Scienze della Terra per le superiori/Il modellamento dovuto a fenomeni atmosferici: differenze tra le versioni

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Si distinguono vari tipi di movimento negli eventi franosi, che dipendono dalla natura e dalle proprietà meccaniche delle rocce e dei terreni interessati, e che danno origine a fenomeni e morfologie diverse: ''rotolamento'', ''caduta'', ''ribaltamento'', ''scivolamento'', ''colamento'' o ''sprofondamento''.
* Il ''rotolamento''' interessa accumuli di detrito grossolano e terreni e rocce "sciolti" (''incoerenti''), come ghiaie e massi isolati, e dà luogo ad accumuli caotici o in forma di ''conoidi di detrito'' (accumuli a forma di ventaglio e convessi verso l'alto, con apice verso monte, situati al piede della scarpata<ref group=N>I ''conoidi di detrito'' non vanno confusi con i ''conoidi alluvionali'', dove è invece determinante l'azione delle acque correnti e che fanno parte dei ''sistemi alluvionali'', di cui tratteremo in seguito.</ref>.
* Il movimento per ''caduta'' è tipico delle ''frane da crollo'', su pareti di roccia o versanti scoscesi, di materiali fratturati o indeboliti dall'alterazione. Una porzione di parete o versante cede improvvisamente rilasciando materiale che si accumula al piede del versante stesso, sempre in forma di accumuli caotici o conoidi di detrito. Il ''ribaltamento'' è un movimento rotazionale, in cui la massa di roccia interessata ruota rigidamente intorno a un punto o a un asse prossimo al piede della scarpata e cade al suolo, generalmente frantumandosi.
* Lo ''scivolamento'' di masse di roccia o di terreno avviene su un piano di debolezza (generalmente una superficie di strato, o una frattura naturale, o una faglia). Si tratta di un frammento di roccia che scivola rigidamente a valle, inizialmente mantenendo la propria struttura e successivamente, se il fenomeno prosegue, frantumandosi e scomponendosi in accumuli più o meno caotici.
* Lo ''sprofondamento'' si verifica nella parte superficiale di terreno con il cedimento di livelli plastici sottostanti a formazioni rigide, oppure dovuti al crollo di cavità sotterranee artificiali (gallerie di miniera o stradali o ferroviarie, fognature, cisterne...) o naturali (cavità carsiche). Sono fenomeni franosi poco frequenti e generalmente localizzati in zone ristrette. Per lo più si verificano in regioni carsiche di natura calcarea o gessosa, ma possono interessare anche terreni poco coerenti e terreni vulcanici (tufi e tufiti), o in ambienti ''periglaciali'' per la fusione di ghiaccio sepolto.
* Infine, l'intervento concomitante o successivo di diversi dei meccanismi esposti sopra causa ''frane complesse'', che danno origine ad accumuli con caratteristiche miste.
 
I fenomeni di frana si possono innescare per vari motivi: il più importante generalmente è l'azione delle acque meteoriche e superficiali, che si infiltrano indebolendo le forze coesive che tengono insieme le masse di terreno e di roccia, insieme all'azione concomitante del ''termoclastismo'' e del ''crioclastismo''. Anche l'azione delle acque incanalate (fiumi o torrenti che erodono, indebolendolo, il piede dei versanti) può essere importante. Gli eventi sismici (''terremoti''), anche di intensità piccola o moderata in presenza di rocce alterate, possono essere un altro fattore determinante. Infine, l'azione dell'uomo può influire notevolmente ed essere in diversi casi determinante, ad esempio con scavi al piede di un versante, o con la costruzione di manufatti, case d'abitazione e infrastrutture a monte del versante stesso, o con le vibrazioni prodotte dal traffico veicolare. La ''pianificazione territoriale'' si deve occupare del corretto uso del territorio, determinando i ''fattori di rischio idrogeologico'' ed evidenziandoli opportunamente allo scopo di evitare o limitare la presenza di costruzioni e infrastrutture incompatibili con i livelli di rischio.
 
[[File:Washington Landslide.png|thumb|center|verticale=4|Schema ed esempio reale che illustrano la ''morfologia'' di un corpo di frana. Ben visibili la ''nicchia di distacco'' del materiale franato (sulla destra), il ''pendio di frana'' in posizione intermedia, nella parte bassa della superficie di scivolamento principale, e la ''zona di accumulo'', nella parte bassa del versante e in parte nel letto del torrente, che consiste in accumuli caotici dei materiali del pendio franato. Il corpo di frana è caratterizzato da scarpate trasversali corrispondenti a rotture secondarie, e crepacci trasversali e longitudinali dovuti ad ulteriore scomposizione della massa di materiale franato nella zona di accumulo.]]
* l' '''alveo o pendio di frana''' corrisponde alla zona di transito o comunque di movimento principale del materiale.
* la '''zona di accumulo''', a valle, corrisponde alla zona in cui il movimento rallenta fino ad arrestarsi e il materiale franato si depone.
 
[[File:Soil Creep.tif|thumb|right|verticale=1.2|Schema che illustra gli effetti del ''soil creep''. Si noti che anche la parte superficiale del substrato roccioso 8la più alterata) è interessata dal movimento.]] [[File:SolifluctionWyoming1.jpg|thumb|left|verticale=1.2|Effetti superficiali del ''soliflusso'' su terreni montani, con la formazione di ''lobi di soliflussione''.]]
I fenomeni di frana si possono innescare per vari motivi: il più importante generalmente è l'azione delle acque meteoriche e superficiali, che si infiltrano indebolendo le forze coesive che tengono insieme le masse di terreno e di roccia, insieme all'azione concomitante del ''termoclastismo'' e del ''crioclastismo''. Anche l'azione delle acque incanalate (fiumi o torrenti che erodono, indebolendolo, il piede dei versanti) può essere importante. Gli eventi sismici (''terremoti''), anche di intensità piccola o moderata in presenza di rocce alterate, possono essere un altro fattore determinante. Infine, l'azione dell'uomo può influire notevolmente ed essere in diversi casi determinante, ad esempio con scavi al piede di un versante, o con la costruzione di manufatti, case d'abitazione e infrastrutture a monte del versante stesso, o con le vibrazioni prodotte dal traffico veicolare. La ''pianificazione territoriale'' si deve occupare del corretto uso del territorio, determinando i ''fattori di rischio idrogeologico'' ed evidenziandoli opportunamente allo scopo di evitare o limitare la presenza di costruzioni e infrastrutture incompatibili con i livelli di rischio.
 
Le '''opere di difesa dei versanti''' hanno lo scopo di contenerne la degradazione e l’erosione da parte degli agenti naturali, e di evitarne la compromissione statica per l'azione della gravità. La tipologia di queste opere è estremamente varia e richiede una progettazione specifica caso per caso, basata sulle caratteristiche morfologiche e di esposizione dei versanti, la loro composizione e tessitura (litotipi, terreni), la presenza e la distribuzione di fratture naturali e faglie, il regime climatico (precipitazioni ed escursioni termiche, azione del gelo-disgelo, ruscellamento), e il contesto antropico (presenza di manufatti, infrastrutture, abitati...) con i relativi fattori di ''rischio idrogeologico''. Per il corretto ''dimensionamento'' di queste strutture sono necessari ''sondaggi meccanici'' e talora ''prospezioni geofisiche'' (sismiche, geoelettriche, radar) per indagare la natura del terreno in profondità, ''prove geotecniche'' in situ e in laboratorio, su campioni, per determinare le caratteristiche fisico-chimiche e di resistenza di rocce e terreni.<br>
Gli interventi di questo tipo finalizzati al sostegno diretto dei versanti vanno dalla costruzione di '''murature di sostegno'' rigide (in pietrame, mattoni, calcestruzzo armato), a manufatti più flessibili composti di elementi prefabbricati (''muri cellulari'', ''pali'', ''gabbioni'' riempiti di pietrame).<br>
In caso di pareti e versanti molto inclinati, si utilizzano anche '''opere di difesa massi''' (protezioni passive finalizzate ad intercettare e bloccare o frenare cadute di detriti),come ''barriere paramassi'' e ''reti paramassi'', associate a trincee e rilevati. La coesione di rocce e terreni inoltre può essere migliorata mediante l'uso di ''ancoraggi'' meccanici.<br>
Poiché l'esigenza primaria in caso di instabilità dei versanti è allontanare il più velocemente possibile le acque superficiali e di infiltrazione, sono inoltre necessarie '''opere di drenaggio''' (canalette e fossi drenanti; pozzi e gallerie di drenaggio).
 
Una trattazione dettagliata di questa materia esula dagli scopi di questo testo, ma per una migliore comprensione della natura e degli scopi delle opere di difesa diamo di seguito un'ampia scelta di immagini. Si rimanda inoltre per maggiori dettagli alla corrispondente lezione su Wikiversità: [[v:Il modellamento dovuto a fenomeni atmosferici (superiori)]]
 
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File:Bergtocht van Cogolo di Peio naar M.ga Levi in het Nationaal park Stelvio (Italië) 10.jpg|Muro di sostegno in pietrame a secco.
File:Retaining wall Gravity Stone.JPG|Muro di sostegno a gravità in blocchi a secco.
File:Cross Priory Protective Wall 2013 09 09.jpg|Muro di sostegno in pietrame con malta.
File:Earth pressure and friction of retaining wall.png|Schema mostrante la distribuzione delle sollecitazioni in un muro a gravità.
File:Retaining Wall Type Function.jpg|Tipi di muri di sostegno e distribuzione delle sollecitazioni (spinte e controspinte). da sinistra: muro a gravità; muro a palificata; muro di cemento con soletta o mensola; muro con ancoraggi (tiranti).
File:Stone Retaining wall.jpg|muro di sostegno a gravità in blocchi con malta.
File:Collapsed retaining wall, Macclesfield Canal - geograph.org.uk - 751013.jpg|Muro di sostegno in pietrame a malta collassato.
File:Toulouse - 20110901 (1).jpg|Muro di sostegno in calcestruzzo.
File:Anchored wall.jpg|Muro di sostegno in calcestruzzo con ancoraggi.
File:Retaining wall, Ramsden Wood Road - geograph.org.uk - 1268429.jpg|Muro di sostegno a gravità in opera mista: blocchi a secco e cellulare a elementi prefabbricati.
File:View of log structure support on side of bridge with traces of snow - NARA - 286066.jpg|Muro di sostegno cellulare in elementi lignei (tronchi).
File:Retaining wall, Pernegg an der Mur.jpg|Muro di sostegno cellulare in elementi prefabbricati di cemento.
File:Bored pile retaining wall 2012-03-12 11h19m.JPG|Muro di sostegno a palificata (pali perforati e gettati prima dello scavo).
File:170815-FS-Modoc-002-Rock baskets-ChrisBielecki (37050394661).jpg|Terre rinforzate (stabilizzate) in rete metallica (basket) e pietrame.
File:Gabion1.jpg|Gabbionate.
File:WikiProjekt Landstreicher Hindelang 06.jpg|Muro di sostegno a gravità in gabbionate.
File:Bauarbeiten östliches Domumfeld-Kölner Dom-Spritzbeton-8306.jpg|Gettata di spritzbeton.
File:Shotcrete Covered Cliff Auckland.jpg|Spritzbeton in opera.
File:Boulder net.JPG|Barriera paramassi.
File:Griglia paramassi 01.jpg|Reti paramassi.
File:Brienz Schutzdamm.jpg|Rilevato paramassi a difesa di una ferrovia.
File:Rockfall protection gallery2.JPG|Galleria paramassi.
File:Landslide mitigation at side of Shrine in Kinryu, Saga.jpg|Opera di stabilizzazione superficiale.
File:Bionets.jpg|Bioreti di materiale vegetale per opere di stabilizzazione superficiale.
File:2012-12-04 Stormwater Bio-Treatment Area Closeup.jpg|Bio-trattamento per stabilizzazione superficiale.
File:Biostuoia.jpg|Opere per il controllo dell'erosione superficiale.
File:Tresna i S1-23.02.2007 015.jpg|Opera per il controllo dell'erosione superficiale eseguita mediante posa di reti.
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[[File:Soil Creep.tif|thumb|right|verticale=1.2|Schema che illustra gli effetti del ''soil creep''. Si noti che anche la parte superficiale del substrato roccioso 8la(la più alterata) è interessata dal movimento.]] [[File:SolifluctionWyoming1.jpg|thumb|left|verticale=1.2|Effetti superficiali del ''soliflusso'' su terreni montani, con la formazione di ''lobi di soliflussione''.]]
Occorre considerare anche altri tipi di movimento gravitativo, che non rientrano strettamente nel concetto di frana e che coinvolgono la coltre eluviale di detrito che ricopre i versanti, con basse e bassissime velocità di movimento. Questi fenomeni sono visibili non tanto direttamente quanto per il loro effetto su oggetti come alberi e pali (o altri manufatti) che tendono ad inclinarsi verso valle o a mutare di posizione.
 
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