La liquefazione dei sedimenti è uno dei fenomeni idrogeologici più evidenti che possono essere causati da un terremoto in zone come pianure alluvionali (riempite da depositi fluviali) e piane costiere. Nei depositi limosi e sabbiosi non consolidati e saturi di acqua (che è incomprimibile), lo scuotimento sismico può causare il trasferimento della pressione dai contatti fra i granuli del sedimento all’acqua interstiziale (presente fra un granulo e l’altro). Quando un simile deposito si trova confinato tra due strati impermeabili (limi e argille ad esempio), la pressione dell’acqua cresce sino ad un punto critico sorpassato il quale annulla la pressione tra i granuli e tutto il deposito (sedimento più acqua) si comporta come un fluido ovvero si liquefà. Per sfogare questa pressione in eccesso il deposito liquefatto cerca una via di fuga spingendo verso zone a minore pressione ovvero verso l’alto, attraverso fratture o condotti, di neoformazione o preesistenti, sia naturali che artificiali (pozzi per l’acqua ad esempio). In superficie, la liquefazione si manifesta con vulcanetti di sabbia/limo, frequentemente allineati lungo le fratture di risalita. Gli edifici e tutte le opere antropiche (ponti, strade etc.) possono essere danneggiati da tale fenomeno. Infatti, se le fondamenta di un edificio poggiano su uno strato che si liquefà, il sostegno di quel livello viene a mancare (si comporta come un fluido e non più come un solido). Allo stesso tempo anche la sabbia che risale verso la superficie può causare cedimenti e danni ad un edificio sovrastante a seguito della forte pressione esercitata.

Video esplicativo

I fenomeni di liquefazione sono stati osservati in tutto il mondo a seguito di forti terremoti, dall’Alaska (nel 1964) alla Turchia (nel 1999) ed alcuni fenomeni sono documentati nella figura

Grazie ai più moderni strumenti diagnostici e alle conoscenze in campo sismico è possibile stimare previsioni del rischio di liquefazione dei terreni e proteggersi dagli effetti distruttivi legati a questo fenomeno partendo per l’appunto da una opportuna scelta dei siti di nuova costruzione e/o con interventi mirati di consolidamento sui terreni liquefacibili e sulle opere di fondazione esistenti.

Ing. Luca Persia

The soil liquefaction is one of the most evident hydrogeological phenomena that can be caused by an earthquake in areas such as flood plains (filled with river deposits) and coastal plains. In unconsolidated silty and sandy deposits saturated with water (which is incompressible), seismic shaking can cause the transfer of pressure from the contacts between the granules of the sediment to the interstitial water (present between one granule and another). When such a deposit is confined between two impermeable layers (silt and clay for example), the water pressure increases to an outdated critical point which cancels the pressure between the granules and the whole deposit (sediment plus water) behaves as a fluid or liquefies. In order to vent this excess pressure, the liquefied deposit seeks an escape route by pushing towards areas of lower pressure or upwards, through fractures or pipes, neo-formation or pre-existing, both natural and artificial (water wells for example). On the surface, liquefaction occurs with sand/lime volcanoes, frequently aligned along the ascending fractures. Buildings and all human works (bridges, roads, etc.) can be damaged by this phenomenon. In fact, if the foundations of a building rest on a layer that liquefies, the support of that level is missing (it behaves like a fluid and no longer like a solid). At the same time, even sand that rises to the surface can cause subsidence and damage to a building above as a result of the strong pressure exerted.
Liquefaction phenomena have been observed all over the world following strong earthquakes, from Alaska (in 1964) to Turkey (in 1999) and some phenomena are documented in the figure
Thanks to the most modern diagnostic tools and knowledge in the seismic field, it is possible to estimate the risk of soil liquefaction and to protect oneself from the destructive effects of this phenomenon, starting from a suitable choice of new construction sites and/or with targeted consolidation interventions on liquefied soils and existing foundation works.