Aspetti costruttivi delle trincee drenanti
Le trincee drenanti sono opere utilizzate per stabilizzare frane superficiali di carattere prevalentemente traslazionale. Di sezione trasversale rettangolare, esplicano la loro funzione attraverso il materiale di riempimento costituito da terreno a grana grossa. Per ragioni di efficacia dell’intervento, le trincee devono essere allineate longitudinalmente, in direzione monte-valle e non trasversalmente.
Installazione tipo di una trincea drenante
In fase di realizzazione devono essere costruite partendo dal punto più basso dell’area da stabilizzare, in questo modo la funzione drenante si esplica sin dall’inizio, durante la fase di costruzione.
Il materiale di riempimento della trincea è in genere costituito da ghiaia e sabbia di granulometria adeguata per soddisfare i requisiti dei filtri evitando il trasporto di materiale fine e il progressivo intasamento della trincea. Oppure si può prescindere dai requisiti dei filtri, impiegare solo materiale a grana grossa e rivestire le pareti e la base della trincea con filtri in geotessile. Si riporta di seguito la regola dei filtri:
Dove:
d15, d85 dimensioni corrispondenti al 15% e all’85%, in peso, di passante nella curva granulometrica del terreno da drenare.
D15, D85 le stesse quantità nella curva granulometrica del materiale drenante;
a dimensioni dei fori dei tubi drenanti
La parte superiore della trincea è protetta da uno strato di argilla costipata di spessore compreso tra 0.5 e 1.0 m e larghezza pari a quella della trincea. Lo strato di argilla costipata impedisce l’infiltrazione diretta delle acque superficiali nella trincea, nonché il trasporto di materiale fine al suo interno.
l’argilla deve essere costipata per strati ad una densità non minore del 95% della massima densità secca, e a un contenuto d’acqua W= 0.9 – 1.2 Wop.
Sezioni tipiche di trincee drenanti
Dimensionamento
L’efficienza idraulica di un sistema di trincee drenanti è stata valutata facendo riferimento allo schema riportato di seguito.
Le trincee sono disposte secondo linee di massima pendenza, hanno sezione rettangolare (larghezza B e profondità Ht , sono parallele ed hanno uno sviluppo longitudinale L molto maggiore dell’interasse S tale da giustificare un’analisi in condizioni di flusso bidimensionale. Il terreno è omogeneo ed isotropo ed è limitato inferiormente da una formazione impermeabile posta ad una profondità Hs. Per il dimensionamento si utilizzano i grafici riportati in figura.
Nella figura le grandezze H0 ed H corrispondono rispettivamente ad Ht ed Hs mentre D coincide con h.
La soluzione dipende dai rapporti S/Ht, B/Ht, HS/Ht; per quanto riguarda il rapporto HS/Ht sono stati considerati quattro rapporti: 1-1.5-2-4. Il primo valore corrisponde a trincee che interessano tutto lo strato di terreno in cui avviene il processo di drenaggio, non sono stati considerati valori del rapporto > 4 perché le soluzioni che si ottengono non differiscono apprezzabilmente tra loro dalla condizione ≥ 4 .
Tenuto conto degli interassi utilizzati più frequentemente, si sono considerati valori del rapporto S/Ht variabili tra 1 e 6.
L’efficienza idraulica media è stata valutata su quattro piani orizzontali posti a diverse profondità dal piano campagna h (h/Ht= 0.5-1-1.5-2).
Procedura per il dimensionamento
Si calcola il massimo incremento del fattore di sicurezza dalla seguente espressione:
Dove con Fmax si indica il fattore di sicurezza (condizione di stabilità di un pendio) in assenza di falda e con F0 la condizione di stabilità del pendio in presenza di falda.
Si calcola la variazione richiesta per il fattore di sicurezza a tempo infinito:
F∞ rappresenta la condizione di stabilità in condizione di regime (trincee drenanti attive).
Si determina il valore dell’efficienza idraulica media Emedia, è definita come il rapporto tra l’incremento del fattore di sicurezza raggiunto e quello massimo ottenibile.
Noti Emedia, n e D/H dalle figure si ricava il valore di S/H0 e quindi l’interasse dei dreni.
Per quanto riguarda l’evoluzione temporale del fenomeno, i risultati sono presentati in funzione di una grandezza adimensionale, il fattore di tempo T:
Dove:
E’ e n’ rappresentano le costanti elastiche del mezzo e kv il coefficiente di permeabilità verticale, la soluzione del problema viene rappresentata in forma grafica nella seguente figura.
Nella figura le grandezze H0 ed H corrispondono rispettivamente ad Ht ed Hs mentre D coincide con h.
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