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Meccanismi di liquefazione e tecniche di mitigazione
Le sollecitazioni sismiche in terreni granulari saturi e sciolti causano un aumento transitorio di pressioni neutre e una progressiva riduzione di rigidezza e resistenza al taglio, che può portare ad un cambio di stato del terreno da solido a fluido quando le tensioni efficaci tendono ad annullarsi. Questa fase finale è detta liquefazione. Anche prima che la completa liquefazione sia raggiunta, meccanismi critici che coinvolgono strutture e infrastrutture possono essere innescati per effetto della riduzione delle tensioni efficaci. Gli effetti sul costruito differiscono da quelli inerziali tipicamente osservati durante i terremoti, essendo fondamentalmente legati ad elevatissimi cedimenti e a rotazione che possono giungere al completo ribaltamento. Questi dissesti sono raramente responsabili di perdite di vite umane, ma spesso comportano costi di riparazione o smantellamento-ricostruzione estremamente elevati. La mitigazione del rischio a liquefazione è perciò un problema rilevante, anche perché l’evidenza sperimentale mostra che questo meccanismo può verificarsi ripetutamente su aree precedentemente colpite da nuovi eventi sismici, sebbene questo sia in qualche modo controintuitivo per l’effetto di addensamento indotto dalla consolidazione post sismica. Dopo un paragrafo introduttivo dedicato alla descrizione dei meccanismi di liquefazione e agli effetti indotti sul costruito, l’articolo introduce e commenta brevemente le norme tecniche sulla valutazione della suscettibilità alla liquefazione, per concludere infine con qualche indicazione progettuale relativa alle principali e più promettenti tecniche di consolidamento per la mitigazione del rischio di liquefazione. A causa del grande e rapidamente crescente numero di tecnologie e brevetti esistenti, nell’articolo si propongono semplici indicazioni progettuali categorizzando gli interventi di consolidamento sulla base delle modifiche indotte dal trattamento, senza entrare quindi nel dettaglio delle specifiche tecnologie adottate allo scopo.
Seismic shaking of loose, saturated granular soils causes a transient pore pressure build-up and a progressive reduction of stiffness and shear strength, that may eventually lead to a state transition from solid to fluid when the effective stresses tend to zero. This final stage is called liquefaction. Even before full liquefaction, however, critical mechanisms on structures and infrastructures may be triggered by the reduction of effective stresses. The effects on the built environment differ from the inertial ones typically observed during earthquakes, being basically related to excessive settlements and tilting, rarely resulting in human losses but often producing extremely relevant repair or dismantling-rebuilding costs. The mitigation of liquefaction risk is therefore a relevant issue, also because experimental evidence shows that this mechanism may repeatedly take place on previously affected areas upon new seismic events, which is somehow counterintuitive because of the densification effect of post seismic consolidation. After an introductory section devoted to a description of liquefaction mechanisms and to the effects induced on the built environment, the paper briefly introduces and comments codes rules for liquefaction risk assessment, to finally end up with some design indication for the most popular or promising ground improvement technologies suited to mitigate liquefaction risk. Because of the large and ever-increasing number of technologies and patents, design hints are herein proposed categorizing ground improvement interventions on the base of the modification induced by treatment, without entering in details on the specific technology adopted to the aim.
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