Analisi geologico-tecnica e idrologica di una condotta forzata ai piedi di un versante in area alpina

Slope dynamics represent a critical aspect in the design and construction of infrastructure within complex geological contexts, such as those typically found in alpine areas. This thesis focuses on the geotechnical analysis of slope stability in the Dora di Veny valley, at the foot of Mont Blanc, affected by the installation of a penstock for a hydroelectric plant, starting from geotechnical data and the implementation of a conceptual model representing the slope, its lithological layers, and the infrastructure. Stability assessments, conducted using the SSAP 2010 (Slope Stability Analysis Program), were performed across multiple sections, comparing pre- and post-intervention conditions through numerical analysis based on assumptions of variable piezometric levels, boundary conditions such as free drainage toward the stream and road loads, and sensitivity analysis to evaluate the impact of groundwater. The simulation results demonstrated that the placement of the penstock at the slope’s base generally enhances overall stability, with an increase in safety factors across nearly all analyzed sections. Where a local reduction in the safety factor was observed post-intervention, due to shifts in the location of critical slip surfaces, the penstock was repositioned to improve the safety factor. Rising groundwater levels, simulated as a critical scenario, significantly worsen stability, but a preliminary hydrological assessment based on the Curve Number method indicates that such extreme conditions are unlikely in realistic settings, supporting the project’s safety. Road loads, considered as a boundary condition, show no destabilizing effects. The findings confirm that proper design and installation of the penstock can have a stabilizing effect on the slope, thereby enhancing the safety of the overlying roadway. The intervention, when appropriately designed, proves safe and compliant with regulations, contributing to slope stability without compromising the overlying roadway.

La dinamica dei versanti rappresenta un aspetto cruciale nella progettazione e costruzione di infrastrutture in contesti geologici complessi quali sono tipicamente le aree alpine. La presente tesi si concentra sull'analisi geologico-tecnica della stabilità di un pendio nella valle della Dora di Veny, ai piedi del Monte Bianco, interessato dalla posa di una condotta forzata per un impianto idroelettrico, a partire dai dati geologico-tecnici e dall’implementazione di un modello concettuale che rappresenta il versante, i suoi strati litologici e l’infrastruttura. Le verifiche di stabilità, svolte con il programma SSAP 2010 (Slope Stability Analysis Program), sono state condotte su più sezioni, confrontando condizioni ante- e post-operam, attraverso un’analisi numerica basata su ipotesi di livelli piezometrici variabili, condizioni al contorno come il drenaggio libero verso il torrente e carichi stradali, e un’analisi di sensitività per valutare l’impatto della falda acquifera. I risultati delle simulazioni hanno evidenziato che l'inserimento della condotta forzata, alla base del pendio, comporta un miglioramento complessivo della stabilità con incremento dei fattori di sicurezza in quasi tutte le sezioni analizzate. Laddove si è osservato un locale abbassamento del fattore di sicurezza post-operam, dovuto a una variazione della localizzazione delle superfici critiche di scivolamento, è stato effettuato un riposizionamento della condotta, in modo da incrementare il fattore di sicurezza. L’innalzamento della falda, simulato come scenario critico, comporta un significativo peggioramento della stabilità, ma la valutazione idrologica preliminare, basata sul metodo Curve Number, indica che tali condizioni estreme sono improbabili in contesti realistici, supportando la sicurezza del progetto. I carichi stradali, considerati come condizione al contorno, non risultano destabilizzanti. I risultati ottenuti mostrano che un’adeguata progettazione e installazione della condotta forzata può avere effetti stabilizzanti sul pendio, e migliorando di conseguenza la sicurezza della sede stradale sovrastante. L’intervento, opportunamente progettato, si conferma sicuro e conforme alle normative, contribuendo alla stabilità del pendio senza compromettere la sede stradale sovrastante.