Stabilità dei pendii: regole specifiche da seguire per la verifica sismica

Stabilità dei pendii: regole specifiche da seguire per la verifica sismica

Nel caso si debba realizzare una struttura o un’infrastruttura sul versante al suo piede o in sommità, occorre verificare la stabilità della stessa, prima, durante e dopo il sisma.

Le condizioni di stabilità sono riferite sia al collasso del sistema sia a spostamenti permanenti i quali devono essere compatibili con le condizioni di sicurezza e di funzionalità del sistema opera-terreno.

Nella verifica delle condizioni di stabilità dei pendii si devono considerare:

  • comportamenti del terreno di tipo fragile, ovvero una riduzione della resistenza al taglio al crescere delle deformazioni (per materiali coesivi sovra-consolidati e granulari addensati);
  • incrementi delle pressioni interstiziali nei terreni saturi.
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Stabilità dei pendii: valutazione sicurezza in condizioni sismiche

L’azione sismica di progetto deve considerare la risposta sismica del sito determinata approfonditamente (con metodi strumentali o numerici, RSL) o sinteticamente con il metodo semplificato.

La valutazione delle condizioni di sicurezza stabilità dei pendii in condizioni sismiche può essere fatta con i seguenti metodi, in ordine di complessità crescente:

  • a) metodi pseudostatici (applicati ai metodi all’equilibrio limite);
  • b) metodi degli spostamenti;
  • c) metodi di analisi dinamica.

Con i metodi pseudostatici, ammessi e largamente diffusi per la loro semplicità di applicazione, l’azione sismica inerziale è implementabile con un’azione statica equivalente, costante nello spazio e nel tempo, proporzionale al peso W della massa di terreno di cui si analizza la stabilità.

In assenza di studi specifici le Norme prescrivono le seguenti azioni sismiche (orizzontale e verticali) per la verifica degli SLU:

  • componente orizzontale ⇒ Fh = kh ⋅ W = βS ⋅ amax/g ⋅ W
  • componenti verticali ⇒ Fv = kv ⋅ W = ± 0,5 kh ⋅ W

dove:

  • kh, kv = coefficienti sismici orizzontali e verticali;
  • βS = coefficiente di riduzione dell’accelerazione massima attesa al sito.

Nel caso dell’utilizzo del metodo semplificato, il parametro amax può essere valutato come segue, con noto significato dei termini (vedi paragrafi precedenti):

amax = S ⋅ ag

I valori di βS sono riportati nella seguente tabella:

Stabilità dei pendii

Coefficienti di riduzione dell’accelerazione massima attesa al sito ©Progettazione delle opere geotecniche secondo le NTC 2018 e gli Eurocodici_Maggioli Editore

In considerazione della forte riduzione operata dal coefficiente di riduzione dell’accelerazione massima al sito, è intuitivo osservare che nelle analisi in oggetto (analisi di pendio) non ha molto senso sviluppare modelli approfonditi di RSL per determinare il coefficiente di amplificazione stratigrafica, con tutte le incertezze che ne conseguono, per poi vedersi ridurre fortemente (in modo semplificato), ad opera di βS, i valori di kh .

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Stabilità dei pendii: cosa considerare in caso di terreni saturi e frane?

Nella valutazione della sicurezza stabilità dei pendii occorre considerare:

  1. nel caso di terreni saturi e laddove l’accelerazione massima attesa al sito sia > 0,15 g, bisogna tenere in conto sia dell’aumento delle pressioni interstiziali sia del decadimento delle caratteristiche di resistenza dei terreni per azioni dinamiche;
  2. nel caso di presenza di frane quiescenti, i valori di resistenza da adottarsi sono quelli residui a grandi deformazioni uniformemente distribuiti lungo la superficie di scorrimento critica.

L’EC 8-5 riguardo ai pendii naturali si dimostra più severo, poiché accetta i metodi pseudostatici solo nei casi in cui:

  1. i profili topografico e stratigrafico del terreno non presentino irregolarità molto marcate;
  2. i terreni costituenti i pendii non siano in grado di sviluppare potenzialmente alte pressioni interstiziali e/o significativi degradi della resistenza sotto carichi ciclici.

L’articolo è tratto dal volume “Progettazione delle opere geotecniche secondo le NTC 2018 e gli Eurocodici”, di Piergiuseppe Froldi, edito da Maggioli Editore.

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