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ANALISI DI PROBLEMI DI INTERAZIONE TERRENO-STRUTTURA

L’analisi dei problemi di interazione terreno-struttura rappresenta un argomento di estremo interesse per i ricercatori di Ingegneria Geotecnica in virtù delle ricadute che i risultati conseguiti possono avere in ambito applicativo (si pensi, ad esempio, all’affinamento dei modelli di sottosuolo generalmente implementati all’interno di codici di calcolo per il dimensionamento e la verifica delle fondazioni). D’altro canto, tali modelli pongono le basi per analisi più sofisticate finalizzate alla risoluzione di problemi nei quali la risposta del sistema terreno-struttura-sovrastruttura consegue a spostamenti localizzati in corrispondenza delle fondazioni di opere in elevazione, come nel caso di edifici in aree affette da subsidenza o da frane a cinematica lenta. Di pari interesse appaiono i problemi di interazione che si associano all’impatto di frane di flusso estremamente rapide su ostacoli fissi (edifici o interventi strutturali di mitigazione del rischio di tipo passivo). Con la presente ricerca si intende dare continuità all’approfondimento di tali tematiche innovative, inquadrabili nel più ampio tema della stima quantitativa del rischio per la proprietà da subsidenza o da frana, attraverso la prosecuzione delle attività di ricerca avviate con i precedenti finanziamenti. Con riferimento, in particolare, allo studio di sistemi geotecnici in aree affette da subsidenza o da frane a cinematica lenta, si condurranno ulteriori analisi numeriche – alle differenze finite e/o agli elementi finiti – volte ad enucleare gli effetti derivanti da modifiche delle condizioni al contorno sull’insieme costituito dal terreno, dalla struttura di fondazione e dalla sovrastruttura. Tali analisi riguarderanno prevalentemente casi di studio ben documentati, tra cui rientrano quelli considerati nell’ambito delle attività in corso di svolgimento ai fini di una Tesi di Dottorato sull’argomento; non si trascureranno, comunque, studi di tipo parametrico per i quali si sono ottenuti i primi interessanti risultati con l’ausilio del codice di calcolo ABAQUS. In piena continuità con quanto già operato grazie alle ricerche finanziate, per la calibrazione dei parametri che intervengono all’interno dei modelli adottati ci si avvarrà di misure di spostamento i) di punti (superficiali e profondi) appartenenti ai depositi naturali interessati dai fenomeni franosi o di subsidenza nonché ii) di punti di edifici le cui caratteristiche geometriche e strutturali risultino note (in questo caso i dati potranno derivare dall’analisi – con tecniche interferometriche differenziali – di immagini acquisite da radar ad apertura sintetica montati su piattaforme satellitari). I risultati delle elaborazioni svolte saranno validati sulla base di informazioni acquisite nel corso di accurati rilievi del danno a strutture ricadenti in aree in frana o subsidenti. Tali attività potranno concorrere, da un lato, all’affinamento dei criteri di danneggiabilità esistenti (prevalentemente di natura empirica o basati su modelli teorici che trascurano l’interazione terreno-struttura) e, dall’altro, alla generazione di curve di fragilità il cui impiego è raccomandato – nelle analisi mirate alla stima quantitativa del rischio per le proprietà – ai fini della previsione in termini probabilistici del livello di danno agli edifici esposti (in muratura o in cemento armato). Per ciò che riguarda l’analisi della risposta di elementi strutturali soggetti all’impatto di corpi di frane di flusso estremamente rapide, si proseguiranno le attività di ricerca da condurre con l’ausilio di codici di calcolo avanzati in grado di simulare la fase di propagazione di miscele acqua-sedimento in campo tri-dimensionale. A tal riguardo, i risultati sin qui conseguiti mediante l’impiego del software FLOW-3D appaiono molto promettenti ai fini della definizione di criteri innovativi per il dimensionamento di briglie selettive e della valutazione della loro efficacia ai fini della mitigazione del rischio.