STUDIO GEOMECCANICO DELLA FRANA DEL VAJONT: INFLUENZA DEL SERBATOIO E MECCANISMO DI ROTTURA

Gli effetti sulla stabilità del versante settentrionale del M. Toc ad opera delle tre procedure di invaso e svaso cui è stato soggetto il serbatoio artificiale del Vajont sono stati indagati nel dettaglio mediante due approcci di analisi: una modellazione combinata di filtrazione e stabilità, una modellazione sforzi-deformazioni. Dalla modellazione combinata di filtrazione e stabilità condotta è emerso come il fattore principalmente responsabile dell'instabilità del versante fosse costituito dalla falda freatica originatasi all'interno dello stesso in ragione della nascita dell'invaso artificiale. La formazione di tale falda era favorita dall'elevata permeabilità della zona di taglio presente alla base della paleofrana del Vajont che, tramite una analisi a posteriori, è stata valutata in k = 5•10^-4 m/s. Per mezzo di una analisi all'equilibrio limite, si è anche determinato un intervallo di valori relativo all'angolo di attrito mediamente attribuibile alla zona di taglio (phi = 17.5-27.5°). La diminuzione del fattore di sicurezza (FOS) dovuto alla falda generata dall'invaso ha raggiunto valori del 12% rispetto alla condizione iniziale di pendio asciutto. Le precipitazioni, invece, erano in grado di assumere un ruolo decisivo nella destabilizzazione del versante solamente a partire da condizioni già molto prossime alla rottura: la diminuzione del fattore di sicurezza attribuibile alle piogge raggiungeva il 3-4% considerando il caso più gravoso. In presenza di laghi, le sponde ad essi adiacenti possono essere soggette ad eventi franosi, sia in conseguenza di operazioni di invaso, sia a causa di procedure di svaso. Nel caso del Vajont, in virtù della elevata permeabilità della zona di taglio, gli incrementi di quota del lago provocavano una diminuzione del fattore di sicurezza del versante settentrionale del M. Toc e, viceversa, le riduzioni di quota dell'invaso provocavano aumenti di FOS. Una analisi parametrica ha permesso di mostrare come versanti a bassa permeabilità reagiscano in modo opposto alle variazioni di quota degli invasi: aumento di FOS durante gli incrementi di quota del serbatoio e riduzione di F0S durante le operazioni di svaso. Un altro parametro importante in merito alle variazioni di quota degli invasi è costituito dalla velocità con cui esse avvengono. A tale proposito, procedure di svaso rapide in presenza di versanti dotati di bassa permeabilità possono risultare particolarmente pericolose. La modellazione sforzi-deformazioni alle differenze finite ha consentito di simulare il progressivo spostamento del versante durante tutti e tre i cicli di invaso e svaso. I risultati ottenuti, spostamenti di 45-60 cm e 110-140 cm, rispettivamente, in corrispondenza dei massimi del primo e del secondo invaso, sono perfettamente coerenti con le misure eseguite all'epoca. Lo stesso si può dire di quelli ottenuti in corrispondenza del massimo del terzo invaso (spostamenti fino a 225 cm) e quelli cumulati al 9 ottobre 1963 (spostamenti fino a 295 cm). Un altro fenomeno di natura meccanica deve essere preso in considerazione per spiegare il collasso finale del 9 ottobre 1963, avvenuto nel corso della terza procedura di svaso. Trattasi della rottura progressiva di un vincolo geometrico-meccanico all'estremità nord-orientale del corpo di frana. La modellazione sforzi-deformazioni condotta ha permesso di simulare la perdita di resistenza avutasi in seguito alla rottura progressiva, attribuendo ai materiali della zona di taglio un comportamento di tipo strain-softening. Tramite una analisi a posteriori, si è stimato un abbattimento dell'angolo di attrito della zona di taglio correlato alla rottura progressiva pari a 1-1.5°.