Il DM 14.01.2008 (paragrafo 7.11.3.4) e successiva Circolare esplicativa n. 617/2009 (paragrafo C7.11.3.4) impongono che sia valutata la stabilità nei confronti della liquefazione mediante il ricorso a metodologie analitiche o a carattere semiempirico.
Tali verifiche, secondo le NTC 2008, devono essere condotte tutte le volte che il manufatto in progetto interagisce con terreni saturi a prevalente componente sabbiosa ed in presenza, ovviamente, di sollecitazioni cicliche e dinamiche per le quali il sottosuolo tende a comportarsi come un sistema idraulicamente chiuso, ovvero come un sistema non drenato; nel contempo, al fine di facilitare le procedure di analisi, al paragrafo 7.11.3.4.2 è ribadito che tali analisi possono essere omesse in presenza dei seguenti casi:

• eventi sismici di magnitudo inferiore a 5 (M < 5);
• accelerazioni massime attese al piano campagna in assenza di manufatti (condizione di free-field) inferiori a 0.1g (a < 1 m/secq);
• profondità media stagionale della falda superiore a 15 metri dal piano di campagna, quest’ultimo inteso ad andamento sub-orizzontale e con strutture a fondazioni superficiali;
• depositi costituiti da sabbie pulite con resistenza penetrometrica normalizzata N_1,60> 30;
• elevata presenza, nel fuso granulometrico, di terreni a componente fine (limi e argille) o di ghiaie.

Esempio di prova penetrometrica dinamica.

Da una lettura critica dei punti previsti dalla norma emerge un quadro ben chiaro che consente di comprendere, con immediatezza e noti pochi elementi, se il sito in oggetto può manifestare il fenomeno della liquefazione, considerato che lo stesso non è necessariamente scontato in presenza di terreni sabbiosi. In altre parole, e ragionando al contrario, risulta che i fattori che governano il fenomeno della liquefazione possono essere:

• le caratteristiche del fenomeno vibratorio, con particolare riferimento all’ampiezza ed alla durata delle vibrazioni, oltre, evidentemente, al loro contenuto in forma e frequenza;
• la pressione di confinamento agente in sito, definibile mediante l’analisi dello stato tensionale geostatico;
• lo stato di addensamento;
• la granulometria;
• la storia delle sollecitazioni sismiche;
• le condizioni di drenaggio;
• l’età del deposito;
• il coefficiente di spinta a riposo;
• il grado di sovraconsolidazione.

Entrando, ora, nel metodo di analisi occorre evidenziare come l’articolo sia completato da un foglio di calcolo Excel basato sul metodo semiempirico di Seed e Idriss (1982), il quale richiede la conoscenza di pochi parametri geotecnici facilmente deducibili da prove penetrometriche dinamiche, quali:

• la granulometria;
• il numero dei colpi;
• la densità relativa;
• il peso di volume.

Il foglio contiene alcune caselle campite in giallo nelle quali immettere i dati afferenti la stratigrafia (numero, nome e spessore gli strati) e relativi parametri geotecnici quali il peso di volume, il modulo elastico e l’angolo di resistenza al taglio a loro volta deducibili dal numero dei colpi mediante correlazioni empiriche; segue l’immissione della profondità della falda dal piano di campagna e del numero di colpi (N_SPT). Infine, notando che in quest’ultimo caso i dati sono di solo completamento e non influiscono nel modello di calcolo, occorre completare i dati con  il numero di colpi medio per ogni strato, con il grado di sismicità dell’area e con la massima accelerazione attesa.
Il foglio calcola, per ogni strato e come primo elemento, il parametro N1, denominato indice di resistenza ciclica alla liquefazione, in funzione dello stato tensionale geostatico; lo stesso, rintracciabile in caselle di colore ciano, deve essere utilizzato per determinare il rapporto di sforzo ciclico altresì definito resistenza limite alla liquefazione ed indicato dalle NTC 2008 con il simbolo CSR. Quindi, per la sua definizione è possibile fare riferimento ai seguenti valori di riferimento funzione della magnitudo attesa:

• N₁= 5; M = 8.5 – 5.25; CSR = 0.04 – 0.08;
• N₁= 10; M = 8.5 – 5.25; CSR = 0.95 – 0.16;
• N₁= 15; M = 8.5 – 5.25; CSR = 0.14 – 0.24;
• N₁= 20; M = 8.5 – 5.25; CSR = 0.19 – 0.32;
• N₁= 25; M = 8.5 – 5.25; CSR = 0.24 – 0.44;
• N₁= 30; M = 8.5 – 6.75; CSR = 0.30 – 0.40;
• N₁= 35; M = 8.5 – 7.5; CSR = 0.38 – 0.45.

I dati, ricavati da curve non lineari, indicano chiaramente che a parità di N₁ si assiste all’incremento di CSR in funzione della diminuzione della magnitudo del sisma.
L’ultimo passaggio consiste nell’introdurre il valore di N₁ relativo ad ogni strato in caselle campite in verde per poi fornire il fattore di sicurezza rispetto alla liquefazione riportato in caselle campite in rosso; notare che il sito manifesta il potenziale di liquefazione per fattori di sicurezza inferiori a 1.3.
POTENZIALE DI LIQUEFAZIONE
 
Bibliografia:
DM Infrastrutture 14 gennaio 2008, Circolare 02 febbraio 2009 n° 617/C.S.LL.PP. Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni.
Crespellani T., Nardi R., Simoncini C. (1988), La liquefazione del terreno in condizioni sismiche. Nicola Zanichelli spa, Bologna.
Di Francesco R. (2011), Analisi geotecniche di fondazioni superficiali e profonde. Dario Flaccovio Editore, Palermo.