UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI MODENA E REGGIO EMILIA, DIPARTIMENTO DI SCIENZE CHIMICHE E GEOLOGICHE, CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN SCIENZE E TECNOLOGIE GEOLOGICHE
Relatore: Prof. Alessandro Corsini
Correlatore: Dott. Giovanni Truffelli
LAUREANDA: ELISABETTA MAGNANI
Studio geologico-tecnico e verifiche di stabilità della frana di Gobbi (Comune di Bobbio -Appennino piacentino) ai fini della pianificazione di interventi di consolidamento.
Il presente riassunto dell’elaborato di tesi si concentra sullo studio dell’area circostante la frazione di Gobbi, comune di Bobbio, provincia di Piacenza, dichiarata area a rischio idrogeologico molto elevato PS 267 (Legge 3/8/1998, n.267). L’area è interessata da diversi corpi di frana attivi e quiescenti che provocano evidenti lesioni agli edifici del paese. Obiettivo della tesi è stata l’elaborazione di verifiche di stabilità lungo il versante dove sorge il centro abitato ai fini di una pianificazione di interventi di consolidamento.
L’area di studio si trova a 527 metri sul livello del mare e ricade nel Foglio 179 “Ponte dell’Olio” della Carta Geologica d’Italia a scala 1:50.000. Le Formazioni presenti sono principalmente il Flysch di Monte Cassio e le Arenarie di Scabiazza. Il Flysch di Monte Cassio (MCS) è una Formazione costituita da alternanze di arenarie fini e medie, di marne e marne calcaree, in facies di flysch. Le Arenarie di Scabiazza (SCB), invece, sono composte da depositi torbiditici pelitico arenacei. La morfologia dell’area è caratterizzata dalla presenza di numerosi fenomeni franosi, in particolare frane per scivolamento e colate di terra, attive o quiescenti. Questi fenomeni sono così diffusi a causa delle scadenti caratteristiche geomeccaniche del substrato roccioso flyschoide presente. In particolare l’abitato di Gobbi è interessato da un deposito di frana attiva complessa (colata-scivolamento di terra). Dal punto di vista della pericolosità sismica, il comune di Bobbio è compreso nella zona 3 a sismicità medio-bassa, dove il valore atteso di ag è tra 0.05g e 0.15g, con 10% di probabilità di superamento in 50 anni. Ai fini della valutazione dell’amplificazione sismica locale, il sottosuolo su cui è ubicato l’abitato di Gobbi è classificabile come di categoria B, con amplificazione topografica T2. In base a tali caratteristiche sono stati calcolati i coefficienti sismici orizzontale e verticale, utilizzati nelle analisi di stabilità del versante.
In prossimità di Gobbi, a partire dal 2000,sono stati effettuati 12 sondaggi geognostici (5 carotaggi continui e 7 perforazioni a distruzione di nucleo), 2 indagini sismiche a rifrazione e 4 indagini geoelettriche. Per quanto riguarda gli strumenti di monitoraggio, sono stati installati 5 inclinometri e 7 piezometri a tubo aperto. Infine, nell’agosto del 2020 è stata posizionata una stazione totale per monitorare gli spostamenti della frana. Sulla base dei risultati delle precedenti indagini, e attraverso rilievi di campo, è stato definito il modello geologico sito specifico esemplificato da una carta interpretativa dei corpi di frana, da una sezione longitudinale del versante e da due sezioni specifiche riguardanti la parte del pendio che interessa Gobbi. L’analisi dell’area ha portato a suddividere la frana di Gobbi in quelli che sono stati indicati come corpi di frana A, B, C, A1-B1. I corpi di frana A,B,C sono in ordine cronologico relativo, dal più antico al più recente, mentre in prossimità del centro abitato di Gobbi, parte del corpo di frana A (indicata con A1) e parte del corpo di frana B (indicate come B1) sono interessate da un fenomeno di scivolamento roto-traslativo. Tale rimobilizzazione, che si esplica con cinematica lenta, può essere considerata la principale causa dei danni a carico delle abitazioni del paese. Infatti, osservando le abitazioni di Gobbi, si nota che le lesioni principali sono presenti solo negli edifici a sud della cresta che attraversa la frazione, in particolare al di sotto degli orli di scarpata secondari, rappresentati nella carta interpretativa dei corpi di frana.
Le due sezioni specifiche riguardanti la parte di versante dove è ubicato Gobbi, sono state elaborate analizzando i risultati delle indagini geognostiche, geofisiche e del monitoraggio. In particolare, attraverso l’osservazione delle carote provenienti dai sondaggi a carotaggio continuo, è stato possibile ricostruire la stratigrafia del sottosuolo; nel contempo sono stati prelevati dei campioni e analizzati con prove di laboratorio per ricavare i parametri geotecnici specifici dei diversi corpi di frana. Con le indagini geofisiche è stata individuata la posizione del contatto tra le due formazioni presenti e sono state determinate le geometrie dei dissesti, grazie alla visione di un volume di terreno più ampio rispetto alla verticale di un sondaggio geognostico. Gli assetti strutturali delle Formazioni sono stati ricavati dai dati di inclinazione e immersione, forniti dalla Carta Geologica dell’Emilia Romagna, risultando localmente a franapoggio per le Arenarie di Scabiazza ed a reggipoggio per il Flysch di Monte Cassio. Il monitoraggio inclinometrico, in particolare con l’inclinometro Gobbi 1I, ha evidenziato una superficie di scivolamento a 7m dal piano campagna, con uno spostamento di 0.8mm in circa un anno, in direzione 160° Nord, riconducibile alla superficie di scivolamento del corpo di frana A1-B1. Come si evince dall’entità di spostamento evidenziata dall’inclinometro e dai risultati provenienti dal monitoraggio topografico, la frana è in movimento, ma con velocità estremamente bassa. Infine, sulla base dei dati rilevati nella rete di piezometri, la soggiacenza della superficie piezometrica è stata posta a -60 cm dal piano campagna nella parte a monte delle sezioni e a -1.5m dal piano campagna nella parte a valle.
Per quanto monitorato fino ad oggi, la variazione di stagionalità non produce importanti cambiamenti alla superficie piezometrica. I parametri geotecnici dei diversi corpi di frana sono stati ricavati dalle prove di laboratorio. Più precisamente, sono stati considerati i valori residui dell’angolo di attrito e della coesione, derivati da prove di resistenza al taglio in condizioni drenate e consolidate. Sulla base delle analisi granulometriche il campione proveniente dal corpo di frana è classificabile come limo con argilla, sabbioso debolmente ghiaioso. Infine, è stato calcolato il peso dell’unità di volume sia in condizioni naturali che sature. La stabilità di un versante è considerata come stato limite ultimo, da verificare attraverso l’Approccio di Progettazione 1 Combinazione 2. Secondo le indicazioni delle NTC 2018, la valutazione del coefficiente di sicurezza dei pendii naturali deve essere eseguita impiegando coefficienti di sicurezza parziali unitari sia per i parametri geotecnici che per le azioni, A2=M2=R2=1. Le analisi di stabilità lungo le due sezioni specifiche di sito sono state effettuate in condizioni sismiche, attraverso i metodi di Bishop e Janbu semplificati. I coefficienti di sicurezza sono stati calcolati su 4 superfici di scivolamento diverse: una superficie circolare a coefficiente di sicurezza minimo, individuata dal software e analizzata con il metodo di Bishop (cerchio critico), la superficie B1-B, la superficie B-A e la superficie A-Bedrock. Le ultime tre sono state inserite manualmente nei contatti tra i diversi corpi di frana; successivamente il software ha calcolato il coefficiente di sicurezza con il metodo di Janbu (fully defined).
I risultati hanno prodotto valori dei coefficienti di sicurezza inferiori a uno. La superficie di scivolamento con coefficiente minore (0.82) risulta B1-B, che corrisponde al corpo di frana più superficiale e attivo (A1-B1). Le verifiche di stabilità sono state ripetute ipotizzando un intervento di consolidamento con drenaggi profondi che produce un esteso cono di depressione in regime stazionario,con conseguente abbattimento del livello della superficie piezometrica e riduzione delle pressioni interstiziali presenti. I coefficienti di sicurezza calcolati con piezometria abbattuta dall’opera drenante mostrano in tutte le superfici un rilevante miglioramento, portando tutti i valori al di sopra dell’unità. In particolare il valore di incremento maggiore, del 41%, risulta lungo la superficie B1-B. Ciò evidenzia come un tale intervento di drenaggio profondo possa portare ad un sensibile miglioramento delle condizioni di stabilità del pendio e, verosimilmente, ad una riduzione degli spostamenti tale da limitare significativamente i danni a carico degli edifici di Gobbi.