Tu sei qui

My MSc Thesis

Debernardi PhD Thesis

Titolo della tesiProve specialistiche e analisi numeriche a ritroso riguardanti lo scavo di gallerie profonde in argille scagliose tenendo conto della dipendenza dal tempo
Corso di laurea
Ingegneria Civile
Università
Politecnico di Torino
CandidatoDaniele Debernardi
RelatoriProf. Giovanni Barla, Dott. Marco Barla, Dott. Mariacristina Bonini
DataOttobre, 2004

 

Sommario

Presso il Gruppo di Ricerca di Meccanica delle Rocce del Dipartimento di Ingegneria Strutturale e Geotecnica è da tempo in corso uno studio sperimentale e teorico sullo scavo di “gallerie in condizioni difficili”, la cui attenzione è volta principalmente alle problematiche legate al comportamento rigonfiante ed alle condizioni spingenti. L’obiettivo è quello di definire dei modelli interpretativi che siano in grado di descrivere e di riprodurre correttamente questi due fenomeni.

La tesi si inserisce in questo tema di ricerca ed è rivolta allo studio delle caratteristiche geotecniche del Complesso Caotico delle Argille Scagliose ed, in particolare, del comportamento differito, che la formazione ha palesato durante il recente scavo di una galleria. Per questo studio le prove di laboratorio, la modellazione numerica ed il confronto con i dati misurati in sito costituiscono i principali strumenti di lavoro.

Lo scopo di questa tesi è quello di esaminare il funzionamento di una nuova apparecchiatura triassiale e di studiare l'attitudine della legge costitutiva di Lemaitre a descrivere il comportamento viscoso del terreno, sia alla scala del laboratorio che alla scala del sito.

Per quanto concerne l’attività sperimentale si è esaminato il funzionamento di un’innovativa apparecchiatura triassiale ad alte pressioni (High Pressure Triaxial Apparatus, HPTA) che è stata recentemente acquisita dal DIPLAB Geomeccanica e che dovrebbe consentire in futuro di studiare il comportamento dei campioni di Argille Scagliose, che sono stati prelevati a maggiore profondità.

Apparecchiatura HPTA

Questo studio, che è stato condotto attraverso l’esecuzione di prove, monoassiali e triassiali, sul calcare di Altamura, ha consentito, non solamente di caratterizzare il materiale, ma anche di individuare e correggere alcuni problemi di funzionamento dell’apparato.

Per quanto concerne la modellazione numerica, si è approfondito lo studio dei principali modelli costitutivi, che sono stati formulati negli ultimi anni per descrivere il comportamento spingente dei terreni: il modello visco-elastoplastico CVISC e quello elasto-viscoplastico a potenziale di Lemaitre.

Si è effettuata l’implementazione del modello di Lemaitre all’interno del codice di calcolo alle differenze finite FLAC2D, prestando particolare attenzione alla stabilità della soluzione numerica. Per questa legge si è condotto un ampio studio di validazione e si è proposta una formulazione semi-analitica approssimata per la determinazione del comportamento di una galleria circolare profonda.

Entrambe le leggi sono state tarate sulla base di prove triassiali di creep, eseguite dalla dott.ssa M.Bonini su campioni di Argille Scagliose.

Si è quindi proceduto allo studio della galleria Raticosa, della linea ferroviaria A.V. Bologna-Firenze, scavata all’interno del Complesso Caotico. Precedenti analisi numeriche, condotte mediante il modello CVISC, avevano già messo in luce che questo modello non è in grado di descrivere, con i parametri ricavati in laboratorio, il reale comportamento dell’ammasso.

Alla luce di queste considerazioni, si è utilizzato il modello di Lemaitre per simulare lo scavo della galleria, cercando di riprodurre il più fedelmente possibile la reale crono-sequenza costruttiva. I risultati ottenuti hanno mostrato una buona capacità del modello, così come è stato tarato sulle prove di laboratorio, di riprodurre le misure di monitoraggio.

Galleria Raticosa

Si tratta di un risultato molto positivo, che evidenzia le grandi potenzialità di una legge ancora poco studiata e poco utilizzata, e rappresenta un importante punto di partenza per numerosi sviluppi futuri.

AllegatoDimensione
PDF icon Daniele_Debernardi_MSc_Thesis.pdf10.71 MB