Influenza dell'orientazione dei clasti sulla stabilità di un versante in bimrock = Influence of block orientation on slope stability in bimrock

Nel presente elaborato, si approfondiscono la caratterizzazione geometrica e meccanica delle bimrock, formazioni geologiche eterogenee strutturalmente complesse, costituite da blocchi di roccia di dimensione e litologia variabili inclusi in una matrice di fondo a tessitura fine, caratterizzata da una resistenza meccanica decisamente più scadente. Un'attenta e completa caratterizzazione è fondamentale per ridurre gli errori di progettazione e i problemi tecnici ed economici in fase di realizzazione. In primo luogo, a partire da fotografie che ritraggono due sezioni appartenti a due campioni di mélange prelevati nella zona dell'Oltrepò Pavese, si verificano le proprietà di autosomiglianza della bimrock ; inoltre, mediante l'approccio statistico Montecarlo, con la simulazione di campagne di sondaggi, rappresentati da linee di scansioni verticali sulle sezioni fotografate, si stimano le percentuali lineari dei blocchi sulle due sezioni. I risultati ottenuti mostrano che la percentuale lineare dei blocchi, che risulta inferiore a quella areale per entrambi i campioni, tende a stabilizzarsi attorno a un valore medio per lunghezze di campionamento superiori a 30 volte la massima dimensione osservabile dei blocchi. In secondo luogo, si approfondisce lo studio relativo al comportamento geomeccanico delle bimrock, in particolare si affronta il tema della stabilità dei versanti in bimrock mediante analisi numeriche. Seguendo un approccio di tipo stocastico, si valuta l'influenza della distribuzione dimensionale, estratta in modo casuale da una distribuzione tipica del Franciscan Mélange, e del posizionamento dei blocchi, sempre casuale, sulla stabilità di un versante teorico, caratterizzato da una geometria semplice. Per ciascuna percentuale volumetrica dei blocchi indagata (pari a 25%, 40%, 55% e 70%) e per ciascuna delle due orientazioni delle inclusioni considerate (60° e 90° rispetto all'orizzontale) si definiscono 15 modelli eterogenei, caratterizzati dall'inclusione di blocchi ellittici con eccentricità e=0.5. I risultati mostrano un incremento considerevole del fattore di sicurezza per i modelli di versante eterogenei e per alte percentuali volumetriche dei blocchi (VBP), mentre per basse VBP il contributo resistente fornito dai blocchi risulta trascurabile. La superficie di rottura si sviluppa tortuosa all'interno della matrice, aggirando i blocchi. In generale, all'aumentare di VBP si riduce il volume potenzialmente instabile del versante con la formazione di una superficie di rottura più superficiale. Per alte VBP si osservano però dei casi in cui il numero elevato e il particolare posizionamento dei blocchi generano un approfondimento della superficie di scivolamento. L'influenza dell'orientazione dei blocchi risulta difficilmente quantificabile; si può affermare con certezza che i blocchi verticali ostacolano maggiormente lo sviluppo della superficie di rottura, rendendola più tortuosa. Alle indagini stocastiche si affiancano analisi di stabilità di versante svolte considerando il materiale bimrock come omogeneo equivalente, seguendo gli approcci suggeriti da Lindquist (1994) e Kalender et al.(2014), i quali risultano validi per la stima delle proprietà meccaniche del materiale bimrock ma che non sembrano capaci di predire un incremento di stabilità del pendio all'aumentare di VBP sul versante oggetto di studio.