**Cuntinutu d’espertu d’archiviu è risicu seriu: ** l’articulu conserva u cuntu storicu di a stabilità di a pendenza, simboli, formule è diagrammi da u testu originale. Ùn hè micca un studiu geotecnicu, un prughjettu di scavazione o un terrapienu, un calculu di stabilità, un pianu di drenagiu, una valutazione di sfondate o struzzioni di travagliu. Una pendenza inestabile pò intarrà di colpu e persone, edifizii è strade; cracks osservatu, bulges, acqua nuvolosa, subsidence subsidence o spustamenti deve esse trattatu cum’è un mutivu di alluntanassi da a zona di periculu è valutazione prufessiunale urgente.
Oghje, Savo Kusić hè focu annantu à finestre di legnu, finestre di legnu-aluminiu, finestri persunalizati, porta è richieste di quotazione. Questu articulu resta un archiviu tecnicu è ùn rapprisenta micca una offerta di cuncepimentu geotecnicu, a survegazione o l’esekzione di i terreni.
Per i movimenti di terra custruiti cum’è tagli, terrapieni è canali, i pendii finali à volte collassanu. È una pendenza naturali, senza travaglii artificiali, pò spustà di colpu è cun forza maiò o assai pianu. Questi fenomeni sò longu u sughjettu di studii geologichi è geomeccanici, cù u scopu di valutà a stabilità da e caratteristiche fisiche di u tarrenu è e cundizioni di ogni casu individuale.
Cause di u muvimentu di e masse di a terra
A cundizione per a stabilità di ogni terra, sia un oggettu di terra artificiale o un terrenu naturali, hè chì ci hè un equilibriu trà e forze esterne è a resistenza interna di a terra. E forze esterne sò principarmenti u pesu propiu di a terra, chì hè di solitu l’unica forza esterna, seguita da qualsiasi altra carica esterna chì agisce nantu à a pendenza, permanente o in muvimentu. A resistenza interna hè custituita da a cohesion and friction in a terra ligata, è solu a friction in terra unbound.
Fig. 1. Pendenza di l’argine di terra mossa
Si l’on observe un remblai d’altitude h constitué d’un sol complètement meuble, par exemple du sable compacté sec, on déterminera que la pente de ce remblai est incliné d’un angle β par rapport à l’horizontale (fig. 1). A grandezza di l’angulu β dipende da parechji fatturi, cum’è a granulometria, a forma di u granu è a compattazione. Sè avemu cresce l’altezza di terrapienu h à h1, h2, etc. cù u listessu materiale unbound di u listessu compaction, l’angulu β ùn cambierà micca, a pendenza di l’argine resterà à a listessa pendenza finu à una altezza illimitata h. Pour un sol meuble donné, l’angle de pente naturelle β est indépendant de l’altitude de pente h. La taille de l’angle β pour le sol non lié dépend de l’angle de frottement interne du sol φ et est supposée être légèrement plus petite qu’elle, ou égale à lui, β ≤ φ.
Fig. 2. Pendenza di taglio in terra ligata
Se guardemu un tagliu fattu in terra ligata, truvemu chì a pendenza di u cut hè guardatu sottu una pendenza più forte.1:m, vale à dì à un angolo più grande β per u fattu chì a resistenza interna di a terra ligata hè aumentata da a coesione, chì ùn esiste micca in a sabbia secca (fig.2). In certi tipi di terra, cum’è loess seccu, a coesione pò aumentà a resistenza interna à tale puntu chì u tarrenu pò esse tenutu cù un latu tagliatu verticalmente, vale à dì à un angolo β =90°. Tuttavia, si aumenta l’altezza di taglio h in terra ligata à h1, h2 etc., l’angolo d’inclinazione di u bisellu di a tagliata β deve esse ridutta per mantene u bisellu in stabilità. Per ogni angulu di inclinazione β di a pente di u tagliu in un terrenu limitatu datu ci hè una altezza critica hc. Si l’on dépasse cette hauteur, la pente AB ne sera pas maintenue en équilibre et elle glissera sur une surface de glissement CD (fig.3). U sliding hè accadutu per una perturbazione in u equilibriu trà a forza esterna, u pesu propiu di a massa di a terra è a resistenza interna, chì ùn era più abbastanza per oppunì a forza esterna aumentata, vale à dì à u pesu aumentatu di a massa di a terra causata da l’aumentu di l’altezza di a pendenza h.
Sl.3. Pendenza di taglio in terra coesiva
Da quì sopra, seguita chì l’angolo di a pendenza naturale di a terra ùn pò esse aduttatu cum’è un valore constante per u terrenu datu, postu chì u so valore in tutti l’altri cundizioni dipende da l’altezza di a pendenza è diminuite cù l’aumentu di sta altezza. In ogni casu, hè spessu aduttatu per i pente di picculi altezze cum’è una valore constantu, dipende da l’angolo di frizione interna di a terra φ.
A perturbazione di l’equilibriu pò ancu esse senza aumentà l’altezza di taglio h, per esempiu quandu a resistenza interna di a terra diminuisce. L’elementi di resistenza interna di a terra ligata, a coesione è a friczione, sò assai variàbili è dipendenu da a quantità d’acqua in a terra. Per quessa, in parechji casi, a causa di sliding hè l’oversaturation di a terra ligata à l’acqua, chì pò esse cusì grande chì u tarrenu ùn hè più capaci di sustene in ogni pendita, ma slides per u so propiu pesu.
Fig. 4. Clirrissione di terra per via di a furmazione di superfici di scorrimentu
Ci sò parechji casi di sliding di a terra per via di a riduzzione di a resistenza interna, di quale ne mencioneremu quì uni pochi di caratteristiche.
Educazione di superfici di scorrimentu
Se ci hè una capa impermeable di argilla nantu à una pendenza sottu à a superficia di terra permeable (fig. 4a), o s’ellu ci hè una strata inclinata di sabbia in a strata d’argilla (fig. 4b), in quale l’atmosfera di l’atmosfera hè sbulicata o di superficia, per esempiu, abbassatu da l’atmosfera o di l’acqua. ponu accade sfondate. Una quantità più grande d’acqua passa per a capa permeable à a capa d’argilla, chì ferma forte, riducendu a so resistenza nantu à a superficia, induve a capa superiore slips.
Perturbazione di l’equilibriu per un tagliu
Cutting cuts durante a custruzzione di ferrovie è strade perturba u statu di equilibriu precedente, perchè in u prufilu tagliatu u tarrenu resta senza supportu è tende à scendere per via di gravità. Un statu di equilibriu pò esse mantinutu se a resistenza interna di u tarrenu hè abbastanza grande per contru à sta tendenza, chì hè ancu pussibule quandu a terra tagliata hè custituita da strati fortemente inclinati versu u cut.
Fig. 5. Slidamentu di u terrenu per via di u tagliu in terra stratificata
In ogni casu, se i strati di terra impermeable è permeable sò tagliati alternativamente (Fig. 5), ci hè una pussibilità di lixiviazione di a terra permeable è di umidificazione di a terra impermeable, nantu à quale pò esse slippage.
Disomogeneità di a terra
Capi sottili di materiale impermeable in un terrapienu fattu di terra permeabile, i cosiddetti lenti di argilla (fig. 6), ponu ancu pruvucà slipping si una grande quantità d’acqua ghjunghje à elli è forma una superficia sliding.
Fig. 6. Casi di scorrimentu di un terrapienu per via di a cumpusizioni inomogenea
Effettu di u gelu
Sutta l’effettu di a fretura, l’acqua s’accumula in a capa superficiale in forma di lenti di ghiaccio. Durante u scongelu, i lenti di ghiaccio si trasformanu in acqua, chì supersatura a terra à a prufundità di l’azzione di fretu, per via di quale diventa una massa liquida è perde a so stabilità.
Stu casu si trova solu in terreni periculosi per u gelu è cù una durazione più longa di fretu, perchè ci vole assai tempu per a furmazione di lenti di ghiaccio.
Abbassazione di u nivellu di l’acqua sotterranea
Quandu u nivellu di l’acqua sotterranea hè abbassatu in permanenza, per esempiu per via di un travagliu in terra, a terra si secca è, s’ellu hè argilla chì hà un grande gonfiore, appariscenu fissure. Quantità più grande di l’acqua di a superficia è di l’atmosfera entra in elli, bagnendu a terra è riducendu a so resistenza interna, chì pò ancu purtà à sfondate.
Ci sò ancu assai altri casi di sliding di u terrenu, cusì pò esse cunsideratu chì ogni terrenu coherente pò, in certi circustanze, perde a so resistenza interna in più o menu misura è, sottu l’influenza di e forze esterne, pò esse messu in muvimentu.
A terra incoerente hè stabile, sempre chì l’angolo d’inclinazione di a pendenza hè più chjucu cà l’angolo di attritu internu di u tarritoriu. Cù stu tipu di terra, u sliding hè solu s’ellu l’angolo di pendenza hè più grande di l’angolo di attritu internu. In ogni casu, se un terrapienu hè fattu di materiale non ligatu nantu à un terrenu argilloso, u tarrenu argilloso pò sbulicà è u terrapienu colapsà, è hè necessariu di verificà a stabilità.
Testa a stabilità di i pendii di a terra
Forma di superficia scorrevule
A cundizione di equilibriu trà e forze esterne è a resistenza interna di a terra hè stata stabilita da Coulomb cù a so equazione
τ ≤ c + σ tgϕ
induve τ hè u sforzu di tagliolu di u terrenu, c hè a coesione, σ hè a tensione normale nantu à a superficia di scorrimentu, ϕ hè l’angolo di frizione interna.
Si la résistance interne du sol, la cohésion c et le frottement σ tgϕ ne suffisent pas à s’opposer à la contrainte de cisaillement du sol, le glissement se produit sur une surface de glissement à l’intérieur du sol. Ci sò diverse forme di superfici sliding, chì dependenu di e proprietà fisiche di a terra, stratificazione, umidità, carica esterna è altri fattori.
I seguenti casi tipici di scorrimentu sò diffirenti secondu a pusizione:
Fig. 7. Casi tipici di frane
a) Sliding of the vertical sides of the cut. In u casu di i canali per l’approvvigionamentu di l’acqua, a fossa, etc., chì sò scavati cù i lati verticali (fig. 7a), se l’altitudine critica hc, chì dipende di e proprietà fisiche di u tarrenu, hè superata, si scorri nantu à a superficia ADC. Questi slips sò generalmente micca longu à tutta a lunghezza di u canali, ma sò localizzati, chì hè spiegatu da a forza di cisura irregolare di a terra.
b) Slips parziali di pente (fig. 7b). Questi slips sò spessu apparsu in a primavera nantu à i cuttings di ferrovia è di strada è sò u risultatu di l’oversaturazione di a terra cù l’acqua.
c) Sliding in pente di notte (fig. 7c). Hè u sliding di tutta a pendenza di u tagliu o di l’argine à a gamba C.
d) Slope sliding underfoot (Fig. 7d). Hè u sliding di tutta a pendenza di u tagliu o di l’imbankment è a terra sottu à u pede. Questa diapositiva hè ancu chjamata frattura subgrade o frattura svedese, dopu à i Svedesi chì l’anu descrittu per prima.
In quantu à a forma di a superficia sliding, si pò esse dichjarata solu chì a superficia sliding in terra ligata ùn hè micca dritta, ma chì hè una superficia curva. Certains auteurs adoptent un arc de cercle (Fellenius), une spirale logarithmique (Rendulić) ou une combinaison de ces lignes courbes (Brinch Hansen) comme forme de surface de glissement.
Effettu di a filtrazione di l’acqua nantu à a stabilità di a pendenza
Se ci hè acqua esterna davanti à a pendenza cù un livellu di N1 (fig.8), u flussu di l’acqua si trova in u tarrenu daretu à a pendenza, chì provoca a pressione interna di l’acqua in i pori, per via di quale a friczione trà e particelle solide diminuite è u stress di cisura in a terra aumenta.
Se u livellu hè N1 di l ’acqua davanti à u penditu un custanti, culonna d’acqua H*γW pruvucarà a prissioni di l’acqua in i pori di a tarra, chì riduce u attritu trà particeddi solidi, per via di quale u periculu di sliding slope aumenta. Tuttavia, quandu u livellu hè N1 constante, a prissioni di a colonna d’acqua H*γW spinge i particeddi solidi versu l’internu di u tarrenu, per via di quale u periculu di sliding slope hè ridutta in una certa misura. In questu casu, à u nivellu di l’acqua constante N1 davanti à a pendenza, ci hè un periculu di sliding of the slope downstream, perchè l’effettu di a filtrazione di l’acqua in u tarritoriu provoca a spinta di particeddi solidi in a direzzione di u latu esternu di u penditu downstream.
Sl.8. L’effettu di a filtrazione nantu à a stabilità di a pente di a terra
Se u livellu di l’acqua esterna scende bruscamente da u livellu N1 nantu à N2 tandu hè minacciata a stabilità di a pente a monte. In questu casu, l’acqua di i pori internu scorri versu u latu esterno di a pendenza upstream, spinghjendu e particelle solide versu quellu latu.
Per via di tuttu questu, se a pendenza di a terra hè sottumessu à l’acqua, l’effettu di a filtrazione di l’acqua deve ancu esse cunsideratu quandu pruvate a stabilità di a pendenza.
L’effettu di a filtrazione di l’acqua in u tarritoriu dipende di parechji fatturi, i più impurtanti sò permeabilità di a terra, pressione idrostatica di l’acqua esterna, rate di decadenza di u nivellu di l’acqua esterna è homogeneità di a terra.
Si l’on suppose que le remblai de la fig. 8 di massa isotropa omogenea, sottu à l’effettu di a pressione idrostatica di l’acqua esterna di u livellu N1, l’acqua scorrerà in i pori di l’argine in a direzzione di u pendiu aval, induve u livellu di l’acqua sotterranea in u tarrenu diminuirà cù a lunghezza di a strada viaghjata. Se introducemu i tubi piezometri AA’, BB’ è CC’ in u terrapienu (fig. 9), l’acqua di poru sottu à l’effettu di a pressione idrostatica entrerà in sti tubi è s’elevarà à u nivellu N1, chì pò esse u stessu in tutti i tubi, se i punti A, C, sò selezziunati è cusì chì l’altezza di l’acqua C sò selezziunati. i tubi sò h1, h2 è h3.
Fig. 9. Linee equipotenziali è attuali
Se notemu h l’elevazione di u nivellu di l’acqua N1 in relazione à qualchì pianu arbitrariamente sceltu O-O, allora u potenziale h per tutti i punti 3, A, B è C hè u listessu. A linea chì cunnetta sti trè punti hè a linea equipotential. L’acqua di terra in u tarrenu ùn pò micca scorri longu quella linea, ma solu in a direzzione di i punti cù un putenziale più bassu.
In una manera simile pudemu selezziunà in a stessa massa i punti D, E è F cù un putenziale più bassu h ― Δh. A linea chì unisce questi trè punti hè a linea equipotenziale di potenziale h ― Δh. U flussu d’acqua da u puntu A di a linea equipotential ABC à qualchì puntu infinitamente vicinu D di a linea equipotential DEF esisterà in a direzzione di a più grande goccia idraulica imax, vale à dì a distanza più chjuca _ AD _ _ Δ min. Questu significa chì a linea AD longu à quale scorri l’acqua hè perpendiculare à e duie linee equipotential, perchè
imax = Δh / Δlmin
induve Δlmin hè normale à e duie linee equipotenziale. Quelli normali à e linee equipotential sò e direzzione di u flussu di l’acqua in a massa permeable è sò chjamati linea currente. A cumunità di linea equipotential è currente, mutualmente perpendiculari l’una à l’altru, forma una reta di flussu.
E rete di flussu anu diverse forme secondu a permeabilità di massa. U casu più cumuni hè un terrapienu fattu di massa permeable nantu à a terra impermeable, vale à dì nantu à a terra chì pò esse fatta impermeable (fig. 10). In questu casu, se u livellu di l’acqua esterna hè constante, i streamlines sò in a so parte media di a parabola.
Fig. 10. Réseau de flux dans un remblai perméable sur sol imperméable
À a pendenza upstream, i parabole sò cunnessi cù e linii perpendiculari à a pendenza, chì rapprisentanu a linea equipotenziale, perchè à un livellu constante N1 l’acqua ùn scorri micca in a pendenza. Cù a pendenza downstream, i parabole finiscinu tangenzialmente à a pendenza, chì ùn hè nè una linea equipotenziale nè una linea attuale. A superficia di u tarritoriu imperviu sottu à l’imbankment hè una streamline, perchè l’acqua in u fondu di l’imbankment scorri parallella à sta superficia. In a parti suprana, a reta di flussu finisci cù una parabola basica chjamata seepage line, chì rapprisenta u cunfini di a terra sottu l’azzione di filtrazione. Sottu stu limitu, u tarrenu hè sottu à l’effettu di a filtrazione per via di a pressione idrostatica di l’acqua esterna H*γW, mentri ùn ci hè micca filtrazione in a terra sopra. A linea di infiltrazione hè ancu chjamata linea di saturazione, postu chì si assume chì u tarrenu sottu hè cumpletamente saturatu cù l’acqua, mentre chì sopra hè parzialmente saturatu.
A valutazione attuale di a pendenza deve include investigazione, stratificazione, parametri di forza, acqua di terra è di superficia, cambiamenti di livellu, fasi di drenaggiu, sismica, scavi o riempimentu, strutture adiacenti è cundizioni temporanee. L’escavazione senza prutezzione curretta è l’ingressu à a zona di pussibili sfondate ùn sò micca sicuri nantu à u testu generale o a forma di a pendenza stessu.