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Site-laboratory investigation strategies to characterize a complex slope instability phenomenon in Southern Italy

Ausilio Ernesto Zimmaro Paolo
Articolo Immagine
ISSN:
0557-1405
Rivista:
Rivista Italiana di Geotecnica
Anno:
2021
Numero:
4
Fascicolo:
Rivista Italiana di Geotecnica N. 4/2021
DOI:
10.19199/2021.4.0557-1405.032

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Strategie di indagine per la caratterizzazione di un complesso fenomeno di instabilità di versante in Italia meridionale

I fenomeni di instabilità di versante, nella loro complessità, rappresentano una fonte di pericolo molto importante con impatto potenzialmente distruttivo sulle attività antropiche. Questi fenomeni sono particolamente frequenti nelle aree del bacino del Mediterraneo e si verificano per lo più in aree che presentano condizioni geotecniche e geomeccaniche complesse. In questo studio presentiamo i risultati di un programma multidisciplinare di indagini in situ, prove di laboratorio e monitoraggio volto a caratterizzare fenomeni di instabilità nel comune di Gimigliano in Italia meridionale. La complessità di questi fenomeni di instabilità deriva da aspetti geomorfologici di difficile caratterizzazione e dalla presenza di fenomeni franosi che interagiscono tra loro e hanno caratteristiche e dimensioni variabili. L’area di studio si trova sulla costa orientale della Calabria, in Italia meridionale, proprio nella zona di subduzione dell’Arco Calabro, una struttura tettonica caratterizzata dalla presenza in affioramente di porzioni di una zolla oceanica (tra le più antiche del mondo) emerse grazie alle forze tettoniche di sollevamento. Nell’area sono presenti i complessi Liguride e Calabride e rocce ofiolitiche del Mesozoico. Tra il 2008 e il 2010 intensi eventi di pioggia hanno causato la riattivazione di alcune frane nella zona, causando danneggiamenti diffusi a costruzioni civili e all’infrastruttura viaria. Al fine di caratterizzare questi fenomeni di instabilità è stato pianificato ed eseguito un programma di indagini in situ e prove di laboratorio che ha permesso di ottenere informazioni sui seguenti elementi: 1) il contesto tettonico, geologico e geomorfologico; 2) le condizioni idrogologiche; 3) l’evoluzione temporale e spaziale dell’attività dei fenomeni di instabilità attraverso tecniche di monitoraggio tra cui interferometrie radar multi-temporali SAR (Synthetic Aperture Radar); 4) le caratteristiche geotecniche attraverso fori di sondaggio e prove di laboratorio; 5) la distribuzione spaziale e la variabilità delle unità geologiche attraverso tomografie elettriche di resistività; 6) l’evoluzione del fenomeno attraverso tecniche di monitoraggio geotecnico; 7) la velocità di propagazione delle onde P ed S di provini provenienti dall’area instabile attraverso test ultrasonici di laboratorio. Questa approfondita caratterizzazione multidisciplinare ci ha permesso di comprendere meglio la complessità del fenomeno studiato, ottenendo informazioni di dettaglio su problemi di carattere generale chee potranno essere utilizzate per la caratterizzazione di fenomeni in contesti geologici e tettonici simili in Calabria e nell’intera area del bacino del Mediterraneo.

Slopes instabilities are complex phenomena and constitute a major hazard for human activities. Slope instabilities affect most of the countries overlooking the Mediterranean Sea and often involve challenging geotechnical conditions and complex geo-material characteristics. In this paper we present a combined field-laboratory multidisciplinary test and monitoring program to characterize slope instability phenomena in the town of Gimigliano (Southern Italy). These phenomena involve complex geo-morphological aspects and the interaction of several landslides with different dimensions and characteristics. The study area is located on the east coast of the Calabria region, in Southern Italy, within the narrow Calabrian Arc subduction zone, where sections of the oceanic plate (one of the oldest in the world) have been thrusted and preserved on land. The area is characterized by the so-called Liguride and Calabride complexes and the presence of Mesozoic ophiolitic rocks. During the period 2008-2010, this area was affected by persistent rainfall events which reactivated various landslides causing damage to buildings and infrastructure systems. To characterize this complex slope instability phenomenon a comprehensive site and laboratory test and monitoring program has been performed. We gathered information on: (1) tectonic, geological, and geomorphological background, (2) hydrogeological conditions, (3) evolution over time and space of the activity by monitoring techniques such as multi-epoch Synthetic Aperture Radar (SAR), inclinometer, and structural monitoring, (4) geotechnical characteristics from boring logs and standard laboratory tests, (5) spatial distribution and variation of geologic units via electrical resistivity tomography, (6) geotechnical field monitoring, and (7) advanced laboratory ultrasonic testing on samples retrieved in the unstable area for the determination of P- and S-wave velocities. This comprehensive multidisciplinary characterization allowed us to understand the complexity of this phenomenon, gaining insights into issues pertaining to slope instabilities in similar geologic and tectonic environments in the Calabria region and in the whole Mediterranean area.

Keywords: Complex geo-material characteristics, Field and laboratory investigation, Multidisciplinary characterization, Ultrasonic testing.