Caratterizzazione geomeccanica

Caratterizzazione geomeccanica

I metodi di classificazione permettono di suddividere l'ammasso roccioso in classi di diversa qualità dal punto di vista delle loro proprietà meccaniche globali. Questi metodi esaminano alcune fondamentali caratteristiche della roccia intatta e delle discontinuità dando, a seconda delle diverse situazioni, dei valori quantitativi, per ognuna di esse.

La valutazione dei parametri geotecnici, da utilizzare per il calcolo delle strutture in roccia costituisce uno dei più importanti aspetti dello studio della stabilità di vuoti sotterranei. I "dati di ingresso", da utilizzare per il calcolo della stabilità, riguardano la caratterizzazione geologico-geotecnica dell'ammasso roccioso che, in generale, comprende la valutazione di (Bieniawski, 1984; Barla, 1986):

caratteristiche di deformabilità di breve e lungo termine, possibilmente riferite ad una legge sforzi-deformazioni nota;

caratteristiche di resistenza, volutamente riferite ad una legge di resistenza di tipo teorico o empirico;

caratteristiche di permeabilità;

stato di tensione naturale, carichi di tipo idraulico e/o di altra natura.

1. Parametri di progetto

La classificazione dell'ammasso roccioso delle cave Danzi e Beltramo rispettivamente è stata condotta secondo le metodologie precedentemente descritte e sulla base dei rilievi condotti nell'ambito dello "Studio geologico, idrogeologico e geologico tecnico delle antiche cave sotterranee di pietra di Viggiù, Saltrio e Bremmo" redatta dal Politecnico di Milano e dallo Studio ABM. In tale relazione Fase 3 sono stati condotti 16 rilievi geostrutturali rispettivamente 8 nella cava Danzi e 8 nella Cava Beltrami. Tali rilievi hanno permesso di conoscere le discontinuità presenti, raggruppate in famiglie, le relative spaziature, le persistenze, le aperture e l'eventuale presenza d'acqua. Sulla base dei rilievi citati gli scriventi hanno proceduto alla elaborazione dei dati per poter ottenere i valori richiesti per la classificazione dell'ammasso.

Sono state determinate le spaziature medie per ciascun sito sulla base delle distribuzioni riportate in Tabella 3.12. Per ogni sistema di discontinuità si sono determinate le frequenze medie dell'ammasso e dalla loro somma si è ottenuta la frequenza media globale. In Tabella 3.12 si riportano i risultati ottenuti nei due siti.

Tabella 3.12. Valori di frequenza e spaziatura ottenuti dall'elaborazione dei rilievi geostrutturali nei due siti in esame.

Sulla base dei valori di frequenza media ottenuti applicando la relazione di Palstrom (1975) riportata in Tabella 3.12, si ottengo per le due cave rispettivamente: RQD = 75% per la cava Danzi e RQD = 60 % per la cava Beltrami.

Si può quindi procedere alla classificazione dell'ammasso per la determinazione dell'RMR. Di seguito si riportano le tabelle dei coefficienti numerici utilizzati a tale scopo.

Tabella 3.13. Coefficienti numerici relativi alla resistenza della roccia intatta per la determinazione dell'RMR.

Tabella 3.14. Coefficienti numerici relativi al rock quality designation (RQD) per la determinazione dell'RMR.

Tabella 3.15. Coefficienti numerici relativi alla spaziatura per la determinazione dell'RMR

Tabella 3.16. Coefficienti numerici relativi allo stato delle discontinuità per la determinazione dell'RMR.

Tabella 3.17. Coefficienti numerici relativi allo stato delle discontinuità per la determinazione dell'RMR

Nella tabella seguente si riporta la tabella riassuntiva dei dati delle due cave con la determinazione del valore dell'RMR relativo

Tabella 3.18. Indicazione del valore RMR per l'ammasso roccioso.

I valori ottenuti definiscono l'ammasso roccioso come medio - buono in entrambi i casi collocandolo nella parte alta della classe III.

La determinazione del Q di Barton richiede invece l'applicazione della formula seguente già descritta precedentemente:

Di seguito si riportano le tabelle utilizzate per la classificazione di Barton:

Tabella 3.19. Coefficienti numerici relativi al RQD per la determinazione del Q.

Tabella 3.20. Coefficienti numerici relativi al numero di discontinuità per la determinazione del Q.

Tabella 3.21. Coefficienti numerici relativi al numero di sistemi di discontinuità per la determinazione del Q.

Tabella 3.22. Coefficienti numerici relativi alla condizione delle discontinuità per la determinazione del Q.

Tabella 2.23. Coefficienti numerici relativi alla condizione delle discontinuità per la determinazione del Q.

Tabella 3.24. Coefficienti numerici relativi allo stato tensionale agente per la determinazione del Q.

Tabella 3.25. Coefficienti numerici relativi alla presenza d'acqua per la determinazione del Q.

Nella tabella seguente si riportano i dati delle due cave con la determinazione del valore dell'indice Q relativo

Tabella 3.26. Indicazione del valore Q per l'ammasso roccioso.

I valori ottenuti definiscono l'ammasso roccioso come medio.

Per quel riguarda la determinazione dell'RMi si è ricorsi all'utilizzo di un foglio elettronico messo a disposizione dall'Autore e disponibile su internet.

Nel seguito si riporta la tabella riassuntiva ottenuta per la cava Danzi.

Tabella 3.27. Schema di calcolo dell'RMi di Palsmtrom.

Il valore dell'RMi ottenuto è pari a 8,05 per cava Danzi e pari a 6,67 per cava Beltrami.

Il valore di GSI stimato è di 65 con riferimento alla figura seguente.

Figura 3.35. Riferimento per il calcolo del GSI.

Sulla base delle determinazioni precedenti si sono applicate le formule riportate in Tabella 3.28 per la valutazione del modulo elastico dell'ammasso roccioso.

Tabella 3.28. Riferimento per la valutazione del modulo elastico dell'ammasso roccioso.

Per quel che riguarda le caratteristiche di resistenza dell'ammasso roccioso il valore di RMR calcolato colloca l'ammasso in classe III per la quale Bieniawski, 1974 suggerisce valori di coesione pari a 0.2-0.3 MPa e attrito pari a 25°-35°.