capping delle discariche con sistemi geosinetici
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PROGETTARE LA COPERTURA PROGETTARE LA COPERTURA PROGETTARE LA COPERTURA PROGETTARE LA COPERTURA DELLE DISCARICHE DELLE DISCARICHE DELLE DISCARICHE DELLE DISCARICHE
CON SISTEMI CON SISTEMI CON SISTEMI CON SISTEMI GEOSINTETICIGEOSINTETICIGEOSINTETICIGEOSINTETICI
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 1111
INDICE ARGOMENTIINDICE ARGOMENTIINDICE ARGOMENTIINDICE ARGOMENTI
A. UTILIZZO DI SISTEMI GEOSINTETICI IN DISCARICA
B. INQUADRAMENTO NORMATIVO
C. APPROCCIO PROGETTUALE PER I SISTEMI DRENANTI C. APPROCCIO PROGETTUALE PER I SISTEMI DRENANTI
D. APPROCCIO PROGETTUALE PER I SISTEMI DI RINFORZO
E. CASI STUDIO
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UTILIZZO DI SISTEMI GEOSINTETICIUTILIZZO DI SISTEMI GEOSINTETICIUTILIZZO DI SISTEMI GEOSINTETICIUTILIZZO DI SISTEMI GEOSINTETICI
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 3333
FONTE: WWW. geosyntheticsmagazine.comFONTE: WWW. geosyntheticsmagazine.comFONTE: WWW. geosyntheticsmagazine.comFONTE: WWW. geosyntheticsmagazine.com
UTILIZZO DI SISTEMI GEOSINTETICIUTILIZZO DI SISTEMI GEOSINTETICIUTILIZZO DI SISTEMI GEOSINTETICIUTILIZZO DI SISTEMI GEOSINTETICI
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 4444
UTILIZZO DI SISTEMI GEOSINTETICIUTILIZZO DI SISTEMI GEOSINTETICIUTILIZZO DI SISTEMI GEOSINTETICIUTILIZZO DI SISTEMI GEOSINTETICI
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NORMATIVA ITALIANANORMATIVA ITALIANANORMATIVA ITALIANANORMATIVA ITALIANA
A livello normativo, l’Italia ha recepito la Direttiva Comunitaria 1999/31/CEDirettiva Comunitaria 1999/31/CEDirettiva Comunitaria 1999/31/CEDirettiva Comunitaria 1999/31/CE, solamente nel 2003, con il Decreto Legislativo 13 gennaio 2003, n. 36Decreto Legislativo 13 gennaio 2003, n. 36Decreto Legislativo 13 gennaio 2003, n. 36Decreto Legislativo 13 gennaio 2003, n. 36.
L’allegato 2 pto. 2.2 del D.Lgs 36/2003 asserisce: “[..] al fine di garantire l'isolamento del carpo dei rifiuti dalle matrici ambientali, la discarica deve soddisfare l'isolamento del carpo dei rifiuti dalle matrici ambientali, la discarica deve soddisfare
i seguenti requisiti tecnici:
• sistema di regimazione e convogliamento delle acque superficiali;
• impermeabilizzazione del fondo e delle sponde della discarica;
• impianto di raccolta e gestione del percolato;
• impianto di captazione e gestione del gas di discarica (solo per discariche dove
sono smaltiti rifiuti biodegradabili);
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sono smaltiti rifiuti biodegradabili);
• sistema di copertura superficiale finale della discaricasistema di copertura superficiale finale della discaricasistema di copertura superficiale finale della discaricasistema di copertura superficiale finale della discarica.
[…]”
NORMATIVA ITALIANANORMATIVA ITALIANANORMATIVA ITALIANANORMATIVA ITALIANA
Relativamente al sistema di copertura superficiale finalecopertura superficiale finalecopertura superficiale finalecopertura superficiale finale, nell’Allegato 1nell’Allegato 1nell’Allegato 1nell’Allegato 1 del Decreto Legislativo vengono specificate le caratteristiche che la stratigrafia dovrà disporre per ottemperare alle seguenti funzioni:
• isolare il corpo rifiuti dall'ambiente esterno;
• minimizzare la quota delle infiltrazioni d'acqua all’interno del corpo rifiuto;
• ridurre al minimo l’attività antropica per interventi di manutenzione;
• minimizzare l’innescarsi di fenomeni erosivi;
• garantire sufficiente resistenza agli assestamenti provocati dai fenomeni di
subsidenza localizzata a seguito della degradazione del rifiuto;
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subsidenza localizzata a seguito della degradazione del rifiuto;
Ai punti 1.2.3 e 2.4.3. dell’All.1, vengono dettagliati i requisiti minimi che il sistema deve disporre a seconda se si tratti di una discarica per inerti o per rifiuti pericolosi/non pericolosi (vedi tabella successiva).
RIFIUTI INERTIRIFIUTI INERTIRIFIUTI INERTIRIFIUTI INERTI
AllegatoAllegatoAllegatoAllegato 1111 ---- ptoptoptopto.... 1111....2222....3333 ---- IMPIANTIIMPIANTIIMPIANTIIMPIANTI PERPERPERPER RIFIUTIRIFIUTIRIFIUTIRIFIUTI INERTIINERTIINERTIINERTI
1. strato superficiale di copertura con spessore >= 1 m spessore >= 1 m spessore >= 1 m spessore >= 1 m che favorisca lo sviluppo delle specie vegetali di copertura ai fini del piano di ripristino ambientale e delle specie vegetali di copertura ai fini del piano di ripristino ambientale e fornisca una protezione adeguata contro l'erosione e consenta di proteggere le barriere sottostanti dalle escursioni termiche;
2. strato drenante con spessore >=0.5 m spessore >=0.5 m spessore >=0.5 m spessore >=0.5 m in grado di impedire la formazione di un battente idraulico sopra le barriere di cui ai successivi punti 3) e 4);
3. strato minerale superiore compattato di spessore >= 0.5 m spessore >= 0.5 m spessore >= 0.5 m spessore >= 0.5 m e di bassa conducibilità idraulica.
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conducibilità idraulica.
4. strato di regolarizzazione per la corretta messa in opera degli elementi superiori e costituito da materiale drenante.
Strato superficiale di 1 m1 m1 m1 m
RIFIUTI INERTIRIFIUTI INERTIRIFIUTI INERTIRIFIUTI INERTI
Strato superficiale di copertura
Strato drenante
Strato minerale compattato
GCDGCDGCDGCD
1 m1 m1 m1 m
0,5 m0,5 m0,5 m0,5 m
0,5 m0,5 m0,5 m0,5 m
varvarvarvar
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Strato regolarizzazionevarvarvarvar
GCD: GCD: GCD: GCD: geocomposito drenante
RIFIUTI PERICOLOSI E NON PERICOLOSIRIFIUTI PERICOLOSI E NON PERICOLOSIRIFIUTI PERICOLOSI E NON PERICOLOSIRIFIUTI PERICOLOSI E NON PERICOLOSI
Allegato 1 Allegato 1 Allegato 1 Allegato 1 ---- pto. 2.4.3 pto. 2.4.3 pto. 2.4.3 pto. 2.4.3 –––– IMPIANTI PER FIUTI NON PERICOLOSI E PER RIFIUTI IMPIANTI PER FIUTI NON PERICOLOSI E PER RIFIUTI IMPIANTI PER FIUTI NON PERICOLOSI E PER RIFIUTI IMPIANTI PER FIUTI NON PERICOLOSI E PER RIFIUTI PERICOLOSIPERICOLOSIPERICOLOSIPERICOLOSI
1. strato superficiale di copertura con spessore spessore spessore spessore ≥≥≥≥1 m 1 m 1 m 1 m che favorisca lo sviluppo delle specie 1. strato superficiale di copertura con spessore spessore spessore spessore ≥≥≥≥1 m 1 m 1 m 1 m che favorisca lo sviluppo delle specie vegetali di copertura ai fini del piano di ripristino ambientale e fornisca una protezione adeguata contro l'erosione e di proteggere le barriere sottostanti dalle escursioni termiche;
2. strato drenante protetto da eventuali intasamenti con spessore spessore spessore spessore ≥≥≥≥ 0.5 m 0.5 m 0.5 m 0.5 m in grado di impedire la formazione di un battente idraulico sopra le barriere di cui ai successivi punti 3) e 4);
3. strato minerale compattato dello spessore spessore spessore spessore ≥≥≥≥ 0,5 m 0,5 m 0,5 m 0,5 m e di conducibilità idraulica di 10-8 m/s o di caratteristiche equivalenti, integrato da un rivestimento impermeabile superficiale per gli impianti di discarica di rifiuti pericolosi;
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per gli impianti di discarica di rifiuti pericolosi;
4. strato di drenaggio del gas e di rottura capillare, protetto da eventuali intasamenti, con spessore spessore spessore spessore ≥≥≥≥ 0.5 m0.5 m0.5 m0.5 m;
5. strato di regolarizzazione con la funzione di permettere la corretta messa in opera degli strati sovrastanti
Strato superficiale di copertura
1 m1 m1 m1 m
RIFIUTI NON PERICOLOSIRIFIUTI NON PERICOLOSIRIFIUTI NON PERICOLOSIRIFIUTI NON PERICOLOSI
copertura
Strato drenante
Strato minerale compattato
GCDGCDGCDGCD0,5 m0,5 m0,5 m0,5 m
0,5 m0,5 m0,5 m0,5 m
Strato drenante biogasGCDGCDGCDGCD0,5 m0,5 m0,5 m0,5 m
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Strato regolarizzazionevarvarvarvar
Strato drenante biogasGCDGCDGCDGCD0,5 m0,5 m0,5 m0,5 m
GCD: GCD: GCD: GCD: geocomposito drenante
RIFIUTI PERICOLOSIRIFIUTI PERICOLOSIRIFIUTI PERICOLOSIRIFIUTI PERICOLOSI
Strato superficiale di copertura
1 m1 m1 m1 m
Strato drenante
Strato minerale compattato
GCDGCDGCDGCD0,5 m0,5 m0,5 m0,5 m
0,5 m0,5 m0,5 m0,5 m
Strato drenante biogasGCDGCDGCDGCD0,5 m0,5 m0,5 m0,5 m
GMBGMBGMBGMB
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Strato regolarizzazionevarvarvarvar
Strato drenante biogas
GCD: GCD: GCD: GCD: geocomposito drenante
GMB: GMB: GMB: GMB: geomembrana sintetica in HDPE
PROBLEMI NORMATIVIPROBLEMI NORMATIVIPROBLEMI NORMATIVIPROBLEMI NORMATIVI
• in termini di stratigrafie, cio’ che afferma e sancisce la legge nonrisulta compatibile con le geometrie delle discariche esistenti primadel’entrata in vigore del decreto stesso;
• l’approvvigionamento di materiali naturali (quali argilla, ghiaia) indeterminati contesti geografici costituisce certamente una voce dicosto nel computo delle lavorazioni non trascurabile (da intendersisia come costi diretti che come costi indiretti);
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PROBLEMI NORMATIVIPROBLEMI NORMATIVIPROBLEMI NORMATIVIPROBLEMI NORMATIVI
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NORMATIVA PROGETTAZIONENORMATIVA PROGETTAZIONENORMATIVA PROGETTAZIONENORMATIVA PROGETTAZIONE
NTC 2008NTC 2008NTC 2008NTC 2008DM 14/01/2008 (GAZZETTA UFFICIALE n. 29 del 04/02/2008)
Circolare n. 617 del 26/02/2009 “Istruzioni per l’applicazione delle nuove Circolare n. 617 del 26/02/2009 “Istruzioni per l’applicazione delle nuove norme tecniche per le costruzioni di cui al decreto ministeriale 14 gennaio
2008”
CAPCAPCAPCAP.... 6666 ---- PROGETTAZIONEPROGETTAZIONEPROGETTAZIONEPROGETTAZIONE GEOTECNICAGEOTECNICAGEOTECNICAGEOTECNICA
PARPARPARPAR.... 6666....11111111 –––– DISCARICHEDISCARICHEDISCARICHEDISCARICHE CONTROLLATECONTROLLATECONTROLLATECONTROLLATE DIDIDIDI RIFIUTIRIFIUTIRIFIUTIRIFIUTI EEEE DEPOSITIDEPOSITIDEPOSITIDEPOSITI DIDIDIDIINERTIINERTIINERTIINERTI
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[..] in particolare, nel caso di barriere composite, devono essere
valutate le condizioni di stabilità lungo le superfici di scorrimento che
comprendano anche le interfacce tra i diversi materiali utilizzati […]
NORMATIVA PROGETTAZIONENORMATIVA PROGETTAZIONENORMATIVA PROGETTAZIONENORMATIVA PROGETTAZIONE
STATO LIMITE DI ESERCIZIO - SLE
STATO LIMITE ULTIMO – SLU
La verifica si imposta nel rispetto della seguente condizione:La verifica si imposta nel rispetto della seguente condizione:
EEEEdddd <= R<= R<= R<= Rdddd
Ed = è il valore di progetto dell’effetto delle azioni;
Rd = è la resistenza di progetto, valutata in base ai valori di progetto della resistenza dei materiali
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Rd = è la resistenza di progetto, valutata in base ai valori di progetto della resistenza dei materialie ai valori nominali delle grandezze geometriche interessate
NORMATIVA PROGETTAZIONENORMATIVA PROGETTAZIONENORMATIVA PROGETTAZIONENORMATIVA PROGETTAZIONE
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NORMATIVA PROGETTAZIONENORMATIVA PROGETTAZIONENORMATIVA PROGETTAZIONENORMATIVA PROGETTAZIONE
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NORMATIVA PROGETTAZIONENORMATIVA PROGETTAZIONENORMATIVA PROGETTAZIONENORMATIVA PROGETTAZIONE
Gli approcci progettuali consentiti dalle nuove NTC per la verifica agli statilimite ultimi sono:
APPROCCIOAPPROCCIOAPPROCCIOAPPROCCIO 1111:::: due combinazioni
combinazione 1: (A1 + M1 + R1) amplificazione dei carichi
combinazione 2: (A2 + M2 + R2) riduzione delle resistenze
APPROCCIOAPPROCCIOAPPROCCIOAPPROCCIO 2222:::: una combinazioni
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APPROCCIOAPPROCCIOAPPROCCIOAPPROCCIO 2222:::: una combinazioni
combinazione 1: (A1 + M1 + R3)
II PARTE II PARTE II PARTE II PARTE –––– SISTEMI DRENANTI SINTETICISISTEMI DRENANTI SINTETICISISTEMI DRENANTI SINTETICISISTEMI DRENANTI SINTETICI
IIIIIIII° PARTEPARTEPARTEPARTEIIIIIIII° PARTEPARTEPARTEPARTEPROGETTARE UN SISTEMA
DRENANTE SINTETICO
CONCETTI INTRODUTTIVI
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INTRODUZIONEINTRODUZIONEINTRODUZIONEINTRODUZIONE
In discarica (fondo e strato di copertura) è necessario prevedere a progettodelle soluzioni tecniche che siano in grado di drenare liquidi/aeriformi.
Solitamente si è soliti utilizzare materiali naturali (inerti).
Non sempre è tecnicamente sostenibile.
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INTRODUZIONEINTRODUZIONEINTRODUZIONEINTRODUZIONE
~~~~
Perché un geocomposito drenante venga accettato come alternativa ad uno strato di inerte, è necessario
dimostrarne l’equivalenza idraulica
~~~~
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dimostrarne l’equivalenza idraulica
DEFINZIONE DI DRENANTI SINTETICIDEFINZIONE DI DRENANTI SINTETICIDEFINZIONE DI DRENANTI SINTETICIDEFINZIONE DI DRENANTI SINTETICI
Definiti anche geospaziatori (dall’inglese geospacer), sono caratterizzati da una struttura tridimensionale interna ad elevato indice di vuoti a cui viene accoppiato uno o due elementi filtranti in tessuto non tessuto.
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CLASSIFICAZIONE TERRENICLASSIFICAZIONE TERRENICLASSIFICAZIONE TERRENICLASSIFICAZIONE TERRENI
ARGILLE (particelle < 2 micron)
LIMI (particelle da 2 a 50 micron)LIMI (particelle da 2 a 50 micron)
SABBIE (particelle da 50 micron a 2 millimetri)
GHIAIE (particelle > 2 millimetri)
Le argille ed i limi possono essere considerati “impermeabiliimpermeabiliimpermeabiliimpermeabili”.
I limi medi e grossolani e le sabbie fini di media e “bassa permeabilitàbassa permeabilitàbassa permeabilitàbassa permeabilità”.
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I limi medi e grossolani e le sabbie fini di media e “bassa permeabilitàbassa permeabilitàbassa permeabilitàbassa permeabilità”.
Le sabbie e le ghiaie materiali ad “elevata permeabilitàelevata permeabilitàelevata permeabilitàelevata permeabilità”.
CLASSIFICAZIONE TERRENICLASSIFICAZIONE TERRENICLASSIFICAZIONE TERRENICLASSIFICAZIONE TERRENI
Area A e B: Area A e B: Area A e B: Area A e B: terreni argillosi - drenaggio non necessario, permeabilità molto bassa (kv< 5.10-8 m/s)
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m/s)
Area DArea DArea DArea D: terreni sabbiosi - drenaggio non necessario, permeabilità molto alta (kv> 5.10-5 m/s)
Area CArea CArea CArea C: terreni limo sabbiosi - drenaggio necessario
PRESTAZIONI IDRAULICHE DELL’INERTEPRESTAZIONI IDRAULICHE DELL’INERTEPRESTAZIONI IDRAULICHE DELL’INERTEPRESTAZIONI IDRAULICHE DELL’INERTE
La portata smaltibile da uno strato di materiale granulare avente unaconducibilità idraulica k soggetto ad un gradiente idraulico i è fornito dallarelazione di Darcy
kiAQ = [m3/s]
t = spessore
L = larghezza = 1
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26262626
kitq = [m3/s m]
Il ks del terreno più permeabile che richieda un drenaggio è di ca.ks. = 5 x 105 x 105 x 105 x 10----5 m/s5 m/s5 m/s5 m/s
CALCOLO PRESTAZIONI IDRAULICHE DELL’INERTECALCOLO PRESTAZIONI IDRAULICHE DELL’INERTECALCOLO PRESTAZIONI IDRAULICHE DELL’INERTECALCOLO PRESTAZIONI IDRAULICHE DELL’INERTE
[m3/s m]
k = 5 X 10-5 m/s[m2/s]
q = k*i*tq = k*i*tq = k*i*tq = k*i*t
i = 0,04 (circa 2 °)
t = 0,5 m
q = 5*10q = 5*10q = 5*10q = 5*10----5555 x 0,04 x 0,5 = 0,1*10x 0,04 x 0,5 = 0,1*10x 0,04 x 0,5 = 0,1*10x 0,04 x 0,5 = 0,1*10----5555 [m2/s][m2/s][m2/s][m2/s]
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27272727
TRASMISSIVITA’ IDRAULICA DI UN GEOSINTETICOTRASMISSIVITA’ IDRAULICA DI UN GEOSINTETICOTRASMISSIVITA’ IDRAULICA DI UN GEOSINTETICOTRASMISSIVITA’ IDRAULICA DI UN GEOSINTETICO
Il geocomposito drenante dovrà garantire una portata idraulica specifica superiorealla portata ottenuta per lo strato di materiale inerte, nelle medesime condizioni alcontorno (in termini di gradiente idraulico e pressione applicata).
PORTATA IDRAULICA SPECIFICA = TRASMISSIVITA’ IDRAULICA
Si calcola in laboratorio secondo la norma UNI EN ISO 12958UNI EN ISO 12958UNI EN ISO 12958UNI EN ISO 12958
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28282828
APPARECCHIATURA DI MISURAAPPARECCHIATURA DI MISURAAPPARECCHIATURA DI MISURAAPPARECCHIATURA DI MISURA
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29292929
APPARECCHIATURA DI MISURAAPPARECCHIATURA DI MISURAAPPARECCHIATURA DI MISURAAPPARECCHIATURA DI MISURA
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30303030
DEFINIZIONE DI TRASMISSIVITA’ IDRAULICADEFINIZIONE DI TRASMISSIVITA’ IDRAULICADEFINIZIONE DI TRASMISSIVITA’ IDRAULICADEFINIZIONE DI TRASMISSIVITA’ IDRAULICA
Esprime la quantità d’acqua che il materiale riesce a trasportare longitudinalmente nell’unità di tempo per unità di larghezza al gradiente i = 1 assumendo un flusso laminare.
Viene espressa in (mmmm3333/s m/s m/s m/s m - mmmm2222/s/s/s/s oppure l/s ml/s ml/s ml/s m).
1 m3 = 103 l
θθθθ = k * t= k * t= k * t= k * t
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31313131
k k k k = permeabilità nel piano del gtx (m/s)
tttt = spessore del prodotto (m)
PERMEABILITA’ DEL FILTROPERMEABILITA’ DEL FILTROPERMEABILITA’ DEL FILTROPERMEABILITA’ DEL FILTRO
L’acqua penetra nel geocomposito in direzione perpendicolare attraverso il geotessile filtrante. La permeabilità in direzione perpendicolare è data da (legge di Darcy):
k = q * t / 10k = q * t / 10k = q * t / 10k = q * t / 105555
Dove:
k = permeabilità (m/s)
t = spessore del gtx (mm) = 1 mm
q = capacità filtrante (l/m2 s) = 100 l/m2 s
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k = 10k = 10k = 10k = 10----3333 m/sm/sm/sm/s
PARAMETRI INFLUENZANO LA TRASMISSIVITA’PARAMETRI INFLUENZANO LA TRASMISSIVITA’PARAMETRI INFLUENZANO LA TRASMISSIVITA’PARAMETRI INFLUENZANO LA TRASMISSIVITA’
A. PRESSIONE APPLICATA SUL PRODOTTO (kPa)
B. GRADIENTE IDRAULICO (geometria del piano di posa) B. GRADIENTE IDRAULICO (geometria del piano di posa)
• orizzontale
• verticale
• obliqua
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PRESSIONE APPLICATAPRESSIONE APPLICATAPRESSIONE APPLICATAPRESSIONE APPLICATA
A. DRENAGGIO VERTICALE
HHHH
B. DRENAGGIO ORIZZONTALE
P = kP = kP = kP = kAAAA****γγγγ*H*H*H*HHHHH
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P = P = P = P = γγγγ*s*s*s*s ssss
GRADIENTE IDRAULICOGRADIENTE IDRAULICOGRADIENTE IDRAULICOGRADIENTE IDRAULICO
i = sen(i = sen(i = sen(i = sen(β)β)β)β) I = 0,04 I = 0,04 I = 0,04 I = 0,04 ββββ = 2= 2= 2= 2°
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 35353535
i = sen(i = sen(i = sen(i = sen(β)β)β)β)I = 0,1I = 0,1I = 0,1I = 0,1 ββββ = 5= 5= 5= 5°
I = 1 I = 1 I = 1 I = 1 ββββ = 90= 90= 90= 90°
ESEMPIO DI SCHEDA TECNICA ESEMPIO DI SCHEDA TECNICA ESEMPIO DI SCHEDA TECNICA ESEMPIO DI SCHEDA TECNICA
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ESEMPIO DI SCHEDA TECNICA ESEMPIO DI SCHEDA TECNICA ESEMPIO DI SCHEDA TECNICA ESEMPIO DI SCHEDA TECNICA
=
4321 ***
1
FSFSFSFSqq nomamm
Dove:Dove:
• q nom = portata specifica nominale del GCD calcolata secondo EN ISO 12958 (l/sm);
• q amm = portata specifica ammissibile del GCD;
• FS1 = fattore di danneggiamento che tiene in considerazione il fenomeno dell’intrusione del geotessile all’interno dell’anima drenante;
• FS2 = fattore di danneggiamento che tiene in considerazione il fenomeno del creep dei materiali polimerici;
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materiali polimerici;
• FS3 = fattore di danneggiamento che tiene in considerazione il fenomeno del “clogging” di natura chimica;
• FS4 = fattore di danneggiamento che tiene in considerazione il fenomeno del “clogging” di natura biologica;
GHIAIA VS DRENANTE SINTETICOGHIAIA VS DRENANTE SINTETICOGHIAIA VS DRENANTE SINTETICOGHIAIA VS DRENANTE SINTETICO
RENDIMENTO IDRAULICORENDIMENTO IDRAULICORENDIMENTO IDRAULICORENDIMENTO IDRAULICOdi uno strato di 50 cm di GHIAIAdi uno strato di 50 cm di GHIAIAdi uno strato di 50 cm di GHIAIAdi uno strato di 50 cm di GHIAIA
RENDIMENTO IDRAULICORENDIMENTO IDRAULICORENDIMENTO IDRAULICORENDIMENTO IDRAULICOdel GCDdel GCDdel GCDdel GCD
i = grad. idr. = 0,04 (2°)
K K K K ghiaiaghiaiaghiaiaghiaia = 5 10= 5 10= 5 10= 5 10----5555 m/s;m/s;m/s;m/s;
s = spess. = 0,5 m;s = spess. = 0,5 m;s = spess. = 0,5 m;s = spess. = 0,5 m;
s = s = s = s = spessspessspessspess. . . . terrterrterrterr. = 1 m;. = 1 m;. = 1 m;. = 1 m;
s s s s GCDGCDGCDGCD = 20 mm= 20 mm= 20 mm= 20 mm
g g g g terr.terr.terr.terr.= peso spec. = 18 = peso spec. = 18 = peso spec. = 18 = peso spec. = 18 kNkNkNkN/m/m/m/m3333;;;;
P = P = P = P = s*gs*gs*gs*g = 18 = 18 = 18 = 18 kNkNkNkN/m/m/m/m2222 ~ 20 ~ 20 ~ 20 ~ 20 kPakPakPakPa;;;;
Q Q Q Q ghiaiaghiaiaghiaiaghiaia = K*i*s == K*i*s == K*i*s == K*i*s =0,1*100,1*100,1*100,1*10----5555 m3 / s*mm3 / s*mm3 / s*mm3 / s*m
Q Q Q Q GCD/20 kPaGCD/20 kPaGCD/20 kPaGCD/20 kPa = = = = 1,10 l / s*m1,10 l / s*m1,10 l / s*m1,10 l / s*mQ Q Q Q ghiaiaghiaiaghiaiaghiaia = K*i*s == K*i*s == K*i*s == K*i*s =0,1*100,1*100,1*100,1*10----2222 l / s*ml / s*ml / s*ml / s*m
Trasmissività nominale
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 38383838
Q Q Q Q GCD/20 kPaGCD/20 kPaGCD/20 kPaGCD/20 kPa = = = = 1,10 l / s*m1,10 l / s*m1,10 l / s*m1,10 l / s*mQ Q Q Q ghiaiaghiaiaghiaiaghiaia = K*i*s == K*i*s == K*i*s == K*i*s =0,1*100,1*100,1*100,1*10 l / s*ml / s*ml / s*ml / s*m
Q Q Q Q GCD/20 kPaGCD/20 kPaGCD/20 kPaGCD/20 kPa = = = = 0,36 l / s*m0,36 l / s*m0,36 l / s*m0,36 l / s*mQ Q Q Q ghiaiaghiaiaghiaiaghiaia = K*i*s == K*i*s == K*i*s == K*i*s =0,1*100,1*100,1*100,1*10----2222 l / s*ml / s*ml / s*ml / s*m
Trasmissività ammissibile
REQUISITI ESSENZIALIREQUISITI ESSENZIALIREQUISITI ESSENZIALIREQUISITI ESSENZIALI
1. COMPRESSIONE DEL NUCLEO: l’anima drenantedeve poter evitare una riduzione significativa del suospessore nel tempo e sotto determinate condizioni dicarico;
2. COMPENETRAZIONE DEL FILTRO: è necessarioevitare la compenetrazione del geotessile filtranteall’interno dell’anima, riducendo in questo modo lacapacità drenante del geocomposito;
3. INTASAMENTO E COMPRESSIONE DELFILTRO: è necessario evitare che il filtro si intasi e sicomprima, dovendo pertanto soddisfare due criteri:
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 39393939
� CRITERI DI RITENZIONE: evita la fuoriuscita delleparticelle di terreno (fenomeno di sifonamento);
� CRITERI DI PERMEABILITA’: deve essere in grado digarantire il passaggio dell’acqua;
COMPRESSIVE CREEPCOMPRESSIVE CREEPCOMPRESSIVE CREEPCOMPRESSIVE CREEP
Dreni collassabiliDreni collassabiliDreni collassabiliDreni collassabiliSp
esso
re (m
m)
Dreni comprimibiliDreni comprimibiliDreni comprimibiliDreni comprimibili
Pressione (kPa)
Spes
sore (m
m)
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 40404040
COMPRESSIVE CREEPCOMPRESSIVE CREEPCOMPRESSIVE CREEPCOMPRESSIVE CREEP
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 41414141
COMPENETRAZIONE DEL FILTROCOMPENETRAZIONE DEL FILTROCOMPENETRAZIONE DEL FILTROCOMPENETRAZIONE DEL FILTRO
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 42424242
CRITERIO DI RITENZIONECRITERIO DI RITENZIONECRITERIO DI RITENZIONECRITERIO DI RITENZIONE
Fornisce il diametro significativo dei pori del filtro Of a partire dallecaratteristiche del terreno (coefficiente di uniformità Cu e densità relativa Dr).
1< Cu < 3 Cu> 3
Dr< 50% Of< Cu d50 Of< 9 d50/ Cu
50% < Dr< 80% Of< 1,5 Cu d50 Of< 13,5 d50/ Cu
Dr> 80% Of< 2 Cu d50 Of< 18 d50/ Cu
Criterio di Giroud
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 43434343
Criterio di Giroud
CRITERIO DI PERMEABILITA’CRITERIO DI PERMEABILITA’CRITERIO DI PERMEABILITA’CRITERIO DI PERMEABILITA’
Il criterio di permeabilità di un geotessile è rappresentatodalla seguente relazione matematica:
terrenon
g kk *10f
Dove:
Kg = permeabilità normale del geotessile (m/s);
n = parametro variabile dalle caratteristiche del prodotto;
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 44444444
n = parametro variabile dalle caratteristiche del prodotto;
Kterreno = permeabilità del terreno (m/s)
II PARTE II PARTE II PARTE II PARTE –––– SISTEMI DRENANTI SINTETICISISTEMI DRENANTI SINTETICISISTEMI DRENANTI SINTETICISISTEMI DRENANTI SINTETICI
IIIIIIIIIIII° PARTEPARTEPARTEPARTEIIIIIIIIIIII° PARTEPARTEPARTEPARTEPROGETTARE UN SISTEMA
DRENANTE SINTETICO
ESEMPI PRATICI DI DIMENSIONAMENTO
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 45454545
DIMENSIONAMENTO DI UNO STRATO DRENANTEDIMENSIONAMENTO DI UNO STRATO DRENANTEDIMENSIONAMENTO DI UNO STRATO DRENANTEDIMENSIONAMENTO DI UNO STRATO DRENANTE
Nel caso in cui i dati di pioggia fossero disponibili, mediante la ricostruzionedella LSSP, sarebbe possibile stabilire il dato idraulico relativo alla portata iningresso al GCD e quindi essere in grado di valutarne la sostenibilità tecnicadella proposta.della proposta.
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 46464646
DIMENSIONAMENTO DI UNO STRATO DRENANTEDIMENSIONAMENTO DI UNO STRATO DRENANTEDIMENSIONAMENTO DI UNO STRATO DRENANTEDIMENSIONAMENTO DI UNO STRATO DRENANTE
Si ipotizzi di aver ricostruito la LSPP, e di essere in grado di esplicitarla attraversoi valori dei due parametri a e n.
Siccome ciascuna curva è in funzione del tempo di ritorno (T), è necessario focalizzare l’attenzione su una curva a tempo di ritorno fissato (T*), che per il presente campo di applicazione, potrebbe essere compresa tra i 10 e i 25 anni.
nr tah *=
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 47474747
presente campo di applicazione, potrebbe essere compresa tra i 10 e i 25 anni.
DIMENSIONAMENTO DI UNO STRATO DRENANTEDIMENSIONAMENTO DI UNO STRATO DRENANTEDIMENSIONAMENTO DI UNO STRATO DRENANTEDIMENSIONAMENTO DI UNO STRATO DRENANTE
Assegnato tempo di ritorno, dividendo l’altezza di precipitazione (mm) per la durata (h), si ottiene l’intensità di pioggia jjjj (mm/h) critica ricercata:
h
È possibile correlare l’intensità di pioggia jjjj, con la portata specifica di pioggiaqrqrqrqr, attraverso la seguente relazione, consentendo la quantificazione della portata di progetto per unità di superficie.
1* −== nr tathj
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 48484848
jqpioggia *10*777,2 7−= [m/s oppure m3/sm2]
DIMENSIONAMENTO DI UNO STRATO DRENANTEDIMENSIONAMENTO DI UNO STRATO DRENANTEDIMENSIONAMENTO DI UNO STRATO DRENANTEDIMENSIONAMENTO DI UNO STRATO DRENANTE
Nel caso in cui la superficie che si sta considerando non dovesse essereorizzontale, sarà necessario correggere la relazione che definisce la portata diprogetto, attraverso la seguente relazione:
Dove:
Qpioggia = portata di pioggia insiste sull’area A, da drenare [m3/s];
)cos(*)cos(*
)cos(
αα
αpioggia
pioggiapioggiapioggia
progetto qA
Q
A
Q
A
Qq ==
==
[m3/s m2]
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 49494949
Qpioggia = portata di pioggia insiste sull’area A, da drenare [m /s];
A = superficie orizzontale su sui insiste [m2];
α = angolo di inclinazione della superficie considerata [°].
DIMENSIONAMENTO DI UNO STRATO DRENANTEDIMENSIONAMENTO DI UNO STRATO DRENANTEDIMENSIONAMENTO DI UNO STRATO DRENANTEDIMENSIONAMENTO DI UNO STRATO DRENANTE
Il passaggio successivo è quello di valutare la quota parte della portata specifica che intercetta la superficie di riferimento, si infiltri nello strato di terreno e raggiunga il GCD.
Per poter considerare questo fattore, occorre introdurre il fattore di infiltrazione λλλλ.Per poter considerare questo fattore, occorre introdurre il fattore di infiltrazione λλλλ.
λα *)cos(*pioggiaprogetto qq = [m3/s m2]
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 50505050
DIMENSIONAMENTO DI UNO STRATO DRENANTEDIMENSIONAMENTO DI UNO STRATO DRENANTEDIMENSIONAMENTO DI UNO STRATO DRENANTEDIMENSIONAMENTO DI UNO STRATO DRENANTE
Il passaggio finale è poi quello di considerare la lunghezza LLLL del trattoconsiderato, ottenendo la portata di progetto su cui valutare le prestazioni delGCD.
LqLqQ **)cos(** λα== [m3/s m]LqLqQ pioggiaprogettoprogetto **)cos(** λα==
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 51515151
II PARTE II PARTE II PARTE II PARTE –––– SISTEMI DRENANTI SINTETICISISTEMI DRENANTI SINTETICISISTEMI DRENANTI SINTETICISISTEMI DRENANTI SINTETICI
IVIVIVIV° PARTEPARTEPARTEPARTEIVIVIVIV° PARTEPARTEPARTEPARTEPROGETTARE UN SISTEMA
DRENANTE SINTETICO
STRATO DI INTERCETTAZIONE BIOGAS
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 52525252
STRATO DI INTERCETTAZIONE DEL BIOGASSTRATO DI INTERCETTAZIONE DEL BIOGASSTRATO DI INTERCETTAZIONE DEL BIOGASSTRATO DI INTERCETTAZIONE DEL BIOGAS
Per poter affrontare tecnicamente la questione relativa la captazione del biogasprodotto all’interno della discarica mediante un GCD, è necessario introdurreanche la relazionerelazionerelazionerelazione didididi conversioneconversioneconversioneconversione chechecheche consenteconsenteconsenteconsente didididi ottenereottenereottenereottenere lalalala trasmissivitàtrasmissivitàtrasmissivitàtrasmissivitàequivalenteequivalenteequivalenteequivalente deldeldeldel gasgasgasgas (LFG landfill gas) inininin terminiterminiterminitermini didididi valorevalorevalorevalore delladelladelladella trasmissivitàtrasmissivitàtrasmissivitàtrasmissivitàidraulicaidraulicaidraulicaidraulica deldeldeldel GCDGCDGCDGCD riferitariferitariferitariferita all’acquaall’acquaall’acquaall’acqua.idraulicaidraulicaidraulicaidraulica deldeldeldel GCDGCDGCDGCD riferitariferitariferitariferita all’acquaall’acquaall’acquaall’acqua.
LFGLFG
20H
20H
LFG20H θ
γγ
µµ
=θ
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 53535353
STIMA DI PRODUZIONE ANNUA BIOGASSTIMA DI PRODUZIONE ANNUA BIOGASSTIMA DI PRODUZIONE ANNUA BIOGASSTIMA DI PRODUZIONE ANNUA BIOGAS
Verificata la possibilità di trattare il gas disponendo dei valori di laboratorio relativi all’acqua, il passaggio successivo è quindi quello di stimare il tasso di stimare il tasso di stimare il tasso di stimare il tasso di produzione di biogasproduzione di biogasproduzione di biogasproduzione di biogas.
Calcolare questo parametro è estremamente difficile e soggetto come anticipato Calcolare questo parametro è estremamente difficile e soggetto come anticipato a numerose approssimazioni, visto il numero di variabili da cui dipende il valore finale della grandezza considerata.
Alcune valutazioni di carattere approssimativo riportano per l’Italia valori compresi
tra i 2,5 m3/t/ anno e 7,5 m3/t/ anno.
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 54545454
STIMA DI PRODUZIONE ANNUA BIOGASSTIMA DI PRODUZIONE ANNUA BIOGASSTIMA DI PRODUZIONE ANNUA BIOGASSTIMA DI PRODUZIONE ANNUA BIOGAS
rifiutorifiutomediagasgas HrQ γ= ⋅
Dove:
• Qgas = portata specifica di biogas [m3/s/m2]
• rgas = tasso di produzione di biogas [m3/kg/anno];
• Hmedia rifiuto = altezza media del rifiuto stoccato in discarica [m];
• γrifiuto = peso specifico del rifiuto [kN/m3].
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 55555555
STIMA TRASMISSIVITA’ RICHIESTASTIMA TRASMISSIVITA’ RICHIESTASTIMA TRASMISSIVITA’ RICHIESTASTIMA TRASMISSIVITA’ RICHIESTA
Il passaggio successivo è poi quello di valutare il valore richiesto relativo di valore richiesto relativo di valore richiesto relativo di valore richiesto relativo di trasmissività del GCDtrasmissività del GCDtrasmissività del GCDtrasmissività del GCD, affinché il sistema sintetico sia in grado di intercettare e drenare la Q gas definita al punto precedente.
γQ 2
Dove
Q gas = portata specifica di biogas [m3/s/m2];
γ gas = peso specifico del gas [kN/m3];
γ=θ
⋅⋅ 8
Lu
Q 2
maxgas
gasgasrequiredgas
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 56565656
γ gas = peso specifico del gas [kN/m ];
u gas max = pessione massima del gas sotto copertura [kPa];
L = distanza tra i collettori drenanti [m];
STIMA TRASMISSIVITA’ AMMISSIBILESTIMA TRASMISSIVITA’ AMMISSIBILESTIMA TRASMISSIVITA’ AMMISSIBILESTIMA TRASMISSIVITA’ AMMISSIBILE
Valutata la trasmissività richiesta del GCD, è necessario applicare la solita procedurache sconta il valore richiesto (required) mediante opportuni fattori correttivi perottenere il valore ultimo di esercizio (ultimate) (relativo al comportamento delprodotto nel lungo periodo).
FSIN = fattore correttivo all’intrusione del geotessile all’interno dell’anima drenate;
∏=
⋅⋅ θ=θ5
1iigasrequiredgasulitmate FS
OVERALLBC
5
1iCCCRINi FS*FS*FS*FS*FSFS∏
=
=
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 57575757
FSIN = fattore correttivo all’intrusione del geotessile all’interno dell’anima drenate;
FSCR = fattore correttivo dovuto al fenomeno del creep;
FSCC = fattore riduttivo al fenomeno del chemical clogging;
FSBC = fattore riduttivo al fenomeno del biological clogging;
FSOVERALL = fattore riduttivo generale;
STIMA TRASMISSIVITA’ AMMISSIBILESTIMA TRASMISSIVITA’ AMMISSIBILESTIMA TRASMISSIVITA’ AMMISSIBILESTIMA TRASMISSIVITA’ AMMISSIBILE
Il passaggio finale è poi quello di applicare la relazione di equivalenza che permettedi ottenere il valore di trasmissività del gas rispetto alla trasmissività dell’acqua:
20Hgas θγµ
=θ gasgas
20H
20H
gas20H θ
γγ
µµ
=θ
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 58585858
CASI APPLICATIVICASI APPLICATIVICASI APPLICATIVICASI APPLICATIVI
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 59595959
CASI APPLICATIVICASI APPLICATIVICASI APPLICATIVICASI APPLICATIVI
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 60606060
V PARTE V PARTE V PARTE V PARTE –––– SISTEMI DI RINFORZOSISTEMI DI RINFORZOSISTEMI DI RINFORZOSISTEMI DI RINFORZO
VVVV° PARTEPARTEPARTEPARTEVVVV° PARTEPARTEPARTEPARTEPROGETTARE UN SISTEMA
DRENANTE SINTETICO
SISTEMI DI RINFORZOVERIFICHE MECCANICHE
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 61616161
VERIFICHE MECCANICHE
INTRODUZIONEINTRODUZIONEINTRODUZIONEINTRODUZIONE
Volendo propendere per un sistema di copertura definitivo geosintetico, occorrerà preliminarmente verificare che lo stato tensionale che si genererà all’interfaccia tra ogni strato sintetico, risulti compatibile con le caratteristiche meccaniche dei materiali previsti a progetto.
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 62626262
DATI DI INPUTDATI DI INPUTDATI DI INPUTDATI DI INPUT
Per impostare tali verifiche occorre definire i seguenti parametri:
• geometria della scarpata su cui andrà prevista l’installazione del sistema (lunghezza,
pendenza);
• caratteristiche del terreno di copertura finale (spessore, peso specifico, coesione, • caratteristiche del terreno di copertura finale (spessore, peso specifico, coesione,
angolo di attrito);
• caratteristiche meccaniche dei materiali geosintetici previsti nel pacchetto di chiusura
(resistenza a trazione ammissibile, angolo di attrito all’interfaccia superiore ed inferiore,
adesione superiore ed inferiore, spessore );
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 63636363
DATI DI INPUTDATI DI INPUTDATI DI INPUTDATI DI INPUT
Il peso dell’ammasso di terrenopeso dell’ammasso di terrenopeso dell’ammasso di terrenopeso dell’ammasso di terreno (W) previsto sopra l’ultimo geosintetico previsto, si calcola nel seguente modo:
LsW ⋅⋅= γ
Dove:
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 64646464
Dove:
γ = peso specifico del terreno [kN/m3];
s = spessore del terreno di riporto [m];
L = lunghezza della scarpata [m];
W = peso del terreno di riporto [kN/m].
DATI DI INPUTDATI DI INPUTDATI DI INPUTDATI DI INPUT
Detta β la pendenza della scarpata, il peso proprio W si può scomporre nelle due componenti normale componenti normale componenti normale componenti normale (WN) e parallela parallela parallela parallela (WP) al pendio:
( )βcos⋅= WW
Mediante dei tests specifici (UNI EN ISO 12957-1 prova di taglio diretto e UNI EN ISO 12957-2)
( )βcos⋅= WWN
( )βsenWWP ⋅=
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 65656565
di taglio diretto e UNI EN ISO 12957-2)è possibile definire le caratteristiche, per ciascuna interfaccia, in termini di angolo di attrito (δδδδ) e adesione (aaaa) che consentiranno di eseguire le verifiche meccaniche di integrità dei prodotti.
TEST DI TAGLIO DIRETTO TEST DI TAGLIO DIRETTO TEST DI TAGLIO DIRETTO TEST DI TAGLIO DIRETTO
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 66666666
TEST DI TAGLIO DIRETTO TEST DI TAGLIO DIRETTO TEST DI TAGLIO DIRETTO TEST DI TAGLIO DIRETTO
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 67676767
TEST DI TAGLIO DIRETTO TEST DI TAGLIO DIRETTO TEST DI TAGLIO DIRETTO TEST DI TAGLIO DIRETTO
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 68686868
FONTE: MANASSERO AT AL. 1997
SFORZI TANGENZIALI SFORZI TANGENZIALI SFORZI TANGENZIALI SFORZI TANGENZIALI
Una volta noti gli stati tensionali tangenziali ti di tutte le interfacce, sarà sufficiente per ogni materiale considerato, eseguire il seguente controllo:
( )infsupmax τττ −>
Dove:
( )infsupmax τττ −>
s
Tmaxmax =τ
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 69696969
FONTE: MANASSERO AT AL. 1997
Tmax = resistenza a trazione massima ammissibile del geosintetico considerato [kN/m];
s = spessore del geosintetico considerato [m];
tmax = tensione massima ammissibile del geosintetico considerato [kPa];
SFORZI TANGENZIALI SFORZI TANGENZIALI SFORZI TANGENZIALI SFORZI TANGENZIALI
Solitamente, per impostare il problema in favore di sicurezza, si trascura il fattore adesione (a) sviluppando la verifica di integrità meccanica nel seguente modo:
( ) ( )supsup tancos ⋅⋅ ⋅⋅= ii WT δβ
La tensione indotta sul singolo strato geosintetico sarà pertanto:
( ) ( )infinf tancos ⋅⋅ ⋅⋅= ii WT δβ
i
iii s
TT infsup ⋅⋅ −=σ
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 70707070
Oppure ragionare in termini di forza a trazione:
infsup ⋅⋅ −= iii TTT
SFORZI TANGENZIALI SFORZI TANGENZIALI SFORZI TANGENZIALI SFORZI TANGENZIALI
L’interpretazione del segno della tensione va interpretata nel seguente modo:
il geosintetico sarà sottoposto ad uno sforzo di trazione;
il geosintetico sarà sottoposto ad uno sforzo di compressione;
0>iσ0<σ il geosintetico sarà sottoposto ad uno sforzo di compressione;
Chiaramente nel caso in cui il geosintetico fosse sottoposto a sforzo di trazione, occorrerà verificare se non eccede la sua massima capacità di resistenza.
Il passaggio finale consiste nel calcolare il fattore di sicurezza associato:
0<iσ
TFS max=
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 71717171
iT
TFS max=
VI PARTE VI PARTE VI PARTE VI PARTE –––– VERIFICHE ALLO SCIVOLAMENTOVERIFICHE ALLO SCIVOLAMENTOVERIFICHE ALLO SCIVOLAMENTOVERIFICHE ALLO SCIVOLAMENTO
VIVIVIVI° PARTEPARTEPARTEPARTEVIVIVIVI° PARTEPARTEPARTEPARTEPROGETTARE UN SISTEMA
DRENANTE SINTETICO
SISTEMI DI RINFORZOVERIFICHE ALLO SCIVOLAMENTO
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 72727272
VERIFICHE ALLO SCIVOLAMENTO
MODELLO CONCETTUALE FISICOMODELLO CONCETTUALE FISICOMODELLO CONCETTUALE FISICOMODELLO CONCETTUALE FISICO
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 73737373
MODELLO CONCETTUALE FISICOMODELLO CONCETTUALE FISICOMODELLO CONCETTUALE FISICOMODELLO CONCETTUALE FISICO
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 74747474
L=lunghezza del pendio; t=spessore del terreno; W=peso del terreno; N = componente normale al piano di W; Fs=componente parallela al piano di W; PP=spinta passiva al piede; Rg=resistenza del geosintetico di rinforzo; φ=coefficiente di attrito all’interfaccia critico; β=inclinazione del pendio.
APPROCCIO PROGETTUALEAPPROCCIO PROGETTUALEAPPROCCIO PROGETTUALEAPPROCCIO PROGETTUALE
APPROCCIO 2: A1+M1+R3A1+M1+R3A1+M1+R3A1+M1+R3
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 75757575
FORZA AGENTEFORZA AGENTEFORZA AGENTEFORZA AGENTE
Le forze agenti sul sistema sono rappresentate dalla componente della forza peso del terreno lungo il pendio.
LtW **γ= LtW **γ=
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 76767676
γ = peso specifico del terreno (kN/m3);
t = spessore dello strato di terreno (m);
L = lunghezza del pendio (m)
AZIONE DELLE FORZE AGENTI LUNGO IL PIANOAZIONE DELLE FORZE AGENTI LUNGO IL PIANOAZIONE DELLE FORZE AGENTI LUNGO IL PIANOAZIONE DELLE FORZE AGENTI LUNGO IL PIANO
La componente parallela la pendio generata dalla forza peso è Ed
)(* βsenWFsEd == )(* βsenWFsEd ==
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 77777777
FORZE RESISTENTIFORZE RESISTENTIFORZE RESISTENTIFORZE RESISTENTI
Le forze resistenti allo scivolamento sono:
RpmgRresd PRRFR γγγ /)/(/ ++==
Assumendo sia per la resistenza del rinforzo gsy che per l’angolodi attrito al’interfaccia
γm = 1,1
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 78787878
CALCOLO RESISTENZA DI PROGETTO DEL RINFORZOCALCOLO RESISTENZA DI PROGETTO DEL RINFORZOCALCOLO RESISTENZA DI PROGETTO DEL RINFORZOCALCOLO RESISTENZA DI PROGETTO DEL RINFORZO
Secondo la nuova normativa Rd >= Ed
dd ER >=
sRpmg FPRR >=++ γγ /)/(
)( ** psRmg PRFR −−>= γγ
)10,1(10,1 ** psg PRFR −−>=
)tan(*NR δ=
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 79797979
)tan(* dNR δ=
)/)(arctan(tan mkd γδδ =
CONDIZIONI SISMICHECONDIZIONI SISMICHECONDIZIONI SISMICHECONDIZIONI SISMICHE
In condizioni sismiche, variano sia le componenti Fs che R
)(**/)cos(**)(* βββ senkWkWsenWFsE vhd −++==
)tan(* dNR δ=
)cos(**/)(**)cos(* βββ vh kWsenkWWN −+−=
RpmgRresd PRRFR γγγ /)/(/ ++==
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 80808080
CONSIDERAZIONI FINALICONSIDERAZIONI FINALICONSIDERAZIONI FINALICONSIDERAZIONI FINALI
)( ** psRmg PRFR −−>= γγ
Per ridurre in valore assoluto Rg possiamo:
• RIDURRE FS RIDURRE FS RIDURRE FS RIDURRE FS (dipende dalla geometria del problema)
• AUMENTARE R AUMENTARE R AUMENTARE R AUMENTARE R (dipende dall’angolo di attrito all’interfaccia)
)(* βsenWFs =
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 81818181
)tan(* dNR δ=
ANCORAGGIO IN TRINCEAANCORAGGIO IN TRINCEAANCORAGGIO IN TRINCEAANCORAGGIO IN TRINCEA
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 82828282
ANCORAGGIO IN TRINCEAANCORAGGIO IN TRINCEAANCORAGGIO IN TRINCEAANCORAGGIO IN TRINCEA
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 83838383
ancorgancorancor FSFSRRFSFS */* ==
STABILITA’ BERMASTABILITA’ BERMASTABILITA’ BERMASTABILITA’ BERMA
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 84848484
bermatagliogbermatagliotaglio FSFSRRFSFS −− == */*
MODELLO DI STABILITA’ KOERNERMODELLO DI STABILITA’ KOERNERMODELLO DI STABILITA’ KOERNERMODELLO DI STABILITA’ KOERNER
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 85858585
MODELLO DI STABILITA’ KOERNERMODELLO DI STABILITA’ KOERNERMODELLO DI STABILITA’ KOERNERMODELLO DI STABILITA’ KOERNER
Solitamente, quando si vuole introdurre preliminarmente il concetto di stabilità traslativo di un sistema composito, imposta una verifica all’equilibrio limite per un pendio indefinito.
Il piano di potenziale scivolamento è considerato avere una pendenza ββββ,,,, ed il Il piano di potenziale scivolamento è considerato avere una pendenza ββββ,,,, ed il sistema composito iniziale costituito da uno strato di terreno di spessore ssss posto sopra una geomembrana in HDPE.
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 86868686
MODELLO DI STABILITA’ KOERNERMODELLO DI STABILITA’ KOERNERMODELLO DI STABILITA’ KOERNERMODELLO DI STABILITA’ KOERNER
La stabilità del sistema verrà chiaramente espressa mediante il rapporto tra le forze stabilizzanti e le componenti che invece tenderanno a rendere instabile il sistema, adottando il classico approccio del fattore di sicurezza:
∑ ⋅ ntistabilizzaforze
∑∑
⋅⋅
=zantiinstabilizforze
ntistabilizzaforzeFS
( )( )
( ) ( )( )
( )( )βδ
βδβ
βδ
tan
tantancostan =⋅
⋅⋅=⋅⋅=
senW
W
senW
NFS
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 87878787
Le conclusioni che si possono trarre sono che la stabilità del sistema dipendono univocamente dai parametri geometrici del pendio e dalle caratteristiche all’interfaccia presenti all’interno del sistema composito.
MODELLO DI STABILITA’ KOERNERMODELLO DI STABILITA’ KOERNERMODELLO DI STABILITA’ KOERNERMODELLO DI STABILITA’ KOERNER
In realtà, le condizioni al contorno sono alquanto differenti; ciò costringe necessariamente di complicare il modello introducendo la geometria del pendio definito.
Il procedimento di calcolo che viene proposto è quello di Koerner Koerner Koerner Koerner (Koerner, Hwu -1991, Giroud e Beech –1989, Ling e Leshchinsky – 1997).
L’approccio matematico seguito dal metodo di calcolo, si basa sulla teoria dell’equilibrio limiteteoria dell’equilibrio limiteteoria dell’equilibrio limiteteoria dell’equilibrio limite, applicato ad un pendio definito.
Concettualmente studia lo stato di equilibrio limite di uno strato di riporto di terreno, posto direttamente a strato di riporto di terreno, posto direttamente a strato di riporto di terreno, posto direttamente a strato di riporto di terreno, posto direttamente a contatto con una geomembrana liscia contatto con una geomembrana liscia contatto con una geomembrana liscia contatto con una geomembrana liscia (viene considerata la superficie di contatto generalmente più critica).
Koerner adotta il modello del doppio cuneomodello del doppio cuneomodello del doppio cuneomodello del doppio cuneo, lungo un tratto di versante di lunghezza L. Il terreno di ricoprimento ha uno spessore costante (t), e l’interfaccia è caratterizzata dai due parametri a a a a (adesione) e δ δ δ δ
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 88888888
ricoprimento ha uno spessore costante (t), e l’interfaccia è caratterizzata dai due parametri a a a a (adesione) e δ δ δ δ (angolo di attrito).
Allo scopo di quantificare il livello prestazionale del sistema, viene definito un FS, dato dal rapporto tra le forze stabilizzanti e instabilizzanti, valutate lungo la linea di massima pendenza.
MODELLO DI STABILITA’ KOERNERMODELLO DI STABILITA’ KOERNERMODELLO DI STABILITA’ KOERNERMODELLO DI STABILITA’ KOERNER
Per determinare il fattore di sicurezza (F.S.F.S.F.S.F.S.) è necessario definire le seguenti grandezze, relative alla parte del cuneo attivo (A) e passivo(P).
Per la parte attiva avremo:Per la parte attiva avremo:
β−β
−γ=2
tan
sen
1
h
LhW 2
A
β= cosWN AA
−= hLcC
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β−=
sen
hLcC aa
MODELLO DI STABILITA’ KOERNERMODELLO DI STABILITA’ KOERNERMODELLO DI STABILITA’ KOERNERMODELLO DI STABILITA’ KOERNER
Impostando le condizioni di equilibrio in direzione verticaledirezione verticaledirezione verticaledirezione verticale, si perviene alla seguente espressione:
+δ CtanN β+δ−β−=β sen.S.F
CtanNcosNWsenE aA
AAA
( ) ( )( ).S.Fsen
senCtanNcosNW.)S.F(E aAAA
A ββ+δ−β−=
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MODELLO DI STABILITA’ KOERNERMODELLO DI STABILITA’ KOERNERMODELLO DI STABILITA’ KOERNERMODELLO DI STABILITA’ KOERNER
Per la parte passiva, avremo invece le seguenti grandezze:
βγ=
2sen
hW
2
P β2sen
β+= senEWN PPp
β=
sen
chC
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MODELLO DI STABILITA’ KOERNERMODELLO DI STABILITA’ KOERNERMODELLO DI STABILITA’ KOERNERMODELLO DI STABILITA’ KOERNER
Da cui impostando la relazione di equilibrio in direzione orizzontaledirezione orizzontaledirezione orizzontaledirezione orizzontale, si ottiene:
tanNCcosE P φ+=β
.S.FcosE P
P =β
( ) φβ−βφ+=
tansen.S.Fcos
tanWCE P
P
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MODELLO DI STABILITA’ KOERNERMODELLO DI STABILITA’ KOERNERMODELLO DI STABILITA’ KOERNERMODELLO DI STABILITA’ KOERNER
Impostando infine la condizione al contorno di uguaglianza EA = EPEA = EPEA = EPEA = EP, si ottiene una equazione di secondo grado del tipo ax2 + bx + c = 0, con x = F.S.x = F.S.x = F.S.x = F.S., la cui soluzione è:
a2
ac4bb.S.F
2 −+−=
( ) ββ−= coscosNWa AA
( ) +φββ−−= tansencosNW[b AA
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AA
( ) ββ+δ+ cossenCtanN aA ( )]tanWCsen P φ+β+
( ) φβ+δ= tansenCtanNc 2aA
MODELLO DI STABILITA’ KOERNER CON RINFORZOMODELLO DI STABILITA’ KOERNER CON RINFORZOMODELLO DI STABILITA’ KOERNER CON RINFORZOMODELLO DI STABILITA’ KOERNER CON RINFORZO
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MODELLO DI STABILITA’ KOERNER CON RINFORZOMODELLO DI STABILITA’ KOERNER CON RINFORZOMODELLO DI STABILITA’ KOERNER CON RINFORZOMODELLO DI STABILITA’ KOERNER CON RINFORZO
La resistenza TTTT considerata nel modello di calcolo è la resistenza resistenza resistenza resistenza ammissibileammissibileammissibileammissibile calcolata a partire dalla nominalenominalenominalenominale, applicando degli opportuni fattori di sicurezza.
××=
bio/chcreepinstultallow .C.F.C.F.C.F
1TT
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MODELLO DI STABILITA’ KOERNER CON RINFORZOMODELLO DI STABILITA’ KOERNER CON RINFORZOMODELLO DI STABILITA’ KOERNER CON RINFORZOMODELLO DI STABILITA’ KOERNER CON RINFORZO
a
acbbFS
2
42 −+−=
( ) )cos()()cos( βββ senTNWa ammaa −−=
( )[ ]+−−−= )tan()()()cos( φβββ sensenTNWb ammaa
( ) ( ) ])tan()()cos()()tan( φβββδ paa WCsensenCN +++
( ) )tan()()tan( 2 φβδ senCNc aa +=
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VII PARTE VII PARTE VII PARTE VII PARTE –––– CASI STUDIOCASI STUDIOCASI STUDIOCASI STUDIO
VIIVIIVIIVII° PARTEPARTEPARTEPARTEVIIVIIVIIVII° PARTEPARTEPARTEPARTECASI STUDIO
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VII PARTE VII PARTE VII PARTE VII PARTE –––– CASI STUDIOCASI STUDIOCASI STUDIOCASI STUDIO
DISCARICA RAVENNADISCARICA RAVENNADISCARICA RAVENNADISCARICA RAVENNADISCARICA RAVENNADISCARICA RAVENNADISCARICA RAVENNADISCARICA RAVENNA
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DISCARICA HERA RAVENNADISCARICA HERA RAVENNADISCARICA HERA RAVENNADISCARICA HERA RAVENNA
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DISCARICA HERA RAVENNADISCARICA HERA RAVENNADISCARICA HERA RAVENNADISCARICA HERA RAVENNA
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DISCARICA HERA RAVENNADISCARICA HERA RAVENNADISCARICA HERA RAVENNADISCARICA HERA RAVENNA
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DISCARICA HERA RAVENNADISCARICA HERA RAVENNADISCARICA HERA RAVENNADISCARICA HERA RAVENNA
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DISCARICA HERA RAVENNADISCARICA HERA RAVENNADISCARICA HERA RAVENNADISCARICA HERA RAVENNA
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DISCARICA HERA RAVENNADISCARICA HERA RAVENNADISCARICA HERA RAVENNADISCARICA HERA RAVENNA
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VII PARTE VII PARTE VII PARTE VII PARTE –––– CASI STUDIOCASI STUDIOCASI STUDIOCASI STUDIO
DISCARICA LATINA DISCARICA LATINA DISCARICA LATINA DISCARICA LATINA DISCARICA LATINA DISCARICA LATINA DISCARICA LATINA DISCARICA LATINA
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DISCARICA LATINADISCARICA LATINADISCARICA LATINADISCARICA LATINA
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DISCARICA LATINADISCARICA LATINADISCARICA LATINADISCARICA LATINA
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DISCARICA LATINADISCARICA LATINADISCARICA LATINADISCARICA LATINA
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VII PARTE VII PARTE VII PARTE VII PARTE –––– CASI STUDIOCASI STUDIOCASI STUDIOCASI STUDIO
DISCARICA CALTANISSETTA DISCARICA CALTANISSETTA DISCARICA CALTANISSETTA DISCARICA CALTANISSETTA DISCARICA CALTANISSETTA DISCARICA CALTANISSETTA DISCARICA CALTANISSETTA DISCARICA CALTANISSETTA
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DISCARICA CALTANISSETTADISCARICA CALTANISSETTADISCARICA CALTANISSETTADISCARICA CALTANISSETTA
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DISCARICA CALTANISSETTADISCARICA CALTANISSETTADISCARICA CALTANISSETTADISCARICA CALTANISSETTA
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 111111111111
VII PARTE VII PARTE VII PARTE VII PARTE –––– CASI STUDIOCASI STUDIOCASI STUDIOCASI STUDIO
DISCARICA GRECIADISCARICA GRECIADISCARICA GRECIADISCARICA GRECIADISCARICA GRECIADISCARICA GRECIADISCARICA GRECIADISCARICA GRECIA
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DISCARICA GRECIADISCARICA GRECIADISCARICA GRECIADISCARICA GRECIA
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DISCARICA GRECIADISCARICA GRECIADISCARICA GRECIADISCARICA GRECIA
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VII PARTE VII PARTE VII PARTE VII PARTE –––– CASI STUDIOCASI STUDIOCASI STUDIOCASI STUDIO
DISCARICA BALCANIDISCARICA BALCANIDISCARICA BALCANIDISCARICA BALCANIDISCARICA BALCANIDISCARICA BALCANIDISCARICA BALCANIDISCARICA BALCANI
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DISCARICA BALCANIDISCARICA BALCANIDISCARICA BALCANIDISCARICA BALCANI
ing. MASSIMILIANO NART - ROMA 4 maggio 2011 116116116116
DISCARICA BALCANIDISCARICA BALCANIDISCARICA BALCANIDISCARICA BALCANI
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VII PARTE VII PARTE VII PARTE VII PARTE –––– CASI STUDIOCASI STUDIOCASI STUDIOCASI STUDIO
MESSA IN SICUREZZA MESSA IN SICUREZZA MESSA IN SICUREZZA MESSA IN SICUREZZA MESSA IN SICUREZZA MESSA IN SICUREZZA MESSA IN SICUREZZA MESSA IN SICUREZZA PERMAMENTE PERMAMENTE PERMAMENTE PERMAMENTE
VENETOVENETOVENETOVENETO
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MESSA IN SICUREZZA VENETOMESSA IN SICUREZZA VENETOMESSA IN SICUREZZA VENETOMESSA IN SICUREZZA VENETO
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MESSA IN SICUREZZA VENETOMESSA IN SICUREZZA VENETOMESSA IN SICUREZZA VENETOMESSA IN SICUREZZA VENETO
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VII PARTE VII PARTE VII PARTE VII PARTE –––– CASI STUDIOCASI STUDIOCASI STUDIOCASI STUDIO
DISCARICA AV MIDISCARICA AV MIDISCARICA AV MIDISCARICA AV MI----TOTOTOTODISCARICA AV MIDISCARICA AV MIDISCARICA AV MIDISCARICA AV MI----TOTOTOTO
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DISCARICA MILANODISCARICA MILANODISCARICA MILANODISCARICA MILANO
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GRAZIE GRAZIE GRAZIE GRAZIE GRAZIE GRAZIE GRAZIE GRAZIE DELL’ATTENZIONEDELL’ATTENZIONEDELL’ATTENZIONEDELL’ATTENZIONE
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