Obiettivi e fasi del lavoro

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Vito Rocco
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1 La Deformazione Gravitata Profonda (DGPV) di Beauregard: Modellazione Numerica di Prove di Taglio Corrado Camera & Tiziana Apuani GIT 3 rd Meeting 2008 Offida 3/5 giugno

2 Obiettivi e fasi del lavoro Obiettivo: Modello della prova di taglio diretto effettuata t su campioni provenienti dalla zona di taglio della DGPV di Beauregard con la macchina HPBPSA (High Pressure Back Pressure Shear Apparatus) Fasi: Le Deformazioni Gravitative Profonde La caratterizzazione di fasce cataclastiche Il caso di Beauregard Prove sperimentali Modellazione

(High Pressure Back Pressure Shear Apparatus) Fasi: Le Deformazioni Gravitative Profonde La

3 Il caso di Beauregard Inquadramento geografico

4 Il caso di Beauregard Inquadramento Geologico Immagini da Dal Piaz et al., 2004

5 Il caso di Beauregard La Diga e l Impianto Idroelettrico Da Barla et al., 2006 Altezza massima diga: 132 m Coronamento: 408 m Quota d invaso prevista: 1770 m s.l.m. Capacità del serbatoio: 70 milioni di m 3

6 Il caso di Beauregard Studi storici i connessi alle problematiche in sponda sinistra: date principali 1940: inizio degli studi che precedono la costruzione della diga : costruzione diga : invasi sperimentali 1969: invaso massimo a 1710 m s.l.m. Capacità utile di invaso del serbatoio ridotta a un decimo della capacità reale 1998: invaso massimo a 1705 m s.l.m : approfondimento indagini e monitoraggio

7 Da Barla et al., 2006 Studi Carta geologica e geomorfologica di dettaglio

8 Studi Rilievi di terreno e foto aeree Da Barla et al., 2006 Diverso grado di stabilità

9 Studi Recenti: Indagini sismiche e sondaggi Da Barla et al., 2006

10 Studi Recenti: Monitoraggio Pendoli in diga: spostamenti t in soglia dovuti alla a spinta del versante Da Barla et al., 2006

11 Prove Sperimentali La macchina di taglio HPBPSA Vertical potenziometer Serial Pad Back Pressure Controller Horizontal potenziometer Pressure chamber Shear Water Reservoir Axial Personal Computer Loading Actuators Macchina messa a punto dal DIPLAB (DIsaster Planning LABoratory), Settore Geomeccanica, del Dipartimento di Ingegneria Strutturale e Geotecnica del Politecnico di Torino, in collaborazione con la GDS Instruments Ltd.

Macchina messa a punto dal DIPLAB (DIsaster Planning LABoratory), Settore Geomeccanica, del Dipartimento di

12 Prove Sperimentali La macchina di taglio HPBPSA Asta di carico assiale Barra trasversale Scatola di taglio Celle di carico Asta di carico orizzontale

13 Prove Sperimentali La macchina di taglio HPBPSA Potenziometri LVDT

14 Prove Sperimentali La prova Beau_001 Fasi di prova Stage Sforzo assiale Spost. Orizz. Tempo BP B.P. (MPa) (MPa) (mm) (min) 1 da 0 a da 0.5 a 5 0 da 0 a costante a 5 0 costante a costante a 5 da0a10 a costante a costante a 5 da 10 a 0 costante a costante a 5 da0a5 a costante a costante a 5 da 5 a 0 costante a costante a 5 da 0 a 5 costante a

1 1440 4 costante a 5 da0a10 a costante a 1.11 1667 5 costante a 5 da 10 a 0 costante a 1.

15 Prove Sperimentali La prova Beau_001 Consolidazione verticale ticale [mm] Ac ccorciamento vert EXT 1 EXT Tempo [min]

0000 ticale [mm] Ac ccorciamento vert 1.5000 1.

16 Prove Sperimentali La prova Beau_001 Spostamento orizzontale - Sforzo di taglio 3000 EXT1 EXT τ [kpa] δ h [mm]

17 Prove Sperimentali La prova Beau_001 Taglio Diretto - Inviluppo di Picco 4000 τ [kpa] y = 0,5122x + 298,73 R 2 = 0,9149 φ' = 27 c = 300kPa HPBPSA ISMES σ' v [kpa]

298,73 R 2 = 0,9149 φ' = 27 c = 300kPa HPBPSA ISMES 500 0 0 500

18 Prove Sperimentali Altre prove Prova di taglio sforzo-deformazione-tempo (creep a 0,4 0,6 e 0,8 τ p ) Prova di taglio sforzo-deformazione-tempo (creep a 0,6 τ p p) con successivo aumento della back pressure Prova di taglio sforzo-deformazione-tempo (creep a 0,6 τ p ) con successivo aumento della back pressure e di nuovo creep a 0,8 τ p calcolato nelle nuove condizioni di sforzo

della back pressure Prova di taglio sforzo-deformazione-tempo (creep a 0,6 τ p ) con

19 Modellazione Codice di calcolo FLAC 5.0 alle differenze finite (FDM) perché: Il materiale di prova è un terreno e quindi meglio un metodo continuo Geometria semplice ricostruibile ibil con maglie quadrate regolari

20 Modellazione Geometria del problema

21 Modellazione Fasi di Prova Stage 1: carico assiale 500 kpa Stage 2-3: carico assiale 5.0 MPa, Back Pressure 1.1 MPa σ v = 3.9 MPa Stage 4: velocità di taglio costante 1x10-7 m/s

22 Modellazione Calibrazione Da inviluppo di rottura si conoscono: c = 300 kpa φ = 27 KeGoEeυ e υ =? Da confronto con accorciamenti verticali: K = 5.33 x10 7 Pa G = 3.35 x10 7 Pa E = 8.31 x107 Pa υ = 0.24

23 Modellazione Calibrazione Stage 4 calcolato con valori slide precedente e v = 1x10-7 m/s Valori misurati - Valori calcolati 5 4 Valori misurati (laboratorio; v= E-7) Valori calcolati (FLAC; v= E-7) Sforzo o di taglio [MPa] Spostamento orizzontale [mm]

24 Modellazione Calibrazione Valori misurati (v= 1 E-7 m/s) - Valori calcolati (v= 1 E-8 m/s) 4 Valori misurati (laboratorio; v= 1 E-7 m/s) Valori calcolati (FLAC; v=1 E-8 m/s) x10-8 m/s v = 1 ] di Taglio [MPa] Sforzo Parametri di resistenza Parametri di deformabilità Spostamento orizzontale [mm]

25 Modellazione Calibrazione parametri resistenza coesione300 - coesione170 - coesione Valori misurati (laboratorio; v=e-7) Valori calcolati (FLAC; v= E-8; c= 300 kpa; attr= 27) Valori calcolati (FLAC; v= E-8; c= 170 kpa; attr= 27) Valori calcolati (FLAC; v= E-8; c= 80 kpa; attr= 27) [MPa] Sforzo di taglio Curva azzurra: c = 80 kpa φ = Spostamento orizzontale [mm]

26 Modellazione Calibrazione parametri deformabilità Valori misurati - Valori calcolati 5 Valori misurati (laboratorio; v= E-7) 4 Valori calcolati (FLAC; v= E-8; c= 80 kpa; attr= 27; E= 180 MPa; Poisson= 0.24) io [MPa] Sforzo di tagli Spostamento orizzontale [mm] K=115MPa;G=725MPa = 72.5

27 Modellazione Calibrazione Fase di consolidazione: K = 5.33 x10 7 Pa G = 3.35 x10 7 Pa E = 8.31 x10 7 Pa υ = 0.24 Fase di taglio: K = 1.15 x10 8 Pa G = 7.25 x10 7 Pa E = 1.80 x10 8 Pa υ = 0.24

28 Modellazione Variazione i di σ v Inviluppo di rottura ISMES - HPBPSA - Modello Modello τ [MPa] HPBPSA ISMES y = x φ' = 27.4 c= kpa σ v ' [MPa]

29 Conclusioni L analisi i numerica porta ad una semplificazione i del processo sperimentale, costringe ad introdurre artefici geometrici e ad accettare alcune assunzioni teoriche. Tuttavia rappresenta uno strumento preliminare per verificare la fattibilità della modellazione e in questo FLAC si è dimostrato adatto allo scopo permettendo di raggiungere risultati soddisfacenti. Si ritiene e che con un codice ce di calcolo co o differente e e si possano ottenare risultati migliori. In futuro modellazione con ELFEN, codice di calcolo ibrido, id anche delle prove sforzo-deformazione-tempo f (creep).

30 Grazie mille per l attenzione!!!

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