Aspetti geotecnici connessi con la gestione dei sedimenti marini

Dredging of marine sediment is an issue of environmental interest because of the large volume of materials involved, that often resulting with high level of contamination. With respect to recent regulatory developments, the dredging technologies has to be chosen in order to minimise contamination risks for surrounding areas during dredging, transport and replacement of sediments. In the dissertation these matters have been developed as part of a filling work of a confined disposal facility (CDF) built at the port of Ancona to dispose both uncontaminated and contaminated dredged sediments from nearby ports. The land reclamation will be used mainly as a storage area. Since dredged sediments have typically very high void ratios after disposal and sedimentation, their consolidation is essential in order to achieve proper mechanical characteristics. The CDF has been designed to be divided in sectors for progressively filling. Thereafter prefabricated vertical drains will be installed and the sediments will be preloaded by embankments. In the meantime, analysis of sedimentation and consolidation processes have been planned and investigated by laboratory testing to be analysed by the Gibson large strain consolidation theory. Determination of e-σ’ and e-k laws is necessary to solve the Gibson equation and to correctly evaluate the consolidation phenomena. Results from oedometer and sedimentation tests have been used to determine the compressibility curve (e-σ’) at low and medium stress levels and modelled according to the correlation by Liu and Znidarcic (1991). The resulting law is consistent with literature. Hydraulic conductivity, k, was calculated from oedometer test results and the correlation by Krizek and Somogyi (1984) was used for e-k law determination. Hydraulic conductivity was also measured at several void ratio with consolidometer tests for comparison. The preliminary results show a good agreement for void ratios in range of 1,0 – 1,6.

Il dragaggio dei sedimenti marini è un tema di carattere multidisciplinare di interesse ambientale in quanto coinvolge grandi quantità di materiale che, talvolta, possono presentare un elevato grado di contaminazione. Alla luce dei recenti sviluppi normativi, in funzione del materiale da asportare, è necessario selezionare le tecnologie di dragaggio in grado di garantire il minimo rischio di contaminazione degli ambienti circostanti durante tutte le fasi del processo di rimozione, trasporto e ricollocamento del materiale. Nel presente elaborato, tali problematiche sono state approfondite nell’ambito del riempimento di una vasca di colmata con sedimenti marini dragati, la quale costituirà l’ampliamento dell’attuale piazzale per lo stoccaggio dei container nel Porto di Ancona. Date le scadenti caratteristiche meccaniche dei sedimenti dopo il loro conferimento, sono stati previsti interventi di consolidamento per rendere l’area adatta alla destinazione d’uso prevista. L’intervento consisterà nell’installazione di un sistema di dreni prefabbricati verticali e nella successiva applicazione di un precarico mediante un rilevato di terreno. Allo scopo di progettare l’intervento di consolidamento è stata eseguita una sperimentazione di laboratorio sui materiali attualmente già conferiti all’interno della vasca. In particolare, sono state eseguite prove di sedimentazione e di compressione edometrica su campioni ricostituiti di sedimenti dai risultati delle quali sono state determinate le leggi di variazione della compressibilità (e-σ’) e della permeabilità (e-k) in funzione dello stato di addensamento, durante i processi di consolidazione. Le leggi di compressibilità determinate sono risultate in accordo con quanto riportato nella letteratura di settore. La legge k-e è stata validata con prove di permeabilità diretta in consolidometro; i risultati osservati sono sovrapponibili a quelli ottenuti con le prove edometriche per indici dei vuoti compresi fra 1,0 e 1,6.