Meccanismi di rottura in pendii indefiniti di terreno non coesivo saturo: rottura per taglio versus sollevamento del fondo scavo e liquefazione statica

L’assunzione di filtrazione parallela ad un pendio indefinito è realistica ed in effetti tipica della maggior parte dei franamenti ai quali sia applicabile l’analisi monodimensionale “pendio indefinito”. In questa Nota viene, invece, considerato il caso generale di un ideale pendio indefinito di terreno incoerente omogeneo ed isotropo saturo,interamente impegnato da filtrazione uniforme in direzione arbitraria, ma con una componente verticale verso l’alto. L’esame delle condizioni di equilibrio in presenza di forze di filtrazione ha riguardato i) la rottura di Mohr-Coulomb o per taglio del terreno, il cui risultato è stata la presentazione di un abaco di stabilità per un pendio indefinito interamente impegnato da filtrazione uniforme in qualsiasi direzione; ii) l’instabilità idraulica sotto forma di rottura per sollevamento del fondo scavo. Com’è noto, nel caso di un moto di filtrazione diretto dal basso verso l’alto, le forze di filtrazione costituiscono un campo che si sovrappone a quello gravitazionale, sino a poter annullare le tensioni efficaci. Ciò dà luogo, nei terreni incoerenti, ad instabilità idraulica sottoforma di sollevamento idraulico nel quale il terreno si comporta come un liquido viscoso, con conseguenze pesanti per le strutture con esso interagenti. Il gradiente idraulico, in forza del quale si verifica questa evenienza, è il gradiente idraulico critico ic, di cui si è ottenuta l’equazione generale. Il successivo confronto tra questi due tipi di rottura ha mostrato che la rottura di Mohr- Coulomb precede quella per sollevamento del fondo scavo, con l’unica eccezione del caso di terreno orizzontale e flusso verticale ascendente, nel quale le due instabilità sono simultanee. Lo studio ha, poi, riguardato il fenomeno della liquefazione statica in conseguenza di caricamento per taglio monotono non drenato di terreni incoerenti sciolti contrattivi avente per esito lo sviluppo di un eccesso di pressione dell’acqua interstiziale. Che può condurre ad improvvisa sostanziale - se non totale - perdita di resistenza al taglio, ovvero ad una situazione di liquefazione statica, la cui possibile evoluzione finale - anche in pendii a lieve pendenza - può sfociare in potenziali catastrofiche colate detritiche. In relazione, infine, al sopracitato eccesso di pressione Δu, un’equazione ottenuta con semplici sviluppi analitici consente di stimarne il valore.