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Premessa:il fenomeno dello scavo generato da getti d ac a




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Premessa:il  fenomeno  dello  scavo  generato  da  getti d ac   a



Un getto che impatta in un bacino con fondo composto da materiale incoerente origina un fenomeno erosivo, questo perché lazione di trascinamento provocata dal getto deviato dal fondo è superiore alle forze resistenti. La diffusione di energia che causa lo scavo genera il trascinamento del materiale verso valle che va ad accumularsi in una duna la cui forma e dimensione sono funzione dei parametri del sistema. (Fig. 1.1)

Fig. 1.1 Glen Canyon Daam  materiale disgregato ed accumulato a valle dello sbarramento

Questo fenomeno erosivo dipende dalle caratteristiche del getto, dal livello liquido e dal tipo di materiale di fondo che stiamo esaminando, ed è evidente che comprendere le diverse variabili che influiscono sul processo, permette di prevedere lo scavo prima che si manifesti.


Il trasporto solido generato dallimpatto dei getti con il fondo si presenta con la messa in sospensione del materiale nella zona di massima turbolenza, tale materiale, acquisita una certa velocità, viene trasportato verso valle.

La zona di scavo e quella di deposito sono legate dal movimento di un volume di materiale di fondo che viene portato in sospensione.

L’importanza  di questo  studio  è notevole  perc come  si  puO osservare  nella  realtà  lo scavo a valle di un’opera puO provocare lo scalzamento delle fondazioni o, in generale,puO provocare linstabilità dell’opera interessata.

Alcune ricerche  su opere  esistenti  denotano come l’erosione  del fondo a valle  di opere idrauliche  sia  frutto di una serie  di fattori  da  cui non si  puO  prescindere,  soprattutto  se vogliamo stimare gli scavi, anche di diverse decine di metri, di grandi opere idrauliche. L’effetto  disgregativo  del getto, come dimostrato  da molti studi,  è funzione  dell’energia che questo  va a  dissipare  nello specchio  liquido a  valle.  Appare  chiaro  come  questo fenomeno  si  manifesti  solo  alla  presenza  di getti  le  cui caratteristiche  di portata   e  di velocità siano notevoli assumendo un’importanza rilevante negli scaricatori di grandi opere

idrauliche come le dighe (Fig 1.2 e Fig. 1.3).

Fig. 1.2 Hoover Daam  scaricatori di fondo chiusi                                  Fig. 1.3 Hoover Daam  scaricatori di fondo aperti





In queste condizioni il getto ha un forte effetto disgregativo dovuto alla pressione che lo stesso ha sulla roccia e che si accentua col protrarsi del fenomeno nel tempo trasformando il fondo in un ammasso incoerente.

Si puO quindi affermare che lo scavo localizzato in terreni rocciosi puO essere considerato dal punto di vista di uno studio sperimentale simile a quello che si ha in terreni non coesivi.

La formazione dello scavo presenta tre fasi che coesistono nello stesso fenomeno: una prima  fase  disgregativa  nella  zona  del bacino  di impatto, una seconda  con formazione

vorticosa che tiene in sospensione il materiale e un’ultima fase di deposito (Fig. 1.5).

Fig. 1. 5 Glen Canyon Daam  materiale accumulato a valle

Nel momento in cui termina il getto il materiale in sospensione si deposita sul fondo dello scavo  e la duna di deposito non trovandosi piü in equilibrio dinamico con il getto crollerà disponendosi secondo langolo di natural declivio del materiale, rimanendo in equilibrio sotto l’azione di forze di tipo statico.

Il fenomeno è caratterizzato da due assetti tipo: una configurazione dinamica, dove abbiamo materiale in sospensione e la pressione del getto sostiene la duna di valle, e una


configurazione dry dove il materiale in sospensione si è depositato e la duna si dispone con un angolo ben preciso.

Per non essere tratti in inganno è doveroso  precisare che il valore del massimo scavo si verifica in configurazione dinamica, cioè a scaricatori aperti e di conseguenza non è apprezzabile quando osserviamo una diga con gli scaricatori chiusi, o come diremo noi in configurazione dry.

Per ovvi motivi  la misura dello scavo dinamico si valuta solo nelle prove sperimentali in laboratorio su modelli, mentre nei prototipi si valuta solo lo scavo statico.

I rilievi sperimentali oggetto di studio nella tesi sono eseguiti sia in condizioni dinamiche che in condizioni statiche.

La misurazione del valore di fine scavo in condizioni dinamiche viene presa quando, non essendoci piü passaggio di materiale,  la duna di valle ha raggiunto l’equilibrio.

Importante è anche  controllare, per lintera durata della prova, il livello liquido in quanto puO essere considerato una barriera fisica che si interpone tra il getto e il fondo. Concludendo   si   vedrà   che lo  scavo   a   valle   di  opere   idrauliche   è   regolato    dalle caratteristiche e dall’energia del getto, dal livello liquido a valle, dallangolo di incidenza del getto, dal peso e dalla granulometria del materiale di fondo.

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