METODI INNOVATIVI PER IL PROGETTO DI OPERE GEOTECNICHE E LA VALUTAZIONE DELLA STABILITÀ DEI PENDII

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1 Giornata di presentazione del programma RELUIS Napoli 15 novembre 2005 LINEA DI RICERCA 6 METODI INNOVATIVI PER IL PROGETTO DI OPERE GEOTECNICHE E LA VALUTAZIONE DELLA STABILITÀ DEI PENDII Alberto Burghignoli Università degli Studi di Roma La Sapienza

2 Coordinamento della linea di ricerca 6 Il Coordinamento della linea di ricerca è affidato all Associazione Geotecnica Italiana che allo scopo ha costituito un Comitato di Indirizzo e Controllo costituito da: Alberto Burghignoli Università di Roma La Sapienza Michele Jamiolkowski Politecnico di Torino Giuseppe Ricceri Università di Padova Carlo Viggiani Università di Napoli Federico II

3 Gruppi di ricerca italiani attivi nel settore Università della Basilicata (Caputo) Università della Calabria (Dente, Silvestri, Conte, ecc.) Università di Catania (Maugeri, Motta, Cascone, ecc.) Università di Firenze (Crespellani, Vannucchi, Madiai, ecc.) Università di Napoli Federico II (Vinale, Mancuso, D Onofrio, Santucci de Magistris, Pagano, ecc.) Università di Padova (Carrubba, ecc.) Università di Roma La Sapienza (Burghignoli, D Elia, Lanzo, Rampello, Callisto, ecc.) Università del Sannio (Simonelli, Sica, ecc.) Politecnico di Torino (Jamiolkowski, Lancellotta, Lo Presti, ecc.) Università di Trento (Bosco)

4 Linee guida AGI Costituzione gruppo luglio 2003 Inizio lavori settembre 2003 Versione provvisoria marzo 2005 Inchiesta pubblica (in corso) Versione definitiva (estate 2006)

5 Linee guida Aspetti geotecnici della progettazione in zona sismica Stefano Aversa Università di Napoli "Parthenope" Luigi Vincenzo Paolo Callisto Caputo Carrubba Università di Roma "La Sapienza" Università della Basilicata Università di Padova Teresa Giovanni Crespellani Dente Università di Firenze Università della Calabria Giuseppe Lanzo Università di Roma "La Sapienza" Claudia Michele Madiai Maugeri Università di Firenze Università di Catania Luca Pagano Università di Napoli Sebastiano Rampello Università di Messina Filippo Santucci de Magistris Università di Napoli Federico II Stefania Sica Università del Sannio Francesco Silvestri Università della Calabria Armando L. Simonelli Università del Sannio

6 Linee guida Aspetti geotecnici della progettazione in zona sismica Coordinamento Parte I Considerazioni generali 1. Oggetto e scopo delle linee guida 2. Comportamento meccanico dei terreni sotto azioni sismiche 3. Principi di progettazione e metodologie di analisi 4. Moti sismici di riferimento Parte II Analisi geotecnica del sito 5. Pericolosità ed effetti del sito 6. Risposta sismica locale 7. Liquefazione 8. Stabilità di pendii e dei fronti di scavo Parte III Opere geotecniche 9. Fondazioni 10. perficiali Opere di sostegno a gravità 13. Opere di sostegno flessibili 14. Opere in terra rinforzata 15. Costruzioni in sotterraneo e scavi a cielo aperto 16. Costruzioni in terra Appendici

7 Linea di ricerca 6 METODI INNOVATIVI PER IL PROGETTO DI OPERE GEOTECNICHE E LA Tematiche per alcuni aspetti poco approfondite in letteratura; Argomenti di interesse applicativo; Necessità di procedure semplificate d analisi, adeguate ad un approccio prestazionale alla progettazione; Attività di ricerca in continuità con le Linee guida.

8 La linea di ricerca è suddivisa in 4 progetti: STABILITA DEI PENDII (Sebastiano Rampello) FONDAZIONI PROFONDE (Armando Simonelli) SCAVI PROFONDI IN AMBIENTE URBANO E GALLERIE METROPOLITANE (Stefano Aversa) COSTRUZIONI IN SOTTERRANEO GALLERIE E CAVERNE IN ROCCIA (Giovanni Barla)

9 STABILITÀ DEI PENDII (Sebastiano Rampello) Coordinamento Unità di Ricerca Politecnico di Bari Sperimentazione laboratorio Analisi dinamica avanzata Analisi dinamica semplificata Università di Catania Università della Calabria Università di Firenze Università di Messina Università di Napoli Federico II Università di Roma La Sapienza

10 STABILITÀ DEI PENDII Oggetto e finalità della ricerca : Approccio Effetti di un metodologico terremoto su pendii e scavi: vulnerabilità osservazioni sperimentali Complessità (modellazione dello in studio centrifuga e caso reale) input sismico analisi numeriche avanzate effetti di amplificazione locale metodi semplificati decadimento dei parametri di resistenza accumulo di pressioni interstiziali Obiettivo: definizione di metodologie effetti di analisi topografici affidabili e di pratico utilizzo Procedure rigorose e di pratico utilizzo? Metodi semplificati: affidabili?

11 STABILITÀ DEI PENDII Coordinamento Metodologia: Modellazione fisica in centrifuga Analisi di un caso reale Analisi di un caso reale Definizione modello di sottosuolo da dati disponibili Analisi dinamiche avanzate Definizione input sismico Analisi a ritroso e confronto con misure Metodi semplificati Analisi dinamiche avanzate Modellazione prove in centrifuga Calibrazione modello sui dati sperimentali Analisi parametriche Metodi semplificati Metodi pseudostatici Metodi degli spostamenti

12 STABILITÀ DEI PENDII Risultati attesi: Analisi pseudo statiche definizione di un valore k eq (congruenza con i risultati della modellazione fisica e delle modellazioni numeriche avanzate) Analisi agli spostamenti Calibrazione su risultati di analisi dinamiche avanzate e misure sperimentali per una valutazione appropriata di: Prodotti attesi fenomeni di amplificazione (de amplificazione) locale decadimento Definizione dei di parametri procedure di semplificate resistenza per una valutazione attendibile delle condizioni di accumulo stabilità di pressioni dei pendii interstiziali condizioni sismiche

13 FONDAZIONI PROFONDE (Armando Simonelli) Il progetto di ricerca si avvale di ricercatori provenienti dalle seguenti università: Università del Sannio Università della Basilicata Università della Calabria Università di Catania Seconda Università di Napoli

14 FONDAZIONI PROFONDE FINALITÀ DEL PROGETTO L obiettivo del progetto è lo studio dell interazione cinematica palo terreno sotto l azione dei carichi sismici, l individuazione delle situazioni nelle quali tale fenomeno sia da considerarsi significativo e la definizione di metodi di analisi ai fini progettuali.

15 Attività di ricerca FONDAZIONI PROFONDE Inquadramento globale delle attuali conoscenze in tema di interazione cinematica Definizione di criteri oggettivi per l individuazione dei casi nei quali è necessario portare in conto l interazione cinematica Messa a punto di procedure di calcolo delle sollecitazioni derivanti dall interazione cinematica, con diverso grado di complessità Valutazione della fattibilità di una sperimentazione su modelli fisici atta a convalidare i risultati acquisiti (tavola vibrante, centrifuga)

16 FONDAZIONI PROFONDE Prodotti attesi Rapporto sull attività di ciascuna unità di ricerca e sui risultati ottenuti Pubblicazione integrale dei casi studiati, che siano risultati significativi al fine della individuazione delle fasce di comportamento tipico Elementi per il miglioramento dell analisi a fini progettuali di fondazioni in zona sismica

17 FONDAZIONI PROFONDE Collaborazioni nazionali ed internazionali Ismes Bergamo: Prove in centrifuga Enea Roma: Prove su tavola vibrante University of Bristol: Prove su tavola vibrante

18 SCAVI PROFONDI A CIELO APERTO IN AMBIENTE URBANO E GALLERIE METROPOLITANE (Stefano Aversa) Il progetto di ricerca si avvale di ricercatori provenienti dalle seguenti università: Università della Calabria Università di Napoli Federico II Unità di Napoli Parthenope Università di Padova Università di Perugia Università di Roma La Sapienza Università di Roma Torvergata

19 SCAVI PROFONDI A CIELO APERTO IN AMBIENTE URBANO E GALLERIE METROPOLITANE Tipologie di opere e di sottosuolo Il progetto di ricerca si interessa di Paratie libere Paratie ancorate o puntonate Scavi a cielo aperto realizzate in terreni con particolare riferimento all ambito urbano

20 SCAVI PROFONDI A CIELO APERTO IN AMBIENTE URBANO E GALLERIE METROPOLITANE Obiettivo Definizione di procedure di diversa complessità per l analisi del comportamento delle opere di interesse sotto azioni sismiche Si distingueranno procedure basate su: Analisi pseudostatiche Analisi dinamiche semplificate Analisi dinamiche complete

21 SCAVI PROFONDI A CIELO APERTO IN AMBIENTE URBANO E GALLERIE METROPOLITANE Attività di ricerca Definizione di comportamenti di riferimento tramite: Modellazione fisica (in centrifuga e/o su tavola vibrante) Modellazione numerica di riferimento Calibrazione delle seguenti procedure: Analisi dinamiche complete Analisi dinamiche semplificate Analisi pseudostatiche

22 SCAVI PROFONDI A CIELO APERTO IN AMBIENTE URBANO E GALLERIE METROPOLITANE Collaborazioni nazionali ed internazionali Ismes Bergamo: Prove in centrifuga Enea Roma: Prove su tavola vibrante Cambridge University: Prove in centrifuga

23 COSTRUZIONI IN SOTTERRANEO GALLERIE E CAVERNE IN ROCCIA (Giovanni Giovanni Barla) PRINCIPALI OBIETTIVI Individuazione delle modalità di analisi progettuale da adottare per le opere in sotterraneo soggette ad un evento sismico Studio delle tipologie di intervento e ripristino strutturale più adeguate in relazione ai più ricorrenti fenomeni di instabilità osservati in eventi sismici documentati Sviluppo di sistemi di monitoraggio atti a ridurre la vulnerabilità delle infrastrutture in sotterraneo

24 COSTRUZIONI IN SOTTERRANEO GALLERIE E CAVERNE IN ROCCIA GRUPPO DI LAVORO Politecnico di Torino Responsabile: G.Barla Politecnico di Milano Responsabile: A. Cividini Eucentre (Pavia) Responsabile: C. Lai

25 COSTRUZIONI IN SOTTERRANEO GALLERIE E CAVERNE IN ROCCIA PRINCIPALI ARGOMENTI in prossimità di faglie attive Imbocchi e zone di bassa copertura Opere puntuali (Caverne) Sistemi di monitoraggio

26 COSTRUZIONI IN SOTTERRANEO GALLERIE E CAVERNE IN ROCCIA GALLERIE IN PROSSIMITÀ DI FAGLIE ATTIVE Caratteristiche del moto Analisi dinamiche semplificate Interazione terreno strutture Analisi dinamiche complete (3D)

27 COSTRUZIONI IN SOTTERRANEO GALLERIE E CAVERNE IN ROCCIA IMBOCCHI E ZONE DI BASSA COPERTURA Fenomeni di amplificazione locale Interazione con il versante Instabilità potenziali Calcolo del rivestimento finale

28 COSTRUZIONI IN SOTTERRANEO GALLERIE E CAVERNE IN ROCCIA OPERE PUNTUALI CAVERNE Analisi numeriche 2D Analisi numeriche 3D

29 COSTRUZIONI IN SOTTERRANEO GALLERIE E CAVERNE IN ROCCIA SISTEMI DI MONITORAGGIO Sviluppo di sistemi di monitoraggio e di allarme Studio di scenari tipo: risposta dinamica della struttura; stato di sollecitazione nel rivestimento; instabilità indotte (fenomeni franosi); percolazioni e venute d acqua indotte;...