Questo problema al tempo del del computer Apple IIe (preistoria dell'informatica) e dei primi computer dos lo avevo studiato ed approfondito molto bene realizzando alcuni programmi con l'utilizzo di metodi di calcolo anche diversi.
I primi due programmi realizzati erano stati fatti utilizzando le metodologie di calcolo tradizionale automatizzate con algoritmi in dos.
Succedeva che scelta una superficie di scivolamento ipotetica si presentavano diverse problematiche che potevano portare a risultati matematicamente esatti ma geologicamente errati.
1) il fattore di sicurezza dipendeva dall'inclinazione del piano di scivolamento scelto, quidi scegliendo piani di scorrimento diversi si ottenevano risultati diversi, visto che i potenziali piani di scivolamento anche i risultati ottenibili sono infiniti;
2) in caso di stratigrafie complesse con presenza di falda rimaneva difficile scegliere il piano di scorrimento più instabile e cautelativo.
3) nel caso di cambiamento repentino dell'inclinazione del piano di scorrimento, in alcuni casi, il programma assegnava ai conci di monte delle spinte stabilizzanti che sommate a spinte destabilizzanti dei conci di valle sovrastimavano il fattore di sicurezza globale del versante, quasi che i conci altimetricamente più elevati stabili potessero impedire o ridurre l'instabilità di quelli di valle.
Il problema era risolvibile inserendo routinne tali che tenessero conto del problema.
4) difficoltà per determinare il piano di scorrimento in caso d'incrementi sismici.
5) altre problematiche secondarie che comportavano errori macroscopici nelle routinne di calcolo.
6)Importante e da non da trascurare è il metodo di calcolo da utilizzare che non può essere il medesimo per situazioni geologiche diverse; un versante in roccia, un versante costituito da coltri su un substrato roccioso, un versante prevalentemente coesivo, non sempre possono utilizzare il medesimo algoritmo di calcolo.
Ad esempio spesso capita di vedere calcoli di verifica fatti con Bishop dove semicerchi di coltri di spessore di anche minori di 1.00 m (sotto il muro in progetto di valle e lunghi anche 5 - 8 metri permettono di stabilizzare la rotazione del versante.
In realtà sotto la fondazione del muro si verificano sollecitazioni tali che impedisono al tratto di semicerchio stabilizzante di spessore esiguo di contribuire alla stabilizzazione del versante se non dopo che il versante si è messo in movimento e quindi in una fase tardiva del fenomeno.
Le varie metodologie di calcolo implementate mi hanno portato, per il medesimo piano di scorrimento a risultati estremamente differenti.
Succede questo perchè utilizzando le metodologie tradizionali rese automatizzate dal computer non fanno altro che eseguire una verifica ad un ipotetico piano di scorrimento impostato dal geologo o dall'ingegnere.
Il problema l'avevo risolto anche se non in maniera completa mettendomi nei panni di un computer, tanti calcoli ripetitivi eseguiti in una frazione di tempo invece che pochi calcoli utilizzando formule risolutive veloci e facili da applicare modalità questa applicata dai metodi di calcolo tradizionali.
La mia scelta mi portò ad esaminare il problema inverso;
- no con il metodo tradizionale: dato il piano di scorrimento calcolare il fattore di sicurezza (per un versante sono infiniti i piani di sicurezza ipotizzabili)
fs = funzione di co, gt,fi e alfa
- ma dato un fattore di sicurezza calcolare in maniera univoca il piano di scivolamento ad esso correlato tenendo conto delle variazioni stratigrafiche, sismiche e geotecniche ed idrogeologiche del versante da studiare.
alfa = funzione di co, gt, fi e fs
come:
dividento il versante in n conci iesimi, calcolare per ogni concio iesimo l'inclinazione alfa per il quale si ha il fattore di sicurezza voluto partendo da un punto del versante altimetricamente meno elevato e sicuramente satabile.
Tutti gli n conci della sezione calcolata avevano il medesimo fs con alfa (incognita) diversa a seconda dei parametri morgologici e geoticnici.
ne conseguiva che il piano di scorrimento così ottenuto era l'unico piano i cui conci iesimi avevano lo stesso fattore di sicurezza.
Il programma procedeva al calcolo dei piani di scorrimento del versante con fs= 0.1,0.2,0.3,0.4,0.5...........0.9,1.0,1.1,1.2,1.3 ......
per ogni piano di scorrimento veniva calcolato il deficit di spinta massimo che assegnava :
per piani con
fs = 0.1 So e Sv spinte piccole anche se con alfa elevati
fs = 0.4,0.5,0.6 So e Sv spinte molto elevate con alfa sufficientemente elevati ( generalmente quelli che determinavano i massimi deficit di spinta che dovevano essere controbilanciati dalle opere stabilizzanti.
fs = 1.0 so e sv per definizione = 0
In questo moto i parameti che potevano incidere sui risultati di calcolo erano rimasti solo la scelta della sezione geologica di progetto e i parametri geotecnici da sceglie (non è poco....), nel calcolo non veniva tenuto conto delle iterazioni tra concio e concio anche perchè si lavorava con computer molto lenti rispetto agli attuali con poca ram e software di sviluppo software molto arcaici e l'ipotesi di calcolo era elementare, in tutti i casi portava a risultati sufficientemente realistici, invito tutti coloro che hanno usato questo softvare a riferire le propie esperienze (anche quelle negative).
In tutti i casi il metono non era sempre utilizzabile, particolarmente utile per risolvere situazioni geologiche particolari tipo frane di scivolamento o colamento su terreni incoerenti con o senza substrato roccioso anche in presenza di falda e in terreni non eccessivamente coesivi.
Con le moderne tecniche sicuramente i risultati sarebbero senza dubbio migliori senza adare nel campo della teoria ad elementi finidi che porta anch'essa a possibil errori interpretativi dei fenomeni geologici anche se utilizza algorittmi matematicamente esatti e forse a risultati superiori di quanto in realtà si potrebbe dire viste le complicanze geologiche, litologiche e morfologiche del terreno da studiare ( in questi casi spesso dico "precisone al millimetro +/- un palmo" frase questa che si può esprimere un numerosi campi della geologia e dell'ingegneria in genere.
Non ho per il momento il tempo per portare in ambiente windows il vecchi programma anche se in passato avevo già iniziato un lavoro del genere, se qualche collega esperto in programmazione volesse tentare di portare avanti un software del genere sono disponibile ad aiutarlo fornendo consigli sul come affrontare il problema in maniera molto dettagliata.
Concludendo:
L'idea di confrontare i diversi software è senza dubbio molto interessante e va portata avanti, in tutti i casi si potrà vedere che la gran parte dei programmi porteranno a risultati anche notevolmente diversi non soltato per il metodo di calcolo utilizzato ma ache per motivi dovuti alle scelte fatte dall'operatore, attenzione non si può neanche utilizzare il medesimo piano di scivolamento per confrontare i vari metodi, perchè ogni metodo presuppone un determinato andamento non sempre simile a quello degli altri metodi di calcolo.
Per poter comparare meglio i test, a mio giudizio occorrerebbe eseguire almeno tre verifiche:
1) versante in roccia costituito da almeno due litologie inclinate rispetto al pendio.
2) versante con coltri detritiche poco argillose inclinato 30° con fi=25° e coesione bassa posizionato su un substrato roccioso inclinato almeno di 40 gradi
3) versante in argilla mediamente coesiva
L'ideale sarebbe poter mandare le tre verifiche ai vari produttori del software più noti con allegato un questionario e chiedendo quali delle tre casistiche i loro software sono in grado di elaborare e quali sono i loro limiti.
Rimane solo la speranza di una risposta che una ditta seria di software deve dare ad una comunità come
www.geologia.it che raduna la stragrande maggioranza dei potenziali clienti.
Sono disposto a compartecipare alla preparazione dei testi inserendo alcune delle problematiche precedentemente indicate per vedere come vengono superate.
Tale esperienza la consiglierei di fare per la sismica a rifrazione in modo particolare....
Vedere anche i forum di geologia.it su tale argomento........
