of larger failures with respect to their potential damage. After an overview of the rock instability phenomena, the geological setting of the area and the main features of 2016 earthquakes, selected major rock slides were examined in more detail. In situ and laboratory investigations are described, including UAV models of the slope morphology. Landslide geometry, rock mass structure and instability mechanisms are discussed, stressing critical aspects of their reconstruction. Finally, an attempt is made to link failure mechanisms to geological, structural and joint surface conditions and to features of local seismic motion, in the perspective of better appraising the seismic hazard in the region.