Un intervallo di free swell compreso tra il 20 e il 190%: questa è l’ampiezza di comportamento registrata sui campioni argillosi della formazione Moigrad, nel Bacino Transilvano. Il dato appartiene a uno studio dedicato al potenziale di gonfiaggio di tre formazioni paleogeniche della Romania, Brebi, Mera e Moigrad, condotto da Ioan Gheorghe Crișan, Octavian Bujor, Nicolae Har, Călin Gabriel Tămaș ed Eduárd András e pubblicato sulla rivista Geotechnics (vol. 6, DOI: 10.3390/geotechnics6010016).
L’impianto metodologico: prova diretta, abachi e diffrazione
La valutazione poggia su due strategie affiancate. La misura diretta arriva dalle prove di free swell, eseguite secondo la norma STAS 1913/12-88. Quella indiretta nasce dai diagrammi costruiti sugli indici fisici, articolati in tre schemi di classificazione della suscettibilità al gonfiaggio: il metodo di Seed et al., che correla l’indice di attività con la frazione argillosa; l’abaco di Van der Merwe, fondato sull’indice di plasticità e sul contenuto di argilla; la carta di Dakshanamurthy e Raman, che lega il limite liquido all’indice di plasticità.
Il quadro indiretto si arricchisce di ulteriori livelli di lettura: le tendenze mineralogiche desumibili dalla carta di plasticità di Casagrande, i campi di riferimento per i minerali argillosi proposti da Holtz e Kovacs e il concetto di attività di Skempton, con l’indice di attività definito come rapporto tra indice di plasticità e percentuale di frazione granulometrica inferiore a 2 µm. A completare l’analisi, la diffrazione di raggi X semiquantitativa (XRD), sviluppata con il metodo RIR su un sottoinsieme rappresentativo dei campioni.
Il database geotecnico complessivo comprende 88 prove sulla formazione Brebi, 46 sulla Mera e 263 sulla Moigrad, con un numero di determinazioni variabile da prova a prova.
Free swell: tre formazioni, tre profili di comportamento
I valori misurati disegnano scenari ben distinti. Sulla Brebi il free swell oscilla tra il 50 e il 135%: comportamenti che vanno da bassi ad attivi, senza mai toccare la classe molto attiva, con la maggior parte delle determinazioni collocata nel campo di attività media. La Mera presenta il profilo più delicato: predominano i comportamenti attivi e l’intervallo, dal 30 al 170%, attraversa l’intera gamma delle classi di attività. La Moigrad copre invece tutto lo spettro, dal 20 al 190%, con una distribuzione dominata dalle fasce da media ad attiva.
| Formazione | Campioni | Free swell | Comportamento prevalente | Segno mineralogico |
|---|---|---|---|---|
| Brebi | 88 | da 50 a 135% | attività media, mai molto attiva | calcite circa 53,5% in peso, espandibili circa 3,1% |
| Mera | 46 | da 30 a 170% | attivo, sull’intera gamma delle classi | ortoclasio circa 55,3%, fasi espandibili variabili |
| Moigrad | 263 | da 20 a 190% | prevalenza da media ad attiva | minerali argillosi circa 38,8% |
Quando gli abachi forniscono risposte diverse
Un esito che tocca da vicino l’uso quotidiano dei metodi indiretti è la divergenza sistematica emersa tra gli schemi di classificazione. Gli abachi più sensibili alla componente argillosa, Seed e Van der Merwe, tendono ad assegnare una suscettibilità al gonfiaggio più elevata rispetto all’approccio di Dakshanamurthy e Raman, fondato su limite liquido e indice di plasticità. Il divario si allarga nei suoli condizionati dalla presenza di carbonati, dove le due famiglie di metodi restituiscono stime più distanti tra loro.
Cosa rivela la mineralogia
I risultati XRD corroborano questi pattern e ne chiariscono l’origine. La Brebi risulta ricca di calcite, con un contenuto medio di circa il 53,5% in peso di CaCO3, mentre i minerali espandibili compaiono solo in quantità marginali, mediamente attorno al 3,1% in peso. La Mera mostra un carattere feldspatico marcato, con ortoclasio in media al 55,3% in peso e fasi espandibili di entità variabile. La Moigrad si distingue per il più alto contenuto di minerali argillosi, con una media di circa il 38,8% in peso, un dato coerente con l’ampiezza dei valori di free swell misurati sulla stessa formazione.
I tre controlli del comportamento espansivo
Il comportamento espansivo, in sintesi, non dipende da un singolo parametro: lo governano, agendo congiuntamente, la reattività della frazione argillosa, la continuità volumetrica della fase argillosa e i vincoli microstrutturali di origine carbonatica.
Per chi opera in caratterizzazione su formazioni argillose con presenza diffusa di carbonati, l’indicazione che scende dal confronto è netta: dove gli schemi di classificazione divergono in modo sistematico, la prima stima della suscettibilità non dovrebbe fondarsi su un solo abaco, ma trovare riscontro negli indizi mineralogici e nella prova diretta di free swell.
Lascia un commento