Francese R.G., Giorgi M., Böhm G.

OGS - Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale - Trieste, Italy

Studio geofisico della grande

frana del Vajont

32° Convegno Nazionale - Trieste 19 – 21 novembre 2013

La frana del Vajont e’ uno degli eventi franosi

piu’ studiati al mondo Müller, L., 1964, The rock slide in the Vaiont valley. Felsmechanik und

Ingenieur-geologie, 2, 148-212.

Rossi, D., and Semenza, E., 1965. Carte Geologiche del versante settentrionale

del M. Toc e zone limitrofe prima e dopo il fenomeno di scivolamento del 9

Ottobre 1963. Ist. Geol. Univ. Ferrara, Italy.

Martinis B., 1978. Contributo alla stratigrafia dei dintorni di Erto-Casso

(Pordenone) ed alla conoscenza delle caratteristiche strutturali e meccaniche

della frana del Vajont. Memorie di Scienze Geologiche, Università di Padova,

32, 1-33.

Hendron A.J., and Patton, F.D., 1985. The Vaiont slide, a geotechnical analysis

based on new geological observations of the failure surface. Tech. Rep. GL-85–

5, Department of the Army, US Army Cops of Engineers, Washinghton D.C., 2

vols.

Kilburn, C.J., and Petley, D.N., 2003. Forecasting giant, catastrophic slope

collapse: lessons from Vajont, Northern Italy. Geomorphology, 54, 1-2, 21-32.

… piu’ di 100 contributi scientifici specifici

Le principali ragioni:

1. Conseguenze catastrofiche;

2. Franamento in massa (caso molto raro);

3. Volume (una delle piu’ grandi frane cadute in epoca storica);

4. Altezza dell’onda provocata dalla caduta della frana nel bacino artificiale;

5. Velocita’ di caduta molto elevata (60-100 km/h);

6. Possibilita’ di avere dati del prima e del dopo;

Nonostante l’elevato numero di studi vi sono ancora degli aspetti chiave

per i quali non vi e’ una risposta soddisfacente ...

Quota di sicurezza

del modello idraulico

Straordinaria altezza

dell’onda (180-200 m)

che ha superato la diga

Collasso massivo

del versante nord del

Monte Toc

Accelerazione

durante la caduta ed

estrema velocita’ di picco

(60-100 km/h)

Il presente studio, finanziato dall’Assessorato all’ Istruzione e Ricerca della Regione Friuli

Venezia Giulia (Progetto 35935/2010), s’inserisce all’ interno del Progetto Strategico di Ateneo

avviato nel 2009 dall’Università di Padova - Dipartimento di Geoscienze con tema i processi

geologici ed idrogeologici dei versanti e che ha visto la partecipazione di diversi ricercatori

italiani e stranieri (i risultati sono stati presentati in un convegno internazionale che si e’

tenuto a Padova l’8, 9 e 10 ottobre scorsi [nella ricorrenza dei 50 anni dall’evento]).

La grande frana del Vajont

T. Vajont

Longarone

Erto Casso

Mt. Toc

Mt. Salta

Valle

del

Piave

Val Gallina

La grande frana del Vajont

Volume: 270 Mm3

Area: ≈ 2km2

Spessore max: 250 m

Velocità: 20-30 m/sec

Durata: 45 secondi

25 milioni di m3 di acqua

hanno scavalcato la diga

Dati disponibili a supporto dello studio

Archivio di Stato

di Belluno

Archivio ENEL

Finalità dello studio geofisico

- Acquisire nuovi dati sulle condizioni fisiche della massa (fratturazione, condizioni

strutturali, ecc.);

- Determinare le caratteristiche del piano di scivolamento in profondità sotto il

corpo di frana;

Nuovo

modello

di caduta

I parametri fisici misurati

• Velocità delle onde di pressione - Vp;

• Velocità delle onde di taglio - Vs;

• Resistività elettrica - rho.

I parametri sono stati misurati sia volumetricamente che lungo profili

Le conoscenze geofisiche pre-63

(post fessura perimetrale 4/11/1960)

Pian della Pozza

Pian della Pozza

Mappa delle indagini geofisiche nella zona di accumulo (corpo di frana)

Rilievi OGS 2011-2013

Rilievi OGS 2011-2013

Acquisizione Geoelettrica

• Georesistivimetro IRIS Syscal Pro a 96

canali associato all’unità di gestione

multicanale IRIS switch Pro 48 e Syscal R 1

• Sistema sperimentale wireless multisorgente

della MPT LLC

Acquisizione Sismica

Sorgente vibratoria : MiniVib della I.V.I. Inc.

Sweep: up-sweep 8 – 250 Hz / 10 s / 2000-2500 Lb

Pilota crosscorrelazione: Filtered Ground Force

Controllo parametri sweep: consolle SIB - 100

Trigger: via radio-link

Ricevitori: 3C / array 6 geofoni 10 Hz/ singolo 10 Hz

Sistema registrazione: DMT Summit – telemetrico (24 bit)

Campionamento tempi: 1 ms

Lunghezza dato correlato: 1024 ms

Vibrate per punto: 2 - 3

Distanza ricevitori: 10 m

Layout stendimenti: L100:82 / L200:56 / L300:64 / L400:74 = 276 canali

Distanza fra gli shot: 20 m

Rilievo test di verifica della trasmissività delle onde elastiche

Test line.

a) P-wave V section;

b) S-wave V section;

c) Resistivity section.

Resistivity

profile

Resistivity

profile

a)

b) Low velocity

c) High resistivity

Rilievi OGS 2011-2013

Serie di riferimento - parete rocciosa di Casso

Rilievo geofisico della serie di riferimento

L’unità a’’ è un marker geofisico; l’unità b è un ottimo marker stratigrafico

presenza di una differenziazione fisica

La tettonica dinarica

Schema tettonico delle Alpi

Dal Piaz et al. 2003

Massironi et al. 2013

Valle del Vajont:

incontro fra la Catena Alpina e quella Dinarica

N

Semenza e Ghirotti, 2000

La sinclinale di Erto

un piano di scivolamento… tutt’altro che “piano”

interferenze fra le pieghe

Massironi et al. 2013

L: circa 900 m

Max 860 m

Min 795 m

0

900 m

Sezione longitudinale ERT1 - lobo A Massalezza

Fonzaso fm Fonzaso fm Fonzaso fm

Soccher fm

Sc fm

Sc fm

Sezione longitudinale ERT1 - lobo A Massalezza

Sezione longitudinale ERT8 - lobo A Massalezza

850 m

0

L: circa 850 m

Max 860 m

Min 785 m

Il numero di canali è doppio rispetto

alle precedenti ERT1/ERT5

Maggior risoluzione

ERT 8

ERT 1

ERT 5

Resistivity section ERT8 – lobe A

Fonzaso fm Fonzaso fm Fonzaso fm

Soccher fm Sc fm

Sc fm

Presenza di pieghe nel corpo di frana (zona di accumulo):

pieghe Alpine?

Sezione estratta dal volume 3D ERT Multi-Source - lobo A (Massalezza)

850 m

800 m

750 m

700 m

650 m

600 m

strada Erto -Longarone

3D Seismic tomography - P-wave velocity cube:

Plan cut just below the surface;

Plan cut at a depth of 150 m below the surface;

NS-section (SEC-B);

EW-section (SEC-A).

High velocity

body

High velocity

body

High velocity

body

Seismic tomography

A high-velocity body is visible in the north-

eastern sector of the Massalezza lobe.

This body is probably still comprised of

compact rocks because of the little

displacement occurred after the failure.

Seismic tomography

Lobo A (Massalezza)

“Corpo” ad alta velocità

Vp = 2.5 km/s

Seismic tomography and resistivity tomography

La presenza di un “corpo” ad alta velocità presente ad una certa profondità sorprende un po’

in quanto, le rocce in profondità (in accordo anche con i sondaggi) dovrebbero avere un

elevato grado di fratturazione e quindi basse velocità.

Molto probabilmente, in questa zona della frana, a causa del ridotto spostamento orizzontale

verificatosi durante il collasso (meno di 100 m), la struttura originaria si è in parte conservata

subendo un minimo processo di fratturazione e disarticolazione.

- Le differenti unità litologiche appartenenti alla Formazione del Soccher mostrano una

loro “firma” geofisica tanto da poter essere identificate nel corpo di frana;

- L’unità a’’, caratterizzato da basse velocità e basse resisitività, e il complesso ”c-d-e“,

risultano essere degli ottimi marker per ricostruire la struttura e la stratigrafia nella

parte superiore del corpo di frana

- La stratigrafia pre-frana appare ben preservata nella parte superficiale del corpo di

frana, mentre in profondità sono visibili importanti dislocamenti e sovrascorrimenti

- L’accumulo di frana è caratterizzato da una serie di pieghe, che si sono preservate

dopo il collasso, di diversa scala con asse principale N-S. Alcune di queste, presenti

sulla superficie di scivolamento e precedenti alla frana, ne hanno condizionato

l’evoluzione (riattivazione di geometrie flat-ramp-flat)

- La sinclinale del Massalezza è chiaramente visibile nella zona di accumulo, è una

struttura pre-rottura ed è molto probabile che abbia agito da binario durante il collasso

mantenendo l’integrità dell’intera massa La struttura concava ha guidato la caduta del

lobo A e ne ha limitato lo scompaginamento.

Considerazioni di sintesi

Conclusioni La studio geofisico delle grandi frane alpine rappresenta tuttora una notevole sfida in

relazione all’elevata complessità degli accumuli. La Frana del Vajont non fa eccezione e dal

punto di vista geofisico presenta proprietà estremamente variabili in relazione alla stratigrafia

ed alla struttura originaria ed allo “scompaginamento strutturale” dovuto allo scivolamento

originario e poi a quello del 1963;

Le immagini geofisiche sono risultate comunque interpretabile sia bi- che tri-

dimensionalmente grazie anche alla disponibilità di diversi dati geologici di vincolo (carte,

stratigrafie sondaggi, fotografie, etc);

L’immagine è comunque quella di un blocco scivolato in massa che mantiene una forte

impronta della struttura originaria con una serie di nuove pieghe e di dislocazioni dovute al

collasso ma senza una vera e propria “laminazione” del corpo di frana come ipotizzato da

diversi autori.

• Interpretazione congiunta di dati sismici e geoelettrici;

• Elaborazione 2D/3D dei dati sismici in onde S;

• Confronto dei parametri elastici dei materiali pre-frana e post-frana;

• Eventuale investigazione del corpo di frana al di sotto della superficie

di scivolamento primario;

• Misure delle proprietà fisiche su alcuni settori chiave del “piano di

scivolamento”.

…GRAZIE PER L’ATTENZIONE !!!

…futuri approfondimenti…