GNGTS 2015 - Atti del 34° Convegno Nazionale

GNGTS 2015 S essione 2.3 239 Liquefazione dei terreni in condizioni sismiche: metodo PRELIMIT TM per la mitigazione del rischio mediante iniezioni chimiche eco-compatibili M. d’Attoli, F. Navi, A. Occhi, D. Gualerzi, M. Occhi Geosec Srl, Parma, Italia Premessa. La liquefazione dei terreni è un fenomeno idrogeologico conseguente ad eventi sismici in zone caratterizzate da importanti spessori di depositi sabbiosi o limoso - sabbiosi saturi d’acqua, i cui principali effetti di sito possono essere: - fratture nel terreno; - espulsione verso la superficie di acqua e sabbia con possibile formazione di “vulcanelli”; - abbassamenti e sollevamenti del terreno; - collasso di pendii naturali e/o artificiali; - perdita di capacità portante delle fondazioni; - galleggiamento di opere sotterranee. In seguito all’evento sismico del maggio 2012 verificatosi nella Regione Emilia-Romagna, che ha manifestato numerosi casi di liquefazione dei terreni, abbiamo condotto alcuni test sites in vera grandezza sotto la supervisione del Servizio Geologico, Sismico e dei Suoli della Regione Emilia-Romagna, in preparazione ad applicazioni ordinarie di cantiere. Il fenomeno della liquefazione. Per liquefazione dei terreni in condizioni sismiche s’intende lo stato fisico in cui può venirsi a trovare un terreno sabbioso saturo quando la sua resistenza al taglio viene annullata per effetto dell’incremento e dell’accumulo delle pressioni interstiziali.Alla base di questo fenomeno si osserva un aumento repentino delle sovrappressioni interstiziali all’interno di un volume di terreno sciolto e saturo. Questo aumento di pressione, generato dall’acqua circolante nei pori, ha come conseguenza una riduzione della resistenza al taglio dello strato. Come mostra l’equazione di Mohr Coulomb, la resistenza al taglio (τ) tende a ridursi per effetto dell’annullamento della tensione efficace (σv 0 -u): τ = c + (σv 0 -u) tg φ Dunque la suscettibilità del terreno alla liquefazione risulta funzione dei seguenti parametri: • granulometria: nel caso di sollecitazioni intense e sottoposte a incrementi rapidi, come si verifica durante un evento sismico, i gradienti di pressione che si generano possono essere tali da produrre elevati flussi idrici dall’interno verso l’esterno; se il fenomeno si manifesta in depositi incoerenti a granulometria relativamente fine (es. sabbie fini), il limitato volume dei vuoti presenti nel terreno tenderà dunque ad ostacolare il flusso idrico, con il conseguente incremento di sovrappressioni neutre; • pressione litostatica: con l’aumentare della profondità sono progressivamente richiesti valori di pressione interstiziale “u” sempre più elevati per annullare la pressione litostatica totale crescente, laddove risulta: σv o = γz; • la pressione litostatica consente di spiegare il fenomeno della migrazione della liquefazione dai depositi più superficiali a quelli più profondi; infatti, nel momento in cui un livello più superficiale subisce l’effetto liquefazione, quelli più profondi risentiranno di una riduzione della pressione litostatica efficace diventando dunque più suscettibili. L’osservazione di un elevato numero di eventi ha permesso di verificare come sia estremamente improbabile, anche se non impossibile, il verificarsi di fenomeni di liquefazione oltre i 15 m circa di profondità. Questa profondità di riferimento, corrisponde in effetti ad una pressione litostatica totale σv o pari a 0,3-0,4 MPa. A dimostrazione di quanto sopra risulterà dunque molto difficile che un evento sismico possa produrre variazioni di pressione interstiziale ∆u superiori a questo valore; • grado di addensamento: Nei terreni poco addensati le sollecitazioni indotte dal sisma tendono a produrre una diminuzione di volume, con conseguente flusso idrico verso