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Rischio sismico e liquefazione

La liquefazione è lo stato fisico in cui può venire a trovarsi un terreno sabbioso saturo quando la sua resistenza al taglio si riduce drasticamente per effetto dell’incremento e dell’accumulo delle pressioni interstiziali.

La liquefazione del terreno è un serio problema in caso di sisma.

Con il termine liquefazione si indicano anche differenti fenomeni fisici (liquefazione ciclica, mobilità ciclica, fluidificazione) molto diversi tra loro, osservati nei materiali granulari saturi durante l’applicazione di carichi dinamici e ciclici in condizioni non drenate

Le NTC2018 prevedono quanto segue in 7.11.3.4.1 Generalità:

Il sito presso il quale è ubicato il manufatto deve essere stabile nei confronti della liquefazione, intendendo con tale termine quei fenomeni associati alla perdita di resistenza al taglio o ad accumulo di deformazioni plastiche in terreni saturi, prevalentemente sabbiosi, sollecitati da azioni cicliche e dinamiche che agiscono in condizioni non drenate.

Se il terreno risulta suscettibile di liquefazione e gli effetti conseguenti appaiono tali da influire sulle condizioni di stabilità di pendii o manufatti, occorre procedere ad interventi di consolidamento del terreno e/o trasferire il carico a strati di terreno non suscettibili di liquefazione.

In assenza di interventi di miglioramento del terreno, l’impiego di fondazioni profonde richiede comunque la valutazione della riduzione della capacità portante e degli incrementi delle sollecitazioni indotti nei pali.

Come si genera la liquefazione dei terreni per azioni sismiche?

Questo video realizzato da Rizzoli Education ne fornisce una semplice dimostrazione.

I fenomeni di fluidificazione (flow liquefaction) producono delle perdite di resistenza tali da provocare fenomeni generalizzati (e talora molto spettacolari) di  “instabilità” del terreno (perdita di capacità portante del terreno di fondazione, movimenti orizzontali del terreno (lateral spreading), movimento di masse fluide, collasso in pendii naturali e artificiali, galleggiamento di opere sotterranee, crollo di opere di sostegno e banchine portuali, ecc.).

Tutti questi fenomeni hanno lo stesso principio fisico, e cioè:  nei terreni granulari fini per effetto delle vibrazioni sismiche si ha un incremento delle pressioni nell’acqua compresa tra i granuli, in conseguenza del quale l’acqua tenta  di fuoriuscire. Ma poiché l’acqua non può fuoriuscire istantaneamente, sotto l’effetto delle nuove vibrazioni, la pressione continua ad aumentare fino a che l’acqua non trova finalmente delle vie di uscita trascinando con sé anche gli elementi più fini del deposito granulare.

Fonte: https://www.britannica.com/science/soil-liquefaction

La liquefazione è un fenomeno “di sito”, quindi locale, e può non dipendere dalla sismicità dell’area. Conoscere se un edificio è costruito in un’area a rischio liquefazione è fondamentale per garantirne la sicurezza in caso di sisma.

Immagine di copertina: effetti sugli edifici a seguito del 1964 Niigata earthquake (Mw 7,5)

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