Effetti dell’azione ciclica di gelo disgelo su struttura e conducibilità idraulica di un’argilla a scaglie

The purpose of the experimental laboratory activity is the determination of the hydraulic conductivity and its variation after cycles of freezing and thawing of Palermo scaly clay reconstructed specimens. The material used for the tests results from drilling carried out in the impervious core of the earth dam of the artificial reservoir “Madonna delle Grazie”, in the municipalities of Rossella and Scanzano, in the province of Palermo. This material, properly compacted, can be used as a barrier to isolate contaminated sites, or as a covering surface in the landfill, protecting the waste from the intrusion of rainwater, reducing the leachate production and limiting biogas emissions. The specimens of clay were reconstructed in strata, referring to the site conditions, using the method of the static compaction. The tests on the hydraulic conductivity of the scaly clay were performed in the laboratory of Tests on Soil and Rock within the Department of Structural Engineering of Politecnico di Milano. Using a flexible walls permeameter it has been possible to measure directly the hydraulic conductivity. The state of the samples instead was defined through some significant phase indices: void ratio, porosity and degree of saturation, measured on the samples subjected to several cycles of freezing. The comparison between the results obtained on the various samples made it possible to show the effect that the cycles of freezing have on the structure of the clay. This effect is also reflected in variations of the hydraulic conductivity of the material.

L’attività sperimentale di laboratorio, ha come fine la determinazione della conducibilità idraulica di provini ricostruiti di argilla a scaglie di Palermo, e della sua variazione in seguito a cicli di gelo e disgelo. Il materiale utilizzato per le prove, proviene da carotaggi effettuati nel nucleo impermeabile di una diga in terra posta a sbarramento del serbatoio artificiale di Madonna delle Grazie, nei comuni di Rossella e Scanzano in provincia di Palermo. Questo materiale, opportunamente compattato, può essere utilizzato come barriera per isolare siti contaminati, o come manto di copertura superficiale delle discariche controllate, proteggendo il corpo rifiuti dall’intrusione delle acque meteoriche, riducendo la produzione di percolato e contenendo le emissioni di biogas. I provini di argilla sono stati ricostruiti per strati riferendosi alle condizioni in sito, utilizzando il metodo della compattazione statica. Le prove sulla conducibilità idraulica dell’argilla a scaglie sono state eseguite nel laboratorio di Prove su Terre e Rocce all’interno del Dipartimento di Ingegneria Strutturale del Politecnico di Milano. Utilizzando un permeametro a pareti flessibili è stato possibile misurare in modo diretto la conducibilità idraulica. Lo stato dei campioni è stato invece definito attraverso alcuni indici di fase significativi: indice dei vuoti, porosità e grado di saturazione, misurati sui campioni soggetti a diversi cicli di congelamento. Il confronto fra i risultati ottenuti sui diversi campioni ha consentito di evidenziare l’effetto che i cicli di congelamento hanno sulla struttura dell’argilla. Tale effetto si traduce anche in variazioni della conducibilità idraulica del materiale.