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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 e il cui impiego è, sovente, confinato ad aspetti riguardanti il comportamento di un insieme (terreno-struttura di fondazione) sottoposto a carichi quasi-statici di entità e distribuzione nota (quali sono quelli trasmessi dalle sovrastrutture). 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 del terreno interagente con la fondazione 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). 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 studio e 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 analisi numeriche volte ad enucleare gli effetti derivanti da modifiche delle condizioni al contorno (quali si configurano le variazioni dei livelli di falda associate ad emungimenti, nel caso della subsidenza, o ad eventi pluviometrici, nel caso delle frane) sull’insieme costituito dal terreno, dalla struttura di fondazione e dalla sovrastruttura. Le predette analisi riguarderanno prevalentemente casi di studio ben documentati, anche se non si trascureranno calcoli di tipo parametrico. 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 interpretati alla luce dei più noti criteri di danneggiabilità degli edifici e, quindi, 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 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 dei fenomeni in campo bi- o tri-dimensionale – finalizzate alla stima della forza che si stabilisce all’atto dell’impatto di miscele acqua-sedimento con ostacoli di assegnata rigidezza e la cui conoscenza risulta indispensabile anche per il dimensionamento di opere di difesa di tipo passivo.