Sito di/ Site de Madonna del Sasso (VB), Italia
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Insieme oltre i confini Fondo Europeo
di Sviluppo Regionale
MASSA ~ Projet financé par l’objectif 2 –Mesure 2.2 du Programme Interreg IVC
ALCOTRA « Alpes Latines Coopération Transfrontalière » 2007-2013
Sito di/ Site de Madonna del Sasso (VB), Italia
1. Inquadramento e dati storici - Localisation et historique
La rupe di Madonna del Sasso (Comune di Madonna del Sasso, Provincia di
Verbania, Italia) si colloca lungo la sponda occidentale del lago d’Orta, a monte
dell’abitato di Pella, in corrispondenza di un santuario settecentesco di elevato
interesse artistico, ad una quota di circa 650 m s.l.m.m. (Figura 1). Il sito è
perfettamente accessibile tramite la strada di accesso al santuario. La parte
sommitale della porzione instabile è occupata da un piazzale panoramico; la discesa
lungo i fianchi della rupe richiede tecniche di roccia ed il supporto di personale
specializzato.
L’instabilità dello sperone roccioso sommitale della rupe è probabilmente nota da
sempre, sembrerebbe infatti che un’antica chiesa, alcune pietre della quale sono
ancora osservabili lungo il muro perimetrale del belvedere, fosse stata trasferita
appunto per fenomeni di instabilità. La fase “attuale” di attenzione alle condizioni di
stabilità della rupe data dalla fine degli anni ’80, quando sul piazzale antistante il
santuario si palesarono evidenti indizi di instabilità, sostanzialmente consistenti in
lesionamenti del piazzale lungo le tracce delle discontinuità principali. Gli uffici del
Genio Civile di Novara si interessarono allora al fenomeno, finanziando una
campagna di sondaggi ed uno studio del Politecnico di Torino; su tale studio, del
1991, si basano in larga parte le conoscenze di base riportate nella presente nota.
Figura 1 Ubicazione dell’area
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2. Contesto geologico e morfologico generale - Contexte géologique et
morphologique général
La rupe di Madonna del Sasso è costituita da uno sperone roccioso granitico ad
orientazione E-O, limitato verso nord, est e sud da pareti subverticali alte circa 200 m
. La rupe è integralmente costituita dal Granito di Alzo, che costituisce uno dei
principali ammassi in cui è frazionato, entro le rocce cristalline del Massiccio dei
Laghi, il grande batolite granitico che si estende dal Lago Maggiore allo sbocco della
Valle dell'Orco (Figura 2). Le altre masse principali sono quelle di Mergozzo, di
Montorfano, di Baveno, di Quarna, della Bassa Valsesia, del Biellese e, estrema
propaggine occidentale, quella di Belmonte, tradizionalmente ascritta alla "Zona del
Canavese". L'età permiana del complesso di vulcaniti, che orla la parte meridionale
del Massiccio del Laghi ed i rapporti tra questo complesso e le masse granitiche,
permettono di attribuire l'intrusione granitica al ciclo magmatico ercinico, o
tardoercinico, del Paleozoico superiore. Si ricorda che fin dall'antichità il granito di
Alzo costituente la rupe è stato oggetto di attività estrattive. Il materiale utilizzato
come pietra da rivestimento è stato coltivato a cielo aperto mediante gradonature
impostate prevalentemente su discontinuità subverticali. La Figura 3 riporta una
panoramica generale dell’area.
γ Granito bianco
q2 Fluvioglaciale Wurm
mow morenico Wurm
d detrito di falda
dc detrito di cava
γ
Madonna del Sasso
d
Stralcio da: Carta geologica dei graniti dei
Laghi (Valsesia, Cusio e Verbano - Provincie
di Vercelli e Novara). DIpartimento di Scienze
dc q2 mow della Terra, Università degli Studi di Milano.
Rendiconti della Società Italiana di Mineralogia
e Petrologia, vol. 43/1988, Fasc. 2, dedicato a
Ettore Artini.
Non in scala
Figura 2 – Inquadramento geologico
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A
Figura 3 - Veduta aerea della Rupe di Madonna del Sasso. L’intero ammasso è costituito da granito
bianco. La lettera A indica la porzione rocciosa instabile principale (vedi oltre). A sinistra le tracce
della passata attività di cava.
3. Geometria e stato di fratturazione della massa rocciosa instabile- Géométrie
et fracturation de la masse instable
L' analisi strutturale eseguita ha permesso di segnalare con chiarezza la presenza di
quattro sistemi principali di discontinuità, riportati nella Tabella 1 e nello
stereogramma di Figura 4 (proiezione sull’emisfero inferiore).
K Ψ (°) α (°)
K1 75 110
K2 80 0
K3 15 150
K4 75 50
Fronte 80 50
Tabella 1 – orientazione delle principali discontinuità
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Figura 4 – Rappresentazione stereografica delle principali discontinuità (emisfero inferiore).
Le condizioni generali delle discontinuità rilevate sono riportate nella Tabella 2 e di
seguito sommariamente descritte.
Spaziatura. La spaziatura è generalmente metrica; nelle zone limitrofe a piani Kl la
frequenza è maggiore.
Persistenza. Le osservazioni svolte alla scala dell'affioramento hanno permesso di
stabilire che i sistemi principali osservati si sono sovrapposti presumibilmente con il
seguente ordine cronologico dal più antico al più recente: K3, Kl, K2 e K4. Tutti i
sistemi osservati hanno persistenza da decimetrica ad ettometrica, pervasivi e
generalmente poco dislocati.
Scabrezza. Non sono state eseguite misure dirette, bensi dall'esame visivo le pareti
delle discontinuità presentano profili piani e lisci, mentre
a grande scala si osservano ondulazioni con diversi punti di·contatto tra le pareti che
modificano talora sensibilmente l'andamento geometrico delle discontinuità;
Apertura - grado di alterazione - materiali di riempimento. Dalle osservazioni
effettuate in sito si è evidenziato che in prevalenza le discontinuità sono aperte con
apertura da millimetrica a centimetrica (valori massimi 30 + 50 cm - foto 20 + 25). Le
pareti presentano talora variazioni di colore imputabili a processidi alterazione
colorazione nera dovuta alla percolazione dell'acqua) . Il materiale di riempimento è
prevalentemente assente, in alcune discontinuità (appartenenti ai sistemi Kl - K3) si
rileva sabbia limosa e roccia disgregata.
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Presenza d'acqua. Non si sono osservate emergenze d'acqua; le discontinuità, a
causa della loro apertura e dell'assenza del materiale di riempimento, costituiscono
dei condotti ove l'acqua di precipitazione scorre liberamente.
Tabella 2 – condizioni generali delle discontinuità
Dal rilievo eseguito è stato possibile realizzare una planimetria (tav. l) ed
un'assonometria (tav. 3) in cui si sono ubicate le tracce dei principali piani di
discontinuità (Kl + K4) al fine di evidenziare i volumi delle porzioni rocciose
potenzialmente instabili. Le zone a stabilità precaria sono state denominate A e B. I
principali piani di discontinuità rilevati sono stati riportati graficamente in fig. l
(diagrammi di Schmidt), si è inoltre utilizzato il test di Markland. L'angolo di attrito
utilizzato nelle verifiche grafiche di stabilità è pari a 65° ed è stato valutato tenendo
conto dell'angolo di base a volume costante (Ø = 35°, data la grana grossa
dell'ammasso in esame) e degli effetti di incastro delle discontinuità, corrispondenti
ad un angolo di dilatanza di 30°.
La Figura 5 riporta le verifiche grafiche di stabilità. L'area compresa tra il cerchio
rappresentante l’angolo di attrito ø, relativo al problema in esame, ed il cerchio
meridiano corrispondente al fronte del settore esaminato, indica condizioni di
instabilità. Se l'intersezione delle tracce di due piani (rottura tridimensionale) con:
- inclinazione >= angolo di attrito;
- inclinazione < di quello del fronte;
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- inclinazione > di quella del pendio superiore.
attraversa queste zone si è in condizioni di instabilità soprattutto qualora l'angolo tra
direzione di scivolamento ed immersione del fronte sia minore o uguale a 20°.
Figura 5 – Verifiche grafiche di stabilità
Aree potenzialmente instabili
Le verifiche grafiche di stabilità sono state eseguite considerando i principali piani di
discontinuità su cui si possono innescare cinematismi più importanti. Per ciascuna
delle zone a rischio (zone A, A1 e B) si descrive di seguito l'assetto strutturale ed il
cinematismo che può innescarsi:
Zona A
La zona A è cosi delimitata (figure 6÷10):
• a monte dai piani di discontinuità K1 e K4;
• lateralmente (lato Sud) dal piano di discontinuità K2, e, lato Nord, libero;
• alla base dal piano di discontinuità K3 (suborizzontale).
La porzione rocciosa è bloccata al piede ed il cinematismo si innesca solo nel
momento in cui tale supporto viene a mancare.
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Attualmente si rilevano porzioni rocciose particolarmente fratturate con dimensioni da
decimetriche a metriche, come si osserva dalle figure 6÷10. Lo scivolamento avviene
lungo l'intersezione dei piani di discontinuità K1 e K2 (sul piazzale si osservano
alcune lesioni aventi la medesima direzione dei piani K1 - K2 - K4). La verifica grafica
di stabilità eseguita conferma quanto sopra esplicitato . Il volume roccioso che si può
mobilizzare ha un valore approssimato di 12.000 m3 .
Nell'ambito della zona A si può isolare una sottozona A1 che risulta essere così
delimitata:
• a monte dal piano di discontinuità K4;
• lateralmente (lato Sud) dal piano di discontinuità K2 e, lato Nord, libero;
• alla base dal piano di discontinuità K3.
La verifica di stabilità riportata in Figura 5 mostra che si è in condizioni analoghe a
quelle prima indicate per l'intera zona A. Il volume roccioso costituente la sottozona
A1 ha un valore approssimato di 5.000 m3 .
Zona B
La zona B è così delimitata (figure 6÷10):
• a monte dal piano di discontinuità K4;
• lateralmente (lato Nord) dal piano di discontinuità K2 e, lato Sud, libero;
• alla base dal piano di discontinuità K3.
Nel caso dovesse verificarsi lo scivolamento della zona A, (figure 6÷10) la porzione B
priva di contrasto sui piani subverticali verrebbe a poggiare solamente sul piano K3.
In condizioni statiche lo scivo1amento sul piano di base risulta essere
potenzialmente ostacolato dall'attrito mobilitato sul piano stesso. Tuttavia non è da
escludere che durante lo scivo1amento dell'ammasso A, porzioni instabili di
dimensioni inferiori possano ricadere sull'ammasso B introducendo azioni che ne
possano produrre il ribaltamento. Il volume roccioso costituente la zona B ha un
valore approssimato di 7.500 m3 .
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Figura 6 - Assonometria della rupe, vista da NE verso SO, da Lancellotta et alii, 1991.
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Figura 7 Pianta del piazzale e traccia delle principali discontinuità (da Lancellotta et alii, 1991)
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Figura 8 - Panoramica della parete con
evidenziate le porzioni instabili descritte nel
testo
Figura 9 -Panoramica della parete con
evidenziate le porzioni instabili descritte nel
testo
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Figura 10 -Panoramica
della parete con
indicazioni delle porzioni
instabili descritte nel
testo.
4. Monitoraggi - Dispositif de mesures
Nel 1981 vennero realizzati sul piazzale cinque sondaggi geognostici tre dei quali
attrezzati con inclinometro (Figura 11). Tali sondaggi hanno incontrato
esclusivamente granito più o meno fratturato; la distribuzione delle zone fratturate
ben si accorda col modello generale di fratturazione ed instabilità sopra descritto. Gli
inclinometri (strumentazione, invero, inadatta alla fattispecie in esame) vennero
misurati sino ai primi anni ’90. Gli spostamenti massimi rilevati furono nell’ordine dei
10 mm; tali valori riflettono probabilmente effetti di deriva termica stagionale.
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Figura 11 Sezione vista da nord con traccia dei sondaggi effettuati nel 1981.
Nel settembre 1991 venne attivata una rete di controllo geomeccanica consistente in
10 misuratori di giunti per misurare la porzione A; 5 sulla parete nord, lungo la
frattura K1 e 5 sulla parete sud, lungo la frattura K2. Il sistema rimase in funzione
alcuni anni prima di essere totalmente distrutto da ripetuti malfunzionamenti legati
alla caduta di fulmini. Le risultanze sono così riassumibili (Figura 12):
• I misuratori di giunti individuano movimenti massimi dell’ordine dei 3-4 mm/a
nella parte alta del blocco A e movimenti minimi, circa 1/mm/a nella parte
bassa ;
• il volume roccioso instabile presenta un movimento stagionale legato alle
temperature medie. L' apertura delle fratture è massima nel periodo invernale
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e minima nel periodo estivo, tali valori estremi sono collegati da trend
primaverili ed estivi
• abbastanza uniformi;
• al termine dei cicli annuali osservati le fessure hanno mantenuto un' apertura
residua con valore sino a 2 mm/a .
• le velocità massime di apertura o chiusura delle discontinuità sono nell' ordine
massimo dei 0.25 mm/giorno
• le velocità di apertura non presentano ben definiti e sembrano essere in
relazione con 1' andamento medio della temperatura su periodi medio-lunghi
più che non con le variazioni giornaliere.
Figura 12 Interpretazione dati fessurimetrici
Nei primi anni ’90 venne proposto il ripristino del sistema di controllo. Due geofoni
(uno sulla parete est ed uno inserito nel foro dell’inclinometro I1 non hanno mai
funzionati causa sopravvenuti problemi con le ditte installatrici.
Due estensimetri a filo installati sul piazzale (ES1 ed ES2) registrano dalla fine del
2007, ancorché in maniera discontinua causa problemi tecnici. I dati disponibili
indicano unicamente modeste derive legate alla variazione termica stagionale
(Figura 13).
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Rupe di Madonna del Sasso - Andam ento dei dati estensim etrici
4 40
ES1
ES2
3 Poli. (T) 30
2 20
mm
°C
1 10
0 0
-1 -10
25/09/07
10/10/07
25/10/07
09/11/07
24/11/07
09/12/07
24/12/07
08/01/08
23/01/08
07/02/08
22/02/08
08/03/08
23/03/08
07/04/08
22/04/08
07/05/08
22/05/08
06/06/08
21/06/08
06/07/08
21/07/08
05/08/08
20/08/08
04/09/08
19/09/08
04/10/08
19/10/08
03/11/08
18/11/08
03/12/08
18/12/08
02/01/09
17/01/09
01/02/09
16/02/09
03/03/09
18/03/09
02/04/09
17/04/09
02/05/09
17/05/09
01/06/09
16/06/09
01/07/09
16/07/09
Figura 13 Risultanze degli estensimetri a filo tra il 2007 ed il 2010
Dal febbraio 2006 è attivo un sistema di controllo topografico, costituito da:
- due colonne porta-stazione di riferimento (denominate sta01 e sta02), poste in
area stabile;
- quattro capisaldi di verifica (T0, T1, T2, T3), posti in area potenzialmente
instabile.
La tabella sottostante riepiloga gli spostamenti totali compiuti dai quattro capisaldi
T0, T1, T2, T3 nel periodo intercorso tra la lettura di origine (febbraio 2006) e l’ultima
di esercizio (23 febbraio u.s).
caposaldo Spostamento Spostamento Spostamento Risultante x/y Azimut (°N)
asse x (mm) * asse y (mm) * asse z (mm) * (mm)
T1-ctm1 8.43 2.82 -11.50 8.89 71.50
T2-ctm2 7.90 3.81 -10.00 8.77 64.30
T3-ctm3 6.11 1.08 -11.50 6.20 79.92
T0-ctm4 5.09 -0.30 -9.00 5.10 93.37
Tabella 3 – Monitoraggio topografico, risultanze dall’origine - Per asse x si intende la direzione Est (+) – Ovest
(-); per asse y si intende la direzione Nord (+) – Sud (-); per asse z si intende l’asse verticale (+ aumento di
quota e – diminuzione di quota)
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Le risultanze ottenute (Tabella 3) delineano, in accordo con i dati precedenti, un trend
preciso, caratterizzato da un progressivo spostamento dei punti T0, T1 e T2 verso E-
NE; il punto T3 manifesta invece una di direzione di spostamento E-SE; per tutti i
punti lo spostamento prevalente è comunque verso E. Gli spostamenti rilevati
sull’asse verticale (asse z) presentano, per tutti i capisaldi di controllo, andamenti tra
loro coerenti; i dati mediati indicano abbassamenti cumulati (dal 2006) da 9 mm a
11.50 mm. Analizzando tutta la serie di letture si osserva una variazione stagionale
delle risultanze sull’asse z, con abbassamenti nel periodo tardo invernale e lievi
innalzamenti o stabilità nel periodo autunnale.
Presso parete nord della rupe sono state installate, il 23/03/2007, 2 basi
distanziometriche, su cui, lo stesso giorno, è stata eseguita la misura di origine. Nel
febbraio 2009 è stata effettuata la prima lettura di esercizio, con spostamenti inferiori
al cm su entrambe le basi; considerata la tipologia degli strumenti impiegati e le
difficoltose condizioni di misura, le entità registrate sono ancora comprese
nell’ambito dell’errore strumentale.
La Tabella 4 riporta schematicamente le risultanze delle misure sino ad oggi
disponibili. La Figura 14 riporta il quadro della strumentazione installata.
Tipo strumento Numero Intervallo Dislocazioni/velocità note
strumenti attività osservate
Dislocazioni minime, legate
inclinometri 3 1981-1991 10 mm max alle variazioni termiche
stagionali
Dislocazioni legate in parte
Misuratori di alle alle variazioni termiche
10 1991-1994 Sino a 3-4 mm/a
giunti stagionali con componente
residua di circa 2 mm/a
Dislocazioni minime legate
Estensimetri a
2 2007-2010 Sino a 3 mm/a alle variazioni termiche
filo
stagionali
Velocita su XY sino a Le misure presentano una
Basi 2.2 mm/a circa componente legata alle
4 2006-2010
topografiche Velocità su Z sino a variazioni termiche
quasi 4 mm/a stagionali
Basi
2 2007-2009 20 mm max Una sola misura di esercizio
distometriche
Tabella 4- misure disponibili
Fiche Madonna del Sasso Pagina 15 di 19Comune di Madonna del Sasso (VB) - località Rupe Santuario
Quadro generale strumentazione installata
SC. 22
Centro Regionale per le Ricerche
Territoriali e Geologiche
STRUMENTAZIONE
T2 TOPOGRAFICO TRADIZIONALE
T1 G" INCLINOMETRO AMOVIBILE
J&
CLINOMETRO
D1 Q'
DISTOMETRO A NASTRO
D2
|x
T3 ESTENSIMETRO A FILO
F(
SPIA FESSURIMETRICA
"
x G "
G º"
CAPOSALDO TOPOGRAFICO GPS
x|
| K'
TERMOMETRO
S1 8"
INCLINOMETRO
"
G T0
"
G C%
MISURATORE DI GIUNTI
L(
CENTRALINA
Es2
C%"
G x% DISTANZIOMETRO LASER
¶"
MISURATORE DI PORTATA
F( R(
PIEZOMETRO
Es1
% }x
GEOFONO
F(C% &x
D ²"
INCLINOMETRI FISSI
³"
TDR
P&
ESTENSIMETRO DI PROFONDITA'
G
"C% S2 A"
H $ ESTENSIMETRI MULTIBASE IN FORO
SISTEMA DI TELETRASMISSIONE
D&
IFFI - INVENTARIO FENOMENI FRANOSI
S5 Aggiornamento 2008
n.d.
Crollo/Ribaltamento
Scivolamento rotazionale/traslativo
Espansione
Colamento lento
Colamento rapido
Sprofondamento
Complesso
Deformazione Gravitativa Profonda di Versante
Aree soggette a crolli/ribaltamenti diffusi
Aree soggette a sprofondamenti diffusi
Figura 14
Aree soggette a frane superficiali diffuse
Settore CARG (Progetto CARtografia Geologica)
Fogli CTR 094010 scala 1:500
planimetria prodotta il 12/03/2008FEDER
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Elementi esposti – Enjeux
Elementi esposti in caso di distacco dei volumi instabili (Figura 15):
• Il piazzale panoramico del Santuario, è uno dei principali punti di attrazione
turistica della zona;
• Il Santuario monumento storico, è posto alle spalle delle porzioni rocciose
instabili ma un eventuale distacco in massa creerebbe quasi certamente
problemi di stabilità anche a tale struttura ;
• Alla base del versante corre una strada comunale ;
• Alla base del versante si trovano una decina di fabbricati, civili, artigianali ed
industriali
Per la protezione degli elementi alla base del versante venne realizzato (1993-1995)
un rilevato paramassi in terra rinforzata alla base del versante (Figura 15,
Figura 16,
Figura 17). Trattenere in toto volumi rocciosi dell’ordine dei volumi totali stimati per le
porzioni A e B è ovviamente impossibile. In fase di progetto venne prese in
considerazione il fatto che, in fase di primo impatto alla base del versante, i volumi
principali si frantumerebbero seguendo i sistemi di frattura esistenti; il che ha portato
a stimare in circa 500 m3 i volumi unitari che potrebbero impattare il rilevato.
Considerata l’energia in gioco, comunque enorme, il progetto ha previsto la
realizzazione di un rilevato con antistante vallo, di altezza 8 m e lunghezza 160 m a
doppia sezione trapezia ; il nucleo a monte è rinforzato con tessuto in polipropilene,
quello a valle è costituito da semplice terra compattata.
Porzioni instabili
Perimetro con fabbricati esposti
santuario paramassi Strada comunale
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di Sviluppo Regionale
MASSA ~ Projet financé par l’objectif 2 –Mesure 2.2 du Programme Interreg IVC
ALCOTRA « Alpes Latines Coopération Transfrontalière » 2007-2013
Figura 15 – elementi esposti e traccia del rilevato paramassi
Schema del rilevato paramassi di
Madonna del Sasso
(L = 5 m; H = 8 m; sviluppo~ 160 m)
Figura 16 – Schema e caratteristiche del rilevato paramassi in terra rinforzata
Figura 17 – Rilevato paramassi due anni circa dopo la realizzazione.
Fiche Madonna del Sasso Pagina 18 di 19FEDER
Fonds Européens pour le
Développement Régional
Ensemble au-delà les frontières FESR
Insieme oltre i confini Fondo Europeo
di Sviluppo Regionale
MASSA ~ Projet financé par l’objectif 2 –Mesure 2.2 du Programme Interreg IVC
ALCOTRA « Alpes Latines Coopération Transfrontalière » 2007-2013
5. Interesse del sito per il progetto Massa - Intérêt du site pour le projet
MASSA
Gli elementi di interesse per il progetto Massa nell’ambito dell’azione 2 (installazione
di strumentazione geofisica) sono così riassumibili:
• facilità di accesso per l’installazione e la manutenzione della strumentazione
da installare;
• chiara definizione delle porzioni instabili;
• è l’unico sito, tra quelli previsti in progetto, su rocce cristalline granitiche;
• modalità di fratturazione diverse da quelle sugli altri siti-campione, tutti su
rocce sedimentarie (calcari, arenarie, argilliti).
6. Bibliografia - Références
• Andrea Lazzari, Carlo Troisi & Giovanni Arcuri (1996) Protezione di nuclei
abitati contro la caduta di massi mediante rilevati in terra rinforzata:
esperienze della Regione Piemonte, atti della giornata di studio su la
protezione contro la caduta massi dai versanti rocciosi, associazione
Georisorse e Ambiente, Torino, ottobre 1996.
• Renato Lancellotta, Paola Gigli & Cristina Pepe, (1991) Rupe del Santuario di
Madonna del Sasso, Relazione tecnica riguardante la caratterizzazione
geologico-strutturale dell'ammasso roccioso e le condizioni di stabilità della
rupe , relazione tecnica commissionata dal Ministero dei Lavori Pubblici -
Provveditorato alle Opere Pubbliche per il Piemonte e la Valle d'Aosta
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