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Rilevati paramassi in terra rinforzata - La sperimentazione

Introduzione
Lo studio del comportamento dei rilevati paramassi realizzati in terra rinforzata, sottoposti a frane di crollo e a colate, risultava ancora non adeguatamente esplorato. In particolare si voleva affrontare il tema del comportamento di queste strutture sottoposte all’urto si singoli elementi aventi elevate energie di impatto e in genere aventi velocità da "very rapid" a "extremely rapid", cioè da 0.3 m/min a oltre 3 m/sec. I moderni sistemi di modellazione dei cinematismi di scendimento dei massi verso valle permettono di stimare con apprezzabile precisione l’altezza della struttura di protezione e soprattutto l’ubicazione in termini di distanza dal punto di distacco lungo le principali direttrici di scarico.

Per quanto attiene alle barriere metalliche, lo stato dell’arte ha permesso di raggiungere capacità di trattenuta fino ad una energia complessiva dissipabile di oltre 3000 kJ, indicativamente l'energia che ha un masso di 3 m3 che si muove alla velocità di circa 30 m/sec (100 km/h).

I rilevati paramassi sono considerati dalla maggior parte degli studiosi come una struttura che si pone in una fascia di energia di assorbimento superiore a quella delle barriere metalliche attualmente sul mercato. La soglia dei 2500-3000 kJ dunque, sembrava ampiamente superata e, nel 1999, in collaborazione con il Politecnico di Torino TENAX ha svolto delle prove in scala reale.

Le prove a scala reale hanno consentito una valutazione quantitativa dei suddetti meccanismi e hanno permesso quindi di sviluppare dei modelli matematici di previsione del comportamento di un dato rilevato in terra rinforzata soggetto a un urto prefissato, facilitando così il dimensionamento ingegneristico di tali strutture.

La verifica del comportamento dei rilevati paramassi in terra rinforzata nei confronti di impatti con elevata energia, può fornire alle Amministrazioni e ai progettisti una valida soluzione in tutti quei casi non affrontabili con i metodi tradizionali.

Descrizione e modalità di prova
Il campo prove in cui è stato testato il rilevato paramassi in terra rinforzata con geogriglie è stato ricavato in una valle ove un sistema di tralicci e cavi da funivia ha consentito a un masso cubico (l = 1.25 m ca. e peso W = 5.000 kg) di percorrere in caduta "semi-libera" una corsa di circa 50 m.

Un dispositivo di sgancio ha permesso al masso di colpire il corpo del rilevato ad una velocità di 30 m/s per un’energia d’impatto di 2500 kJ.
Le fasi dell'impatto sono state controllate mediante tre telecamere con una velocità di ripresa di 25 fotogrammi al secondo.

La scelta di realizzare un rilevato isoscele e acclive ha comportato una riduzione della massa di terreno che si oppone all’impatto. La conseguente riduzione della capacità di assorbimento di energia è stata però sovracompensata dal rinforzo fornito dalle geogriglie. Il terreno di riempimento, reperito in loco, era costituito da materiale di alterazione di calcari di piattaforma in clasti della granulometria della ghiaia e della sabbia, con presenza di limi.


Risultati della prova
Il rilevato non è stato sfondato dall'impatto del blocco, il quale è ricaduto a monte del rilevato stesso.

Lo schema illustra la posizione dell'impatto: l'urto è avvenuto in corrispondenza del quinto e del sesto corso a partire dal basso e la dislocazione di terreno ha praticamente interessato solo questi corsi.


Vista del campo prove e del rilevato

Coordinatore delle prove:
Prof. Sebastiano Pelizza
(Politecnico di Torino,
Dip. Georisorse del territorio)

Operatori:
Ing. Daniele Peila,
Ing. Claudio Oggeri

vista del campo prove e del rilevato

 

sezione del vallo paramassi
Sezione del vallo paramassi
TEST 1
Massa del blocco: 5000 kg
Lext: 1,25 m
V = 30 m/s

L'energia cinetica del blocco prima dell'impatto derivata dalla misurazione della velocità (utilizzando le riprese di una telecamera posta in asse al rilevato) è di 2511 kJ

TEST 2
Massa del blocco: 8800 kg
Lext: 1,50 m
V = 30 m/s

L'energia cinetica del blocco prima dell'impatto derivata dalla misurazione della velocità (utilizzando le riprese di una telecamera posta in asse al rilevato) è di 4530 kJ
schema del rilevato

 

blocco

Schema del rilevato dopo l'impatto
A
- Max approfondimento 67.5 cm
B- Max spostamento 17.5 cm
sezione del campo prove
Sezione schematica del campo prove
il blocco in arrivo
Il blocco in arrivo
il rilevato dopo l'impatto
Il rilevato dopo l'impatto
 
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