Studi sulla suscettibilità alla liquefazione dei terreni
Studi sulla suscettibilità alla liquefazione dei terreni
Analisi del potenziale di liquefazione con metodologie semplificate e cartografie di pericolosità per la liquefazione dei terreni
Gli Indirizzi e Criteri di Microzonazione Sismica (ICMS) prevedono, nell'ambito della redazione degli studi di Microzonazione Sismica per la pianificazione territoriale, la redazione di studi del potenziale di liquefazione con vari livelli di dettaglio e con metodologie semplificate finalizzati alla rappresentazione delle "zone di attenzione alla liquefazione" (ZA_liq) e delle successive zone di suscettibilità (ZSA_liq) e di rispetto alla liquefazione (ZR_liq).
Al fine di supportare i professionisti nell'indirizzare tali studi in particolare nelle aree maggiormente suscettibili a tale problematica, la Regione Toscana ha realizzato i seguenti due progetti di ricerca con la collaborazione delle Università di Pisa e Firenze:
- Analisi e studi finalizzati alla verifica della suscettibilità a liquefazione dei terreni nell'area del Mugello (Università di Firenze, DICEA – Rapporto Tecnico 2018)
- Analisi finalizzate alla verifica a liquefazione dei terreni nell'area della Provincia di Pisa e Lucca (Università di Pisa, DESTeC – Rapporto Tecnico 2018)
Per tali aree sono altresì disponibili le seguenti mappe:
CARTOGRAFIE GENERALI CON UBICAZIONE PROVE
- Cartografia con ubicazione prove CPT distinte per tipologia di prova e per profondità di indagine;
- Cartografia generale per la Provincia di Lucca, Pisa e per la Versilia con ubicazione prove CPT distinte per profondità di indagine;
- Cartografia generale per il Mugello con ubicazione prove CPT distinte per tipologia di prova e per profondità di indagine;
CARTOGRAFIE DI DETTAGLIO CON STIMA DEL POTENZIALE LIQUEFAZIONE
- Mappe di dettaglio della Provincia di Lucca con la stima dell'indice del potenziale di liquefazione (LPI) secondo le metodologie semplificate Boulanger & Idriss 2014, Juang et Al. 2006;
- Mappe di dettaglio della Provincia di Pisa con la stima dell'indice del potenziale di liquefazione (LPI) secondo le metodologie semplificate Boulanger & Idriss 2014, Juang et Al. 2006;
- Mappe di dettaglio della Versilia con la stima dell'indice del potenziale di liquefazione (LPI) secondo le metodologie semplificate Boulanger & Idriss 2014, Juang et Al. 2006;
- Mappe di dettaglio del Mugello (distinte tra Barberino di Mugello e gli altri comuni) con la stima dell'indice del potenziale di liquefazione (LPI) secondo le metodologie semplificate Boulanger & Idriss 2014 (Barberino | altri comuni), Juang et Al. 2006 (Barberino | altri comuni) e Robertson 2009 (Barberino | altri comuni)
Tali studi possono essere presi come riferimento, ai fini delle metodologie utilizzate, per la stesura di mappe areali del potenziale di liquefazione per gli studi di microzonazione sismica.
Inoltre di seguito sono disponibili, nelle more della creazione di un Portale WEB-GIS, gli shapefile per la consultazione di tutte le verticali di indagini per le quali è disponibile la stima del potenziale di liquefazione dei terreni.
Al fine di implementare le banche dati a nostra disposizione, si invita i professionisti interessati ad inviarci all'indirizzo mail: sismica@regione.toscana.it copia di ulteriori prove CPTm-CPTe-CPTu con relativa ubicazione areale.
Cos'è la "liquefazione" dei terreni
Il termine "liquefazione" indica in senso stretto lo stato fisico in cui può venire a trovarsi un terreno granulare saturo sotto falda, poco o scarsamente addensato, quando la sua resistenza al taglio si riduce drasticamente per effetto dell'incremento e dell'accumulo delle pressioni interstiziali. In senso più ampio il termine indica fenomeni fisici di varia natura (liquefazione ciclica, mobilità ciclica, fluidificazione) che danno luogo a differenti manifestazioni; l'applicazione di metodi di previsione opportuni consente di mitigare il rischio di liquefazione, con interventi diretti sui terreni e/o sulle opere di fondazione.
L'occorrenza di liquefazione in un sito è legata alla combinazione di fattori predisponenti, legati alle caratteristiche fisiche e meccaniche dei terreni, che ne definiscono quindi la "vulnerabilità", e di fattori scatenanti, legati all'azione sismica, che ne caratterizzano la "pericolosità sismica".
Per quanto riguarda i fattori predisponenti, la liquefazione è influenzata dal comportamento contraente o dilatante del terreno, ed è quindi funzione dello stato di addensamento, ossia della densità relativa DR (o dell'indice dei vuoti e), e della pressione media efficace di confinamento σ'0. Risulta influenzata anche dalla distribuzione granulometrica (diametro medio dei grani, D50, coefficiente di uniformità, UC, frazione di fine, FC), dalla storia tensionale del deposito (OCR), dal grado di saturazione (Sr), dalle condizioni di drenaggio, dalla presenza di sforzi di taglio statici preesistenti e dalla resistenza residua.
I fattori scatenanti si traducono sostanzialmente nell'entità dell'azione sismica, in termini di magnitudo ed ampiezza e durata.
Le norme tecniche nazionali per le costruzioni (NTC-18) definiscono le condizioni in presenza di almeno una delle quali è possibile escludere il fenomeno della liquefazione e, quindi, non eseguire le corrispondenti verifiche di stabilità del sito.