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INDAGINI DI VERIFICA SUI MATERIALI DELLA DIGA SUL TORRENTE LORDO INVESTIGATIONS AND TESTS ON THE MATERIALS OF THE RIVER LORDO DAM

S.G.G. Studio di Geologia e Geofisica – Siena Italy info@sgg.it

INDAGINI DI VERIFICA SUI MATERIALI DELLA DIGA SUL TORRENTE LORDO

Visentini G. Ingegnere Direttore dei Lavori. Soc. C. Lotti & Ass. S.p.A. – Roma (Italy). Graziosi A. Consulente geologico. Soc. C. Lotti & Ass. S.p.A. – Roma (Italy). Baldi A.M. Consulente geofisico. Soc. S.G.G. (Studio Geologia e Geofisica S.r.L. ) - Siena (Italy).

Mirabelli S. Ingegnere sostituto Direttore Lavori. Soc. C. Lotti & Ass. S.p.A. – Roma (Italy). SOMMARIO Lo sbarramento di ritenuta sul Fiume Lordo a Siderno (RC) è costituito da un rilevato diga in materiali sciolti di tipo zonato con paratia plastica di tenuta idraulica nella fondazione. L’altezza della diga è di 47 metri, lo sviluppo al coronamento di 450 metri è invasa 9 milioni di metri cubi di acqua. Per il collaudo finale è stata inoltre eseguita un’indagine di tipo geofisico ove sono state verificate le caratteristiche dei materiali posti in opera, compresi i calcestruzzi delle opere idrauliche di scarico. La specificità dello studio e delle indagini geofisiche consiste nel confronto dei dati ottenuti nei controlli in corso d’opera con quelli delle onde sismiche che consentono di localizzare anomalie associabili al non regolare addensamento o costipazione dei materiali del rilevato di sbarramento. Le opere in calcestruzzo sono state verificate con misure di velocità ultrasoniche continue in sito e confrontate con quelle eseguite in campioni rappresentativi di carote e infine con i dati geomeccanici per le classi di calcestruzzo previste. Parole chiave: monitoraggio, collaudo, diga, calcestruzzi, geofisica. 1 INTRODUZIONE

La diga costruita sul Torrente Lordo in Località Timpa di Pantaleo nel Comune di Siderno (Provincia di Reggio Calabria - Italia) presenta le seguenti caratteristiche : � Volume d’acqua invasato: 9 milioni di m3 ; � Sezione sottesa del bacino imbrifero 11 km2 ; � Altezza massima dello sbarramento: 47 m ; � Quota di fondo generale: 50 m s.l.m.; � Quota del Coronamento: 92 m s.l.m.; � Lunghezza della galleria di sfioro 386 ml; � Lunghezza della galleria dello scarico di fondo

694 ml ; � Quota massimo invaso: 87 m s.l.m.; � Volume della diga: 1,5 Mm3; � Superficie del diaframma di tenuta idraulica in

fondazione 5.000 m2 . I lavori di costruzione iniziarono nel 1983 e sono

terminati nel 1993; l’impresa esecutrice dei lavori è stata la Ferrocemento S.p.A. di Roma. L’opera è stata finanziata dalla Cassa per il Mezzogiorno con il Progetto Speciale P.S. 26/3043, Ente Concessionario il Consorzio di Bonifica di Paulonia, Reggio Calabria.

L’insieme dell’opera è rappresentato nella figura 1. Figura 1. Planimetria dell’opera

2. MATERIALI UTILIZZATI PER LA COSTRUZIONE DELLA DIGA

Il progetto costruttivo fu redatto nel 1977-78 e prevedeva uno sbarramento in materiale sciolto di tipo zonato la cui sezione tipo è riportata in fig. 2. In relazione a tale sezione i vari tipi di materiale utilizzati sono stati:

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Figura 2. Sezione tipo della diga. Legenda: 1 nucleo impermeabile; 2 taglione di collegamento con il diaframma di tenuta idraulica; 3 rinfianchi di monte e di valle; 4 filtri subverticali a monte e a valle del nucleo; 5 paramento di monte in pietrame; 6 sottofondo del paramento di monte; 7 coronamento; 8 paramento di valle in zolle erbose; 9 unghia di valle in pietrame; 10 filtro a tappeto in fondazione del fianco di valle; 11 terreno alluvionale; 12 formazione impermeabile di base; 13 diaframma di tenuta idraulica. � Materiali zona 1: nucleo impermeabile.

L’area di prelievo dei materiali idonei per la realizzazione del nucleo era ubicata circa 500 metri dal rilevato di sbarramento all’interno della zona di invaso; nella fig. 3 sono riportati il fuso granulometrico. La granulometria dei materiali messi in opera si è sempre mantenuta all’interno del fuso granulometrico indicato nel Capitolato; il coefficiente di permeabilità è stato sempre inferiore a 10-7 cm/sec mentre il limite di accettabilità del Capitolato indicava “ non superiore a 10-6 cm/sec”. Il valore di riferimento di addensamento di γd 16 kN/m3, definito con rilevati sperimentali eseguiti prima dell’inizio dei lavori, è stato sempre agevolmente rispettato; la coesione è stata, nelle prove in corso d’opera, intorno o poco meno di 50 kPa superiore alla coesione di progetto c = 30 kPa mentre le prove triassiali hanno rilevato in corso d’opera valori di angolo di attrito sempre superiori a 18°. Il materiale per la costruzione del nucleo è stato sistematicamente controllato in corso d’opera; in particolare sono state eseguite classificazioni complete ogni 2.000 m3, ogni 350 m3 densità in sito e prove meccaniche per rilevare la coesione e l’angolo di attrito ogni 2.000 m3 e altrettante prove di permeabilità dirette o indirette.

� Materiale zone 3: rinfianchi di monte e di valle. Sono stati utilizzati i materiali di origine alluvionale dall’alveo del limitrofo Torrente Torbido classificabili come prevalentemente ghiaiosi con sabbia (fig. 4) provenienti da rocce di origine metamorfica e/o cristallina. Tali materiali sono stati messi in opera nei rinfianchi e sono rientrati pressoché completamente nel fuso del capitolato; la densità secca dalle prove in corso d’opera è risultata superiore o uguale a quella di riferimento stabilita nei rilevati sperimentali γd = 22 kN/m3. La permeabilità verificata nelle numerose prove in corso d’opera è stata sempre intorno a quella di riferimento K = 1x10-2/10-3 cm/sec. I controlli in corso d’opera si sono concretizzati con l’esecuzione di analisi granulometriche ogni 10.000 m3,

densità in situ con l’anello delimitatore ogni 3.600 m3, permeabilità in sito ogni 8.000 m3. Le caratteristiche meccaniche sono state verificate ogni 12.000 m3.

� Materiali per i filtri : Zona 4 : filtri subverticali.; Zona 10: filtro a tappeto. Sono stati utilizzati dei depositi alluvionali quaternari costituiti da banchi di sabbie medio fine con intercalati rari livelli ciottolosi (fig. 5). In opera questi materiali sono risultati con addensamento γd 19 kN/m3

� Materiali zona 5: paramento di monte Sono stati utilizzati i materiali calcarei a pasta medio fine variamente stratificati. Le prove di compressione monoassiali e quelle di compressione su provini cilindrici, Point Load Test, hanno fornito valori dell’ordine di 100 MPa e il peso di volume di tutti i campioni è risultato superiore a 26,5 kN/m3. Le perdite di peso della prova di abrasione Los Angeles ASTM C535 eseguita su materiale rappresentativo è risultata essere pari al 26,6% largamente inferiore al limite di accettabilità della prova, che non doveva superare il 50% di perdita di peso.

� Calcestruzzi opere idrauliche. Per il calcestruzzo delle opere di scarico, calice , pozzo e gallerie era richiesta dal capitolato una resistenza caratteristica pari a RCK 300 kg/cmq con densità media di 24 kN/m3. Per le vasche di dissipazione era richiesta una resistenza di RCK 250 kg/cmq densità pari alla precedente. I quantitativi dei calcestruzzi delle opere summenzionati erano tali da richiedere un controllo di tipo B e pertanto sono stati eseguiti prelievi con frequenza di oltre 15 ogni 1.500 m3 di getto, per l’accettazione. Inoltre sono state eseguite le altre verifiche previste dalle normative e dal Capitolato, quali slump test, granulometrie inerti ecc.

� Diaframma di tenuta idraulica in fondazione. E’ costituita da una miscela ternaria acqua 25 % di cemento e 5-6 % di bentonite per ogni m3 d’acqua, le cui caratteristiche finali, indicate nel Capitolato, sono state

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Figura 3. Fuso granulometrico del nucleo impermeabile.

Figura 4. Fuso granulometrico dei rinfianchi di monte e valle.

Figura 5. Fuso granulometrico degli inerti utilizzati per i filtri.

tutte ampiamente realizzate. Lo spessore della diaframma è di 0,8 m la profondità massima di circa 27 ml dal piano di fondazione. Le prove più frequenti eseguite per il controllo in corso d’opera consistevano in: - viscosità: con valori di circa 56 secondi dopo un’ora; - permeabilità: dell’ordine 10-8cm/sec ; - compressione semplice: con valori dell’ordine di 7

kg/cm2 a 28 giorni; -deformazione a 28 gg: con le stesse modalità di cui

sopra, > del 2%. 3. INDAGINI E VERIFICHE PER IL COLLAUDO

Le indagini geofisiche sono state estese a tutte le parti dell’opera ed in particolare sono state così eseguite: CORPO DIGA

Rilievo georadar con antenna da 300 Mhz

• n° 2 profili eseguiti longitudinalmente sul coronamento: totale 1.246 ml ;

• n° 2 profili eseguiti longitudinalmente sul primo e sul sondo gradone: totale 880 ml ;

• n° 31 profili eseguiti ortogonalmente all'asse diga su tutto il paramento di valle e di monte con interdistanza di 20 metri: totale 4.835 ml ;

Rilievo sismico a rifrazione (interdistanza geofoni 5 ml) � n° 1 profilo sul coronamento: totale 630 ml ; � n° 1 profilo sul primo e sul secondo gradone: totale

840 ml ;

� n° 9 profili paralleli sul paramento di valle ortogonalmente all'asse diga interdistanti ognuno 40 m : totale 630 ml .

Misure di velocità sismica

Sul paramento di monte per la presenza della scogliera frangi flutti non sono stati eseguiti profili a rifrazione ed in alternativa si è optato per dei tiri di velocità così disposti: ◊ n° 16 tiri con energizzazione sul primo gradone e

registrazioni sul paramento di valle su 12 geofoni. GALLERIA SCARICO DI FONDO

Rilievo sonico :

♦ misure ultrasoniche puntiformi con sensori appoggiati distribuite regolarmente su sezioni interdistanti 2,5 m ed orientate a 90° - 180° - 270° per un totale di n° 316 misure;

♦ misure ultrasoniche con sondine alloggiate in piccoli fori della lunghezza di circa 10 cm sempre disposte su sezioni interdistanti 10 m orientate a 170° e 190° e con misure della velocità sonica alla profondità di 1,5 cm e 7,0 cm. dal piano superficiale della galleria per un totale di 90 misure ;

♦ n° 16 misure ultrasoniche su n° 8 carote di calcestruzzo appositamente prelevate.

Rilievo georadar

• n° 4 Profili georadar con antenna da 900 Mhz eseguiti secondo l'asse della galleria ed orientati a 0° - 130° - 180° - 230° per un totale di 1.820 ml ;

• n° 1 profilo georadar con antenna da 300 Mhz eseguito secondo l'asse della galleria ed orientato a 180° per un totale di 455 ml .

GALLERIA SCARICO DI SUPERFICIE

Rilievo sonico

♦ misure soniche puntiformi con sensori appoggiati distribuite regolarmente su sezioni interdistanti 2,5 m ed orientate a 0° - 90° - 180° - 270° per un totale di 248 misure soniche puntiformi ;

♦ misure soniche con sondine alloggiate in piccoli fori della lunghezza di circa 10 cm sempre disposte su sezioni orientate a 170° e 190° per un totale di 70 misure ;

♦ n° 10 misure ultrasoniche su n° 5 carote di calcestruzzo appositamente prelevate.

Rilievo georadar

• n° 5 profili georadar con antenna da 900 Mhz eseguiti longitudinalmente all'asse della galleria orientati a 0°- 90° - 160°- 200° - 270° per un totale di 1.825 ml ;

CALICE DI SFIORO

Misure soniche

♦ n° 4 misure soniche su n° 2 campioni di calcestruzzo appositamente prelevati.

Rilievo georadar

• n° 2 profili georadar con antenna da 900 Mhz eseguiti sulla parete esterna del calice su due altezze per un totale di 75 ml .

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4. METODOLOGIE GEOFISICHE ADOTTATE PER LE INDAGINI NON DISTRUTTIVE DI VERIFICA 4.1 - Rilievo sismico

Il rilievo sismico (fig. 6) fu eseguito ricorrendo alle

seguenti metodologie : • profili sismici a rifrazione eseguiti con metodologia

tomografica con allineamenti dei geofoni sia sul coronamento sia sui gradoni del rilevato per tutta la loro lunghezza;

• tiri di velocità sismica con i geofoni posti sul paramento di valle operando l’enegizzazione alla stessa quota sul paramento di monte; sempre con metodologia tomografica.

La metodologia tomografica prevede la suddivisione dello spazio bidimensionale in celle secondo una maglia prefissata con l’attribuzione ad ogni cella di un determinato valore di velocità sismica; successivamente il programma torna a calcolare il tempo di transito dell’onda sismica attraverso le maglie del modello e si confronta tale valore con quello sperimentale: programma SeisOpt Depth. Tale programma utilizza per l’elaborazione il metodo di inversione controllato “Monte Carlo” basato su una modellizzazione avanzata in rete neurale, con criterio esclusivamente statistico; con successive iterazioni si perviene a dei valori di velocità sismica per le diverse celle che soddisfino contemporaneamente più raggi sismici.

Figura 6. Planimetria ubicativa del rilievo sismico sul rilevato 4.2 – Misure soniche

Questa metodologia si basa sullo studio della propagazione delle onde soniche (10-30 kHz ) in un mezzo e consente la misura della velocità delle onde prime Vp (compressionali) e dalle onde seconde Vs (trasversali) che variano in funzione del grado di consistenza o alterazione del calcestruzzo. MISURE PUNTIFORMI SUPERFICIALE

Al fine di valutare la consistenza della parte più superficiale del calcestruzzo sono state eseguite delle misure di velocità di propagazione delle onde soniche in questa parte superficiale appoggiando un emettitore ed un ricevitore, con interdistanza variabile tra 10 e 15 cm, sulle pareti delle gallerie. Per le misure è stato impiegato un apposito emettitore piezoelettrico di ultrasonici ed un ricevitore accellerometrico entrambi collegati ad un dispositivo per la misure dei tempi avente un’elevata definizione, con intervalli fino a 10-6 sec (fig. 7).

Figura 7. Schema delle misure soniche puntiformi superficiali

I valori dei tempi di transito letti per entrambe le onde sono stati corretti ed interpretati sulla base di quanto disposto dalla normativa UNI9524. In particolare è stato considerato un modello avente due strati di cui quello più superficiale con velocità sonica più bassa. MISURE ALL'INTERNO DI PICCOLI FORI

Per misurare la velocità delle onde soniche nella porzione di calcestruzzo prossima alla superficie è stata adottata una metodologia cross-hole in due fori della lunghezza di circa 10-15 cm, equidistanti 15-20 cm (fig.8) e passo di campionamento di 3 cm .

Figura 8. Schema delle misure soniche cros-hole

MISURE DI VELOCITÀ SU CAMPIONI Su campioni di calcestruzzo integri opportunamente

prelevati con carotatrice, sono state eseguite delle misure di velocità sonica (fig. 9). Le misure sono state eseguite sia secondo l'asse verticale sia secondo quello orizzontale.

Figura 9. Schema delle misure soniche puntiformi superficiali

4.3 - Rilievo georadar

Questo rilievo è stato eseguito con una attrezzatura

costituita da un’antenna che emette e riceve onde elettromagnetiche e si basa sullo studio delle riflessioni originate da discontinuità tra materiali aventi differente costante dielettrica.

L'unità di controllo genera ed invia segnali sincronizzati al trasmettitore che, a sua volta, invia un impulso d'energia

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elettromagnetica. Questo impulso, la cui velocità è vicina a quella della luce, viene in parte riflesso da superfici riconducibili a discontinuità.

L'impulso riflesso, della durata di pochi nanosecondi (sec 10-9), è captato dall'antenna ricevitrice e trasformato in un segnale analogico della durata di qualche decina di millisecondi. Tale segnale dopo essere inviato all'unità di controllo viene debitamente elaborato e trasformato da analogico in digitale; la registrazione avviene in modulazione di intensità di un percorso verticale di andata e ritorno delle onde e fornisce, per tutta la lunghezza di un profilo eseguito con l'antenna, una sezione continua della porzione investigata (fig. 12).

In fase di elaborazione dati si ottengono delle sezioni che permettono di individuare direttamente le discontinuità riconducibili ad orizzonti di riflessione per le onde elettromagnetiche. Il rilievo georadar, come già ricordato, è stato eseguito, con due diverse antenne (trasduttori): la prima da 300 MHz con maggiore capacità penetrativa per un'investigazione in profondità e l'altra da 900 MHz per esplorare la porzione più superficiale.

Le registrazioni dei dati sono state elaborate attraverso l'apposito programma denominato RADAN (Radar Data Analyzer), che permette alcune interessanti elaborazioni attraverso anche l'applicazione di appositi filtri che possono evidenziare le riflessioni ritenute interessanti e scartare alcuni inevitabili disturbi.

Figura 10. Planimetria ubicativa del rilievo georadar. 5. ELABORAZIONE INTERMETODOLOGICA DEI DATI DEL CORPO DIGA 5.1 Misure sismiche

Il complesso delle misure sismiche ha permesso la

redazione di n° 3 sezioni tomografiche (fig. 11 ) ubicate in corrispondenza di altrettante sezioni progettuali; inoltre sono state redatte n° 5 piante tomografiche posizionate alle seguenti quote s.l.m. : 86 m, 76 m, 69 m , 62 m , 55 m.

Figura 11. Sezione sismica tomografica attraverso il rilevato (sezione n° 14 di progetto alla progressiva 410,56m)

Dall'esame delle velocità delle Vp si evidenziano i seguenti valori medi per le parti costituenti la diga:

− ricoprimento superficiale del paramento di valle : 300 - 450 m/sec, con zone meno compattate che presentano velocità sismica di circa 250 m/sec;

− rilevato del corpo diga : 700 - 850 m/sec; − nucleo impermeabile : 950 – 1.100 m/sec ; − filtri : 700 - 800 m/sec; − terreno di fondazione : < 1.000 m/sec. L’elaborazione operata ha evidenziato per le varie zone

del corpo diga una sostanziale identicità dei valori di velocità sismica a riprova dell’omogeneità dello stato di addensamento dei materiali

5.2 Rilievo georadar

Il rilievo georadar è stato esteso a tutto il rilevato del corpo diga (fig. 10) ed è stato finalizzato alla verifica delle corrispondenze geometriche progettuali dichiarate nelle sezioni con la situazione reale (fig.12).

Figura 12. Profilo georadar eseguito sul paramento di monte dal piede fino a quota 62; si evidenzia l’unghia in pietrame.

Come precedentemente ricordato il rilievo georadar era

teso ad evidenziare eventuali zone ove la struttura rilevata sperimentalmente differiva in forme e dimensioni con quella progettuale. Sulla base di tale principio ed in riferimento al complesso delle misure sperimentali, sono state individuate tre tipi di anomalie, la cui ubicazione planimetrica è riportata in figura 13; tali anomalie possono così essere definite: tipo 1: difformità profonda nella struttura del rilevato ; tipo 2: difformità superficiali nella struttura del rilevato; tipo 3: riduzione nello spessore del frangionde.

In generale si può affermare che le anomalie riscontrate risultano sempre molto circoscritte e limitate.

Figura 13. Ubicazione delle anomalie evidenziate dal rilievo georadar. In nero sono evidenziate le anomalie e con il numero la loro tipologia .

Il confronto tra le risultanze del rilievo georadar e quelle del rilievo sismico hanno evidenziato nel complesso l'omogeneità delle varie parti del corpo diga e la buona corrispondenza con gli elaborati di progetto.

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6. ELABORAZIONE INTERMETODOLOGICA DEI DATI RELATIVI ALLE ALTRE OPERE

6.1 - Misure ultrasoniche

Le misure soniche sono state eseguite secondo il passo

di campionamento illustrato nel paragrafo 3 (fig. 14) ed hanno permesso di ottenere oltre ai valori di Vp e Vs anche i moduli elastici dinamici (fig. 15 ) sia a mezzo di misure superficiali sia a mezzo delle sondine infisse in appositi fori (fig.16); le misure soniche sono state eseguite altresì su carote di calcestruzzo appositamente prelevate.

Figura 14. Indagini sul rivestimento delle gallerie: a sinistra lo scarico di superficie, a destra lo scarico di fondo. Legenda : a profili georadar antenna da 900 Mhz; b profili georadar antenna da 300 Mhz; c misure soniche puntiformi (appoggiate alla parete); d misure soniche con le sondine.

Figura 15. Galleria scarico di superficie: misure soniche puntiformi Vp e Vs eseguite alle varie progressive e moduli relativi. I grafici sono eseguiti in senso orario : a = 0° (calotta), b= 90°, c= 180°, d= 270° (riferimento figura 14).

In relazione agli scopi della ricerca non si è ritenuto utile o proficuo un esame puntuale delle misure effettuate ma si è invece cercato di analizzare il complesso dei valori sperimentali al fine di evidenziare, come vedremo in seguito, in maniera oggettiva e metodologica le eventuali anomalie utilizzando i valori del modulo dinamico di Young sulla base del quale è stato calcolato " l'indice di qualità " che è espresso dal rapporto al quadrato tra il

modulo di Young in situ e quello in laboratorio. Per il calcolo è stato assunto per i valori sperimentali misurati in laboratorio sulle carote un valore medio del modulo di Young pari a 460 kN/m2

. Sulla base di tale media è stata definita per ogni settore di 5 metri la seguente suddivisione in classi:

valore medio dell'indice di qualità

(mod.Young) classe

> 0,5 10

0,50 – 0,45 9

0,45 -0,40 8

0,40 – 0,35 7

0,35 – 0,30 6

0,30 – 0,25 5

0,25 – 0,20 4

0,20 – 0,15 3

0,15 – 0,10 2

< 0,10 1

Figura 16. Galleria scarico di superficie: misure soniche eseguite con le sondine. In basso è riportata la progressiva e la posizione angolare della misura di cui alla figura 14. 6.2 - misure georadar

Non essendo possibile per le registrazioni georadar

sperimentali un'interpretazione numerica delle misure ma soltanto un'analisi qualitativa delle registrazioni stesse si è provveduto, in riferimento al complesso della casistica sperimentale, a definire una scala per classi di qualità per tratti di 5 metri, ed attribuendo dei valori crescenti per classi da 1 a 10 come qui di seguito illustrato :

CLASSE Caratteristiche del getto di C.L.S.

1 difformità progettuale e diffusi difetti di costruzione

(es. mancanza armatura e vuoti)

2 difformità progettuale e più limitati difetti

3 difetti diffusi

4 puntiformi difetti, posizionamento superficiale

dell'armatura

5 diffusi difetti costruttivi non negli elementi portanti

6 puntiformi e leggeri difetti costruttivi ma negli

elementi portanti (es. portamento dell'armatura

durante la formazione)

7 conformità progettuale e lievi difetti estesi

8 conformità progettuale e lievi difetti puntiformi

9 buona corrispondenza alla forma progettuale e

regolarità

10 corrispondenza alla forma progettuale e buona

regolarità .

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Figura 17. Galleria scarico di superficie, registrazione georadar orientamento 160° (figura 14). Si evidenziano le classi 7 ed 8 con regolarità nelle riflessioni riconducibili ad una buona regolarità della struttura.

Figura 18. Galleria scarico di fondo, registrazione georadar orientamento 180° (figura 14). Si evidenziano la classi 4 con una irregolarità nel getto e lo spostamento dell’armatura. 6.3 - Elaborazione complessiva delle misure e definizione

della qualità

Per elaborare complessivamente i dati numerici precedentemente illustrati è stato messo a punto una specifico metodo statistico che permette di definire numericamente la "qualità dell'opera" analizzando i valori per tratti di 5 metri, definendo l'omogeneità circolare dell'elemento considerato attribuendo ad ognuno di questi uno specifico "indice di omogeneità". Per la definizione di tale indice nell'ambito del rilievo sonico sono stati presi in esame i valori dell'indice di qualità e sono stati computati sul totale dei valori (sempre 7 per ogni settore della lunghezza di 5 metri) quelli aventi indice scadente (inferiore a 0,15); in funzione della frequenza l’indice di omogeneità sonica ha assunto i seguenti valori :

n° dei valori con indice di qualità <0,15

indice di omogeneità sonica

0 1,0 1 1,5 2 2,8 3 4,2 4 5,7 5 7,1 6 8,5 7 10,0

Il sopracitato procedimento per la definizione dell'indice di omogeneità è stato esteso anche al rilievo georadar ove, sempre in riferimento ai predefiniti settori aventi lunghezza di 5 metri, sono state prese in esame le classi attribuite alle varie registrazioni e tra queste è stata definita l'omogeneità come segue :

n° valori con classe ≤ 5 indice di omogeneità

georadar 0 1 1 2 2 4 3 6 4 8 5 10

Combinando le due metodologie (soniche e georadar)

per i vari valori di classe ed indice di omogeneità, si perviene, a mezzo di una matrice di secondo grado, ad un valore di determinante che può intendersi rappresentativo della qualità del rivestimento. Pertanto la matrice viene così definita:

classe qualità indice omogeneità sonico sonico indice omogeneità classe qualità georadar georadar

= determinante di qualità

Figura 19. Galleria scarica di fondo, diagrafia degli indici e delle classi soniche e georadar che concorrono al calcolo del determinante di qualità.

In generale si può affermare che il valore del determinante di qualità ( figura 19 ) è indicativo dello stato dell’elemento considerato: infatti i valori elevati corrispondono alle zone omogenee integre e prive di difetti costruttivi mentre valori prossimi allo 0 o negativi corrispondono a zone non omogenee o con difetti costruttivi.

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Figura 20. Immagini attuali della diga invasata.

7. CONCLUSIONI

Durante le fasi costruttive della Diga sul Torrente Lordo è stato predisposto e messo in opera un programma costante di verifica dei materiali che ha permesso, prima dell’invaso, il collaudo finale l’intera opera. In quella sede, al fine di verificare meglio la struttura, furono intraprese delle indagini geofisiche non distruttive sui diversi elementi che costituiscono l’intera opera.

L’indagine geofisica eseguita sul corpo diga ha permesso di investigare le geometrie delle varie parti che compongono il rilevato di sbarramento e di valutare lo stato di addensamento dei materiali.

Le opere in calcestruzzo sono state analizzate sia con misure di velocità sonica sia con profili georadar. Per l’utilizzo integrato di tutte le informazioni e valutare oltre l’omogeneità anche la qualità complessiva del rivestimento delle gallerie è stato elaborata una specifica procedura statistica che ha consentito di definire, indipendentemente dalla soggettività dell’interpretatore geofisico, la qualità del rivestimento messo in opera.

L’approccio geofisico in sede di collaudo e l’elaborazione statistica è risultata un’utile esperienza da riproporre in altre opere di sbarramento in materiali sciolti anche per il controllo in corso d’opera insieme alle usuali metodologie. Bibliografia

Baldi A. M., Graziosi A., 1987. Diga sul Torrente Lordo :

controllo e verifica del diaframma di tenuta idraulica. Rassegna dei Lavori Pubblici n° 10 pp. 367-378

Couvreur J.F., Thimus J.F., 1996. Creep and ultrasonic

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Fanelli M. 1987. La progettazione: il contributo

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ABSTRACT : INVESTIGATIONS AND TESTS ON THE MATERIALS OF THE RIVER LORDO DAM Keywords : monitoring, final control, dam and concrete

works.

The dam on the River Lordo at Siderno (Reggio Calabria - Italy) is a zoned embankment dam with sealing plastic cutoff in the foundation. The dam is 47 metres high, the length at the crest 450 metres, and the retaining capacity 9 million cubic metres.

For the final test of the dam, a survey of the construction materials was performed comparing the characteristic data estimated with those actually obtained. Through geophysical investigations the geo-mechanical characteristics of the materials were verified including the concrete of the hydraulic works: bottom outlet and spillway tunnel.

The specific nature of the survey and of the geophysical investigations consist in the comparison of the data obtained during controls made during the progress of the work with those of the seismic responses of the compression waves which enable, even if empirically, anomalies that can be associated to the irregular density or compacting of the materials of the dam embankment to be locate. Seismic tomographs were obtained that enable the various zones of the dam to be verified in terms both of the geomechanical and of the dimensional characteristics.

The concrete works were verified with continuous ultrasonic velocity measurements in situ and compared with those made in representative core samples and, finally, with geo-mechanical date for the concrete classes provided for in the design.

In addition, geophysical methodologies were used, together with indirect investigations, for checking the continuity and efficacy of the plastic sealing cutoff in the foundation and in order also to identify the best method of completive in some zones where gaps were suspected.

The geophysical approach to the survey was a useful experience to be proposed again, especially in embankment dams, not least for control during progress of the work together with the usual methodologies.

AGI 2007 - Padova

INDAGINI DI VERIFICA SUI MATERIALI DELLA DIGA SUL TORRENTE LORDO INVESTIGATIONS AND TESTS ON THE MATERIALS OF THE RIVER LORDO DAM

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