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Previsione della presenza di massi nello scavo di gallerie in depositi glaciali: approccio geostatico mediante T-PROGS (Transition Probability Geostatistics)

Beretta Giovanni Pietro Felletti Fabrizio
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ISSN:
1121-9041
Rivista:
GEAM
Anno:
2007
Numero:
121
Fascicolo:
GEAM N.121/2007

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Lo studio si concentra sulla previsione della densità di blocchi (massi erratici) di medie e grosse dimensioni (da decimetrici a metrici), che si possono incontrare durante lo scavo di una galleria, la cui stima infl uenza la scelta di tipo di avanzamento, con pesanti ricadute tecnico-economiche. Si è considerata un’area-campione costituita da una porzione di anfi teatro morenico dell’alta pianura dell’Italia settentrionale a contatto con la zona pedemontana. Quest’area si caratterizza per la presenza di depositi glaciali e fl uvio-glaciali del Pleistocene medio. Si è utilizzata una metodologia di simulazione geostatistica (T-PROGS – Transition Probability Geostatistics) che fa uso delle Catene di Markov per quantifi care la probabilità di transizione tra una facies sedimentaria e un’altra, sia in senso verticale che laterale. Nel caso in esame si è considerata la probabilità di transizione tra i depositi glaciali, fl uvio-glaciali e i massi erratici. T-PROGS ha permesso di tener conto, nella fase di simulazione, dei seguenti parametri: (i) proporzioni volumetriche tra le facies sedimentarie; (ii) tendenze verticali di facies (presenza di sequenze o cicli); (iii) distanza di correlazione media di ciascuna facies; (iv) presenza di una direzione di massima e minima di correlazione (anisotropia); (v) forma non sferica dei massi erratici. I dati geologici a disposizione, utilizzati per il modello geostatistico, consistono in: sondaggi con relative stratigrafi e, rilievi effettuati all’interno di scavi superfi ciali, censimento di massi in affi oramento con misurazione delle dimensioni (asse maggiore L1, asse minore L2 e asse intermedio L3) e sezione geologica interpretativa lungo il tracciato di una possibile galleria. I risultati ottenuti da questo studio consistono in una previsione della distribuzione e della frequenza dei massi (suddividendoli in tre classi dimensionali) all’interno dei sedimenti oggetto del presente studio e attraversati dallo scavo della galleria. La maggiore concentrazione di massi è stimata in presenza di depositi glaciali, con valori massimi di 27 massi per 10000 m³ di materiale. Lo studio del grado di variabilità tra le differenti simulazioni elaborate ha permesso di quantifi care il grado d’incertezza del risultato fi nale.

Boulders expectation in glacial till tunneling: a T-PROGS approach (Transition Probability Geostatistics). The aim of this study is the prediction of boulder (erratic blocks) frequency encountered during the construction of a tunnel in a morainic amphitheatre of the northern Italy. This area is characterized by the presence of glacial and fl uvio-glacial deposits of Pleistocene age. The ability to predict the size and frequency of boulders during construction is essential for assessing the type of machines to be used for tunnelling. A geostatistical method is proposed herein that utilizes a transition probability-based geostatistical approach (T-PROGS) to model spatial variability of boulders by 3-D Markov Chains. T-PROGS has several advantages over traditional geostatistical methods because has a conceptual framework for incorporating many geological information into the development of simulations. This is accomplished by linking fundamental observable attributes mean lengths, material proportions, anisotropy, and juxtapositioning with Markov chain model parameters. The geological data base used in this study to compute the geostatistical simulations consist of: borehole data, geological survey in the excavation, measurement on outcrop of boulder characteristics (larger, smaller and intermediate axis, respectively L1, L2 and L3) and an interpretative geological cross-section across the study area.

Prevision de la presence de rochers pendent la costruction des tunnels dans les depots glaciers: approche geostatistique parmi T-PROG (Transition Probability Geostatistics). Le but de cette étude est la prévision de la densité de rochers (blocs erratiques) de moyennes et grandes dimensions qui on peut rencontrer pendant la construction d’un tunnel dans un amphithéâtre morainique de l’Italie du Nord. Ce secteur est caractérisé par la présence des dépôts glaciaires et fl uvioglaciaires du Pléistocène. La capacité de prévoir la taille et la fréquence des rochers pendant la construction est essentielle pour évaluer les machines à employer pour le perçage d’un tunnel. On propose une méthodologie geostatistique (T-PROGS-Transition Probability Goestatistcs) pour modeler, par les chaînes de Markov, la probabilité de transition parmi le faciès sedimentaires (dépôts glaciers, fl uvioglaciaires et blocs erratiques). On considére aussi les proportions volumetriques parmi les facies sedimentaires, la presence des cycles ou séquences, la distance et l’anisotropie de correlation et la forme non sphérique des rochers. La base de données géologiques employée dans cette étude pour les simulations geostatistiques se composent de données de forage, de relevments géologique dans des tranchées, de mesures sur l’affl eurement des axes caractéristiques de rocher (majeur L1, mineur L2 et intermédiaire L3) et d’une section géologique interprétative à travers le tracé du tunnel. Le résultat de cette étude nous permet de prévoir la distribution de la taille et de la fréquence des rochers pendant la construction du tunnel. La valeur plus élevée des rochers est dans les dépôts glaciaires, où une concentration du 27 rochers/10000 m³ des sédiments a été simulée. La variabilité entre les différentes simulations qui ont été calculées permet aussi de mesurer l’incertitude de résultat.