T h e b e h a v i o u r of a large dam at severe frost P . C A L O I ( * ) - M . M I G A N I ( * * ) - M . 0 . S P A D E A ( * ) R e c e i v e d 011 M a y 5tli, 1972 SUMMARY. — S y n t h e s i z i n g t h e p r o b l e m , t h e a c t i o n of t h e t h r u s t s i n t h e b e h a v i o u r of t h e d a m of P i e v e di C a d o r e , m a k e s itself c o n s p i c u o u s e x p e c i a l l y d u r i n g t h r e e p e r i o d s of t h e y e a r : 1. - A b o u t t h e e n d of J u n e , t h e a i r t e m p e r a t u r e , 011 t h e a v e r a g e , o v e r - c o m e s t h e w a t e r o n e i n t h e w a t e r s h e d u p s t r e a m t h e d a m : t h e b e n d i n g of t h e d a m u p s t r e a m i n c r e a s e s f r o m t h e b o t t o m t o t h e t o p . 2. - A b o u t t h e e n d of O c t o b e r , t h e t h e r m a l c o n d i t i o n s c h a n g e ; t h e m e a n a i r t e m p e r a t u r e g r o w s l o w e r t h a n t h e m e a n w a t e r t e m p e r a t u r e ; t h e d a m b e g i n s h e r b e n d i n g d o w s t r e a m . 3. - W h e n t h e a i r t e m p e r a t u r e is d i s t i n c t l y b e l o w 0 °C, t h e a c t i o n of t h e t h r u s t s g r o w s m o r e c o m p l e x e ; t h e r o c k y w a t e r l o g g e d s y s t e m d o w n s t r e a m of t h e d a m , w h i l e c o o l i n g , swells a n d p u s h e s t h e b o t t o m of t h e d a m u p s t r e a m ; a t t h e h i g h e r q u o t e , on t h e c o n t r a r y , t h e t h r u s t d o w n s t r e a m c o n t i n u e s . W h e n t h e s t r e n g h t l i m i t of t h e m e d i u m is s u r p a s s e d , a r i s e s a c o n t r a s t b e t w e e n t h e r o c k y s y s t e m a n d t h e c o n c r e t e s t r u c t u r e : t h i s c o n t r a s t c a n origi- n a t e v e r y s m a l l f r a c t u r e s , r e v e a l e d f r o m s e i s m i c s t a t i o n i n s t a l l e d i n t o t h e c e n t r a l a s h l a r ( X I V ) a t 660 m e t r e s h e i g h t of t h e d a m , u n d e r t h e f o r m of m i c r o - s h o c k s w h i c h e n e r g y is of a b o u t 1 0 I 0 - 1 0 U e r g . 1 . A s i s k n o w n , t h e b e h a v i o u r of a d a m a b o v e 0 ° C m a y b e s y n - t h e z i s e d i n t o t w o p r i n c i p a l m o v e m e n t s d u e t o t h e a c t i o n of t e m p e r a - t u r e v a r i a t i o n s : a n u p s t r e a m b e n d i n g m o v e m e n t if t e m p e r a t u r e r i s e s a n d a d o w n s t r e a m f l e x u r e if t e m p e r a t u r e d e c r e a s e s f 1 ). T h i s d o e s n o t t a k e i n t o a c c o u n t , of c o u r s e , t h e v a r i a t i o n s d e p e n d i n g o n t h e w a t e r - s h e d . A t a b o u t 0 ° C a n d b e l o w t h e b e h a v i o u r of a d a m b e c o m e s m o r e c o m p l e x . U p s t r e a m of t h e b a r r a g e t h e l a k e c o v e r s t h e d a m u p t o a c e r t a i n h e i g h t . W h e n t h e t e m p e r a t u r e f a l l s b e l o w 0 ° C , t h e w a t e r l e v e l a t (*) I s t i t u t o N a z i o n a l e di Geo fìsica, R o m a . (**) E . N . E . L . C o m p a r t i m e n t o di V e n e z i a . 5 2 0 I>. O A L O I - M . M I G A N I M. C . S P A D K A tlie s u r f a c e f r e e z e s t o a c e r t a i n t h i c k n e s s a c c o r d i n g t o t h e n e g a t i v e t h e r m a l s t a g e . Below t h e f r o z e n l a y e r t h e w a t e r m a i n t a i n s a t e m - p e r a t u r e a b o v e 0 °C. T h e s i t u a t i o n d o w n s t r e a m d e p e n d s on t h e o u t e r t e m p e r a t u r e w h i c h is m o r e or less, b u t d i s t i n c t l y below 0 ° 0 . T h i s m e a n s t h a t t h e p o r t i o n of t h e d a m w h i c h is c o v e r e d b y t h e w a t e r h a s a h i g h e r t e m p e r a t u r e t h a n t h e p o r t i o n d o w n s t r e a m . T h i s a d d s — a t l e a s t in t h e b e g i n n i n g — t o t h e t h r u s t of t h e d a m d o w n s t r e a m . B u t if t h e t e m p e r a t u r e of t h e air r e m a i n s f o r a l o n g e r t i m e p e r i o d d i s t i n c t l y below 0 °C, new f a c t o r s e n t e r i n t o a c t i o n d u e t o t h e a b - n o r m a l b e h a v i o u r of t h e f r o z e n soil. T h e r o c k y s y s t e m on w h i c h t h e d a m f o o t s is o b v i o u s l y w a t e r l o p p e d d o w n t o a c e r t a i n d e p t h . W h e n t h e t e m p e r a t u r e r e m a i n s sizeably below 0 °C f o r s e v e r a l d a y s , t h e f r o s t p e n e t r a t e s m o r e or less d e e p l y i n t o t h e u n d e r g r o u n d d o w n s t r e a m of t h e d a m . W h i l e f r e e z i n g , t h e l i q u i d c o m p o n e n t b r i n g s a b o u t a swell of t h e soil w h i c h is all t h e m o r e p r o n o u n c e d t h e d e e p e r t h e f r o s t p e n e - t r a t e s . A t t h e m a r g i n s of t h e p l a i n in c o n t a c t w i t h t h e d a m , a t h r u s t is t h e r e f o r e d e v e l o p i n g t o w a r d t h e b a r r a g e , a n n u l l i n g t h e o p p o s i t e t h r u s t f r o m t h e s u b m e r s e d s u r f a c e a n d c a u s i n g a t l a s t a n u p s t r e a m b e n d i n g of t h e d a m b o t t o m . R e f e r r e d t o h e i g h t , in f a c t , t h e b a r r a g e is s u b j e c t t o t h e swelling a c t i o n of t h e s p r i n g e r r o c k y m e d i u m o n l y i n t h e n a r r o w a r e a c o r r e s p o n d i n g t o t h e d a m t h i c k n e s s . O b v i o u s l y , t h i s a c t i o n is n o t s t r o n g e n o u g h t o c a u s e a sizeable t h r u s t f r o m d o w n s t r e a m t o u p s t r e a m , so t h a t a b o v e t h e level of t h e p l a i n o u t s i d e t h e d a m t h e d o w n s t r e a m t h r u s t m a k e s itself m o r e a n d m o r e felt, as s k e t c h e d in lig. 1. T h a t t h e e f f e c t s a r e s u c h as a b o v e d e s c r i b e d is p r o v e d b y t h e c l i n o g r a p h i c r e c o r d i n g s w h i c h w e r e o b t a i n e d u n d e r t h e said c o n d i t i o n s a t v a r i o u s h e i g h t s of t h e c e n t r a l a s h l a r of t h e P i e v e di C a d o r e D a m , n a m e l y o n t h e levels of t h e d a m b o t t o m ( P i a n delle E r e ) 625 m , 660 m a n d o n t h e d a m t o p (682 m) (fig. 2). 2. So f a r t h e r o c k a n d t h e c o n c r e t e h a v e w i t h s t o o d t h e s t r e s s in a c t i o n w i t h i n t h e l i m i t s of t h e i r p r o p e r s t r e n g t h , b u t w h e n f r o s t p e r - sists as f a r a s t i m e , a n d h e n c e , s p a c e is c o n c e r n e d , t h e i n t e n s i t y of t h r u s t of t h e s p r i n g e r r o c k i n c r e a s e s d o w n s t r e a m of t h e d a m , t o w a r d t h e b a r r a g e . T h e r h e o l o g i c a l b e h a v i o u r of t h e f r o z e n soil is still f a r f r o m b e i n g d i s c o v e r e d i n all i t s a s p e c t s . I n a n y case i t is h i g h l y im- p o r t a n t i n several g e o m o r p h o l o g i c a l s t r u c t u r e s (7). Specific r e s e a r c h w o r k c o n d u c t e d b y t h e D i s a s t e r P r e v e n t i o n R e - s e a r c h I n s t i t u t e of t h e U n i v e r s i t y of K y o t o (6) h a v e s h o w n — t h r o u g h T H E B E H A V I O U R O F A L A R G E DAM AT S E V E R E F R O S T 5 2 1 t e s t s of a x i a l c o m p r e s s i o n on f r o z e n soil s p e c i m e n s e x t r a c t e d ' f r o m v a r i o u s d e p t h s of t h e P l a i n of T o k y o — t h a t t h e h i g h e s t v a l u e s o b t a i n - ed f r o m clay s e d i m e n t s w e r e b e t w e e n 10 a n d 20 k g / c m 2 a t — 5 °C a n d a b o v e 20 k g / c m 2 a t — 1 0 °C. T h e d e f o r m a t i o n of s e d i m e n t a r y s a n d s a t t h e s a m e t e m p e r a t u r e s was e v e n s t r o n g e r , a n d f o r r o c k y g r o u n d s t h e v a l u e s m a y rise still higher. I n v e r s e l y , if t h e o t h e r c o n d i t i o n s r e m a i n u n c h a n g e d , t h e l a t e r a l t h r u s t of a h i g h l y f r o z e n m e d i u m t h e r e f o r e increases. Besides, if t h e u p s t r e a m t h r u s t of t h e s u r f a c e layers of t h e d a m p l a i n is c o u n t e r - a c t e d b y t h e d o w n s t r e a m t h r u s t of t h e d a m b o t t o m p r o p e r l y s p e a k i n g which is u n d e r t h e lake, s u c h as is t h e case w i t h t h e P i e v e d i C a d o r e D a m , a n i n c r e a s i n g c o n t r a s t is b u i l d i n g u p as t h e f r o s t b e c o m e s h a r s h e r u n t i l t h e s t r e n g t h limit of t h e m e d i u m is s u r p a s s e d , t h e e q u i l i b r i u m b r e a k s a n d t h e m e d i u m cracks. 3. T h i s p h e n o m e n o n a s s u m e d s p e c t a c u l a r a s p e c t s d u r i n g t h e first p e r i o d a f t e r t h e d a m b u i l d i n g . T h e s e i s m o g r a p h s i n s t a l l e d in a s m a l l h o u s e on t h e r i g h t a b u t m e n t a t some fifty m e t r e s f r o m t h e d a m r e c o r d e d t h o u s a n d s of small s h o c k s in t h e first w i n t e r s . T h e r e c o r d i n g s were e q u a l l y g i v e n a f t e r w a r d s w h e n t h e t e r n I s h i m o t o s e i s m o g r a p h s h a d b e e n i n s t a l l e d in t h e c o n t r o l cabin a t close b y t h e d a m (2), still on t h e s a m e side ( t h e y w e r e l a t e r r e p l a c e d b y a s t r o n g e r t e r n of Gir- l a n d a s e i s m o g r a p h s ) . M o s t of t h o s e small s h o c k s c a m e f r o m t h e b a r r a g e b o t t o m f1-2). A f t e r a f e w y e a r s t h e seismic s t a t i o n i n s t a l l e d in t h e b a s e m e n t of t h e c o n t r o l c a b i n s t o p p e d r e c o r d i n g m i c r o s h o c k s c o m i n g f r o m t h e b a r r a g e b o t t o m . Caloi, w h o h a d followed t h e p h e n o m e n o n since i t s o u t s e t , h a d g o t c o n v i c t i o n , h o w e v e r , t h a t i t could n o t b e a l t o g e t h e r s p e n t . O n l y a seismic s t a t i o n i n s t a l l e d w i t h i n t h e d a m s t r u c t u r e c o u l d solve t h e p r o b l e m . A f t e r p e r m i s s i o n f r o m t h e « E N E L », a « G i r l a n d a » seismic s t a t i o n w a s i n s t a l l e d b y D r . Migani in a. s t a p l e p i t of t h e c e n t r a l a s h l a r ( X I V ) a t 660 m e t r e s h e i g h t of t h e d a m (Figs 3, 4). W i t h t h e help of t h i s s t a t i o n , w h i c h allowed t o d e t e c t n e w p h e n o m e n a , p a r t l y discussed elsewhere a n d p a r t l y covered l a t e r h u n d r e d s of v e r y small s h o c k s could b e r e v e a l e d d u r i n g d a y s of v e r y s t r o n g f r o s t (see fig. 5) w h i c h t h e s t a t i o n in t h e c e n t r a l i z e d c o n t r o l c a b i n is u n a b l e t o r e c o r d . H e r e arises t h e s p o n t a n e o u s q u e s t i o n w h y a t t h e s t a r t t h e m i c r o s h o c k s w e r e so m u c h s t r o n g e r t h a t t h e y c o u l d b e clearly r e c o r d e d b y t h e t h o u s a n d s e v e n o u t s i d e t h e d a m . T h e r e p l y is ob- 5 2 2 P . C A L O I - M . M I G A N I - M . C . S P A D E A v i o u s : a t t h e o u t s e t t h e r e were t w o m e d i a , t h e r o c k y s y s t e m a n d t h e d a m , e a c h w i t h i t s o w n c h a r a c t e r i s t i c s . T h e f o r c e d " s y m b i o s e " b e t w e e n t h e t w o c o u l d n o t b u t l e a d t o i n i t i a l c o n t r a s t s of a c e r t a i n violence, c a p a b l e of r e d u c i n g t h e s t r o n g e s t r e s i s t a n c e of t h e r o c k a g a i n s t t h e m o v e m e n t s of t h e d a m . T h e r e f o r e , t h e s h a t t e r i n g b e c a m e m o r e w i d e s p r e a d a n d h i t t h e e l e m e n t s of m a j o r size, w h i c h e x p l a i n s t h e h i g h e r a m o u n t s of e n e r g y set f r e e b y t h e m i c r o s h o c k s . F u r t h e r m o r e , i t w a s o n l y i n t h i s w a y t h a t t h e s y s t e m could s e t t l e w i t h n e w p o s i t i o n s of e q u i l i b r i u m (it s h o u l d n o t b e o v e r l o o k e d i n t h i s r e g a r d t h a t t h e m o d u l u s of e l a s t i c i t y of t h e r o c k y s y s t e m s u p p o r t i n g t h e p l a i n d o w n - s t r e a m of t h e d a m w a s s t r o n g l y r e d u c e d w i t h i n f e w y e a r s , t h e first, f a l l i n g f r o m t h e i n i t i a l 7000 m / s e c (1949) t o 5000 m / s e c (1960) of lon- g i t u d i n a l w a v e v e l o c i t y (4)). A f t e r t h e a c u t e s t a g e of t h e crisis i n t h e c o n t a c t s u r f a c e b e t w e e n t h e u n d e r l y i n g s t r a t a of t h e b a r r a g e a n d t h e c o n c r e t e h a d b e e n o v e r c o m e , t h e m i c r o m o v e m e n t s of t h e l a t t e r could s w i n g o u t i n t h e p l a s t i c field. T h i s c a n n o t h a p p e n in p e r i o d s of s t r o n g f r o s t w h i c h , f o r t h e a b o v e r e a s o n s , give rise t o s h e a r s a n d elastic w a v e s . F i g . 6 g i v e n u m e r o u s e x a m p l e s of m i c r o s h o c k s , r e c o r d e d be- t w e e n D e c e m b e r 1970 a n d M a r c h 1971, t h a t is i n p e r i o d s w h e n t e m p e r a t u r e s fell d e c i d e d l y below zero degrees (*). W e h a v e r e p o r t e d o n l y s o m e of t h e m , of course, b u t t h e y give sufficient e v i d e n c e of t h e l a r g e v a r i e t y of a s p e c t s t h e y a r e a s s u m i n g , s o m e t i m e s w i t h c o n s i d e r a b l e u n l i k e n e s s e s b e t w e e n t h e m . U n l i k e n e s s i n d i c a t e s d i f f e r e n t origin a n d d i f f e r e n t p r o p a g a t i o n . R u p t u r e of e q u i l i b r i u m c a n t a k e p l a c e s l i g h t l y d i s t a n t f r o m t h e d a m b o t t o m . D u e t o t h e l i m i t e d a m o u n t of e n e r g y i n v o l v e d , i t is u n a b l e t o c a u s e a s h a k i n g of t h e s t r u c t u r e a n d a c t s m e r e l y as a v e h i c l e of t h e elastic w a v e s , so as t o b r i n g a b o u t , i n t h e s e cases, v e r y f a s t oscillations w h i c h f a d e a w a y i n i n t e r v a l s of o n e or t w o seconds (fig. 6). If t h e c r u s h is closer t o t h e d a m , i t s e n e r g y (*) I t w o u l d n o t b e s u r p r i s i n g if s o m e s u p e r f i c i a l o b s e r v a t i o n a t t r i b u t e d t h e m i c r o s h o c k s t o t h e c r a c k s w h i c h f r o m t i m e t o t i m e a r e p r o d u c e d i n t h e i c e d s t r a t u m of t h e l a k e . W i t h o u t m e n t i o n i n g t h a t c r a c k s a r e n o t f r e q u e n t a n d of a r a t h e r l i m i t e d n u m b e r , i t s h o u l d b e c o n s i d e r e d t h a t d u e t o c o n - t i n u o u s v a r i a t i o n s of t h e w a t e r l e v e l i n t h e b a s i n t h e i c e l a y e r a p p e a r s f r a c t u r e d t o a l a r g e e x t e n t , t h a t is t h e s t r i p a l o n g t h e w a t e r s i d e s . T o t h e s e , t h e r e f o r e , i t is n o t a t t a c h e d r i g i d l y , so t h a t t h e e n e r g y s e t f r e e f r o m c r a c k i n g s is d i s p e r s e d a n d r e a c h e s t h e w a t e r s i d e in v e r y l i m i t e d a m o u n t s . T H E B E H A V I O U R O F A L A R G E DAM AT S E V E R E F R O S T 5 2 3 m a y b e sucli as t o cause s h a k i n g s . Since t h e e x c i t a t i o n e n e r g y is i n t o finite m e d i u m , it is similar t o t h e oscillations of a d i a p a s o n : in o t h e r w o r d s , t h e r e will b e a n a n o m a l o u s dispersion, w i t h oscillations of lon- ger a n d longer p e r i o d s which a r e t h e l a t e s t a n d a r e a p p r o a c h i n g t h e u n i n o d a l v a l u e s of t h e a s h l a r s a n d o f t e n of t h e d a m itself (fig. 6). I t is t o b e n o t e d in t h i s r e s p e c t t h a t t h e f r e e oscillations of t h e s t r u c t u r e o r i g i n a t e s o m e t i m e s i m m e d i a t e l y a f t e r t h e b e g i n n i n g of t h e p e r t u r b a - t i o n , b u t s o m e t i m e s t h e y a p p e a r a f t e r c e r t a i n t i m e i n t e r v a l s . T h i s m e a n s t h a t t h e d i s t a n c e f r o m t h e o b s e r v a t i o n s t a t i o n (installed, in t h i s specific case, a t t h e c e n t r e of t h e d a m ) t o t h e d i s t u r b i n g a r e a v a r i e s . T h e f a c t s h o u l d bo u n d e r l i n e d , as well, t h a t o f t e n t h e r e c o r d i n g does n o t s h o w t h e p r o p e r f e a t u r e s of a s e p a r a t e m i c r o s h o c k , b u t of s e v e r a l shocks o r i g i n a t i n g a t s h o r t t i m e i n t e r v a l s b e t w e e n each o t h e r , a s t h o u g h t h e r u p t u r e of e q u i l i b r i u m in one p o i n t b r o u g h t a b o u t a n a l o g o u s r u p t u r e s all a b o u t (fig. 6). W e r e s e r v e t o d e a l m o r e specifically w i t h t h e p r i n - cipal a s p e c t s of t h e recordings in a following p a p e r . 4. W i t h o u t c o n s i d e r i n g t h e b a r r a g e b o t t o m w h i c h is p a r t i c u l a r l y , if n o t e x c l u s i v e l y , s e n s i t i v e t o t h e v a r i a t i o n s of t h e w a t e r b a s i n , t h e cycle of b e n d i n g s of a large d a m is g o v e r n e d , t h e r e f o r e , b y t h e develop- m e n t of t h e S e a s o n s — all o t h e r c o n d i t i o n s r e m a i n i n g e q u a l — a n d p a r t i c u l a r l y b y t h e a n o m a l o u s b e h a v i o u r of t h e w a t e r w i t h r e g a r d t o t h e v a r i a t i o n s of t e m p e r a t u r e . T h i s m a y b e s u m m a r i z e d as follows. L e t us consider a d a m (in o u r specific case t h e P i e v e di C a d o r e D a m ) w i t h t h e a d j a c e n t w a t e r s h e d a t a n o r m a l level. A t a c e r t a i n d a t e of t h e first m o n t h s of t h e y e a r (which m a y b e F e b r u a r y or M a r c h , a c c o r d i n g t o t h e p r o c e e d i n g of t h e Season), t h e w a t e r a n d t h e air will c o m e t o h a v e a p p r o x i m a t e l y t h e s a m e m e a n t e m p e r a t u r e . A f t e r t h a t d a t e , t o w a r d S p r i n g , t h e air beings t o b e w a r m e r t h a n t h e w a t e r . I t will b e r e m e m b e r e d t h a t w a t e r h a s t h e h i g h e s t specific h e a t of all k n o w n s u b s t a n c e s , w h i c h implies t h a t i t s w a r m i n g u p t a k e s p l a c e v e r y slowly, also as f a r as t h e d a m s u p p o r t i n g r o c k s y s t e m is c o n c e r n e d . T h e i n c r e a s e of t h e g a p of m e a n t e m p e r a t u r e s of air a n d w a t e r is r e s p o n s i b l e f o r a s t r o n g e r h e a t i n g u p of t h e wall d o w n s t r e a m of t h e d a m c o m p a r e d w i t h t h e u p s t r e a m wall w h i c h is u n d e r t h e w a t e r , w i t h t h e c o n s e q u e n c e of a b a r r a g e b e n d i n g u p s t r e a m which increases in t h e f o l l o w i n g m o n t h s , u s u a l l y u n t i l S e p t e m b e r inclusively. Besides, t o t h i s slow u p s t r e a m b e n d i n g a d d s t h e d i u r n a l w a v e following t h e s u n r a d i a t i o n s t h r o u g h t h e 24 h o u r s . 5 2 4 P . C A L O I - I I . J I I G A N I - M . C. S P A D E A I n t h e e o u r s e of t h e s e m o n t h s t h e w a t e r h a s c o n t i n u e d s t o r i n g u p h e a t , w i t h t e m p e r a t u r e s of t h e s u r f a c e l a y e r s g o i n g u p t o m a x i m a of 20 °G. As slowly as h e a t h a s b e e n s t o r e d , as slowly t h e w a t e r c o n v e y e s a r o u n d . So, w h e n t h e o u t e r t e m p e r a t u r e begins t o fall, t h e m e a n air t e m p e r a t u r e soon falls below t h e w a t e r t e m p e r a t u r e of t h e l a k e . This is when the thermal condition of the dam walls is inverted: t h e N o r t h wall is w a r m e r t h a n t h e S o u t h wall. A n d t h e b e n d i n g is i n v e r t e d , t o o , b e i n g d i r e c t e d t o w a r d t h e v a l l e y . As t h e t e m p e r a t u r e falls f u r t h e r t o w a r d s 0 °C, t h e w a t e r of t h e w a t e r s h e d b e g i n s t o b e s u b j e c t e d t o a c o n t i n u o u s m i x i n g process. T h e s u r f a c e w a t e r cooling off, b e c o m e s hea- v i e r a n d s i n k s a f e w m e t r e s d o w n . I t is r e p l a c e d b y w a r m e r w a t e r f r o m m a j o r d e p t h s . T h e o u t e r c o n d i t i o n s p e r m i t t i n g , t h i s p h e n o m e n o n c a n go on u n t i l a c o m p l e t e b l e n d i n g of t h e l a k e w a t e r is r e a c h e d , w i t h t e m p e r a t u r e s a t t h e l a k e b o t t o m of a b o u t 4 °C w h e r e , as is k n o w n , w a t e r h a s t h e m a x i m u m d e n s i t y a n d , h e n c e , t h e m a x i m u m specific w e i g h t . If t h i s s i t u a t i o n is t o t a k e p l a c e , t h e o u t e r t e m p e r a t u r e m u s t b e c l e a r l y below 0 °C, w h i c h m e a n s t h e s h a p i n g of a n ice l a y e r on t h e l a k e s u r f a c e , t h e c o n t i n o u s b e n d i n g on t h e e n t i r e d a m t o w a r d t h e v a l l e y , as w a s d e s c r i b e d a t t h e b e g i n n i n g , a n d — f r o s t b e i n g s t r o n g — t h e o b s e r v a t i o n of t h e a b o v e i n d i c a t e d p h e n o m e n o n on a p a r t of t h e d a m , t h a t is t h e b o t t o m , w h i c h b e n d s u p s t r e a m , while t h e h i g h e r p o r t i o n is a l w a y s s t r e s s e d i n t h e o p p o s i t e d i r e c t i o n . T h e a b o v e describes t h e p h e n o m e n o n in i t s s i m p l e s t a s p e c t s , of course, w h e r e t h e f a c t o r s i n v o l v e d v a r y u n i f o r m l y in one v e r s u s o n l y . I n f a c t , t h e r e a r e c o m p l i c a t i o n s d e p e n d i n g on r e c u r r e n c e s of S e a s o n s t o w h i c h t h e air t e m p e r a t u r e is p a r t i c u l a r l y sensitive. T h e r e s p o n s e of t h e d a m is i m m e d i a t e : benclings a r e i n v e r t i n g m o r e or less o u t s p o k e n l y , m o r e or less long or r e g u l a r , a c c o r d i n g as t h e cause evolves. N o con- s i d e r a t i o n h a s b e e n g i v e n , of course, t o s i m u l t a n e o u s a c t i o n s on t h e valley as a whole, on i t s solid p a r t s . T h e v a l l e y t e n d s t o s h r i n k in t h e w a r m season a n d t o e x p a n d i n t h e cold season. N o t t o m e n t i o n a t all, a t l a s t , t h e c o n t r a s t s f o l l o w i n g t h e m o r e or less m a r k e d v a r i a t i o n s of t h e w a t e r level in t h e r e s e r v o i r . T H E B E H A V I O U R O F A L A R G E DAM AT S E V E R E F R O S T 5 2 5 R E F E R E N C E S {1 ) CALOI P . , 1953. - Osservazioni sismiche e clinografiche presso grandi dighe di sbarramento. « A n n a l i di G e o f í s i c a », V I . 3. (2) CALOI P . , 1962. - La Geofísica e le grandi dighe. « L ' E n e r g i a E l e t t r i c a », X X X I X , 1. (3) CALOI P . , 1962. - Aspetti della dinamica di rocce, calcestruzzo ed acque, « A n n a l i di G e o f í s i c a », X V , 2-3. ( C o n t i e n e u n ' a m p i a b i b l i o g r a f i a s u p r e c e d e n t i l a v o r i d e l l ' A . s u l l ' a r g o m e n t o ) . (4) CALOI P . , SPADEA M . C., 1966. - Principali risultati conseguiti durante Vosservazione geodinamica, opportunamente estesa nel tempo, di grandi dighe di sbarramento, e loro giustificazioni teoriche. « A n n a l i di Geofi- s i c a », X I X , 3. (5) CALOI P . , SPADEA M . C., 1969. - Sulla risposta elastica delle dighe e sulla sua variazione nel tempo. « A n n a l i d i G e o f i s i c a » , X X I I , I. (6) PUKUO Y . , 1966. - Oli the Bheological Behavior oj Frozen ti o il ( l'art I). « B u l l . D i s a s t e r P r e v e n t i o n R e s . I n s t . », 15, p a r t 3. (') SCHEIDEGGER E . A., 1970. - Theoretical Geomorpholog;/. S e c o n d a E d i z i o n e r i v e d u t a . S p r i n g e r - V e r l a g . B e r l i n , p p . 375-382.