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SPERIMENTAZIONE DI LABORATORIO E MODELLAZIONE COSTITUTIVA DI TERRENI PARZIALMENTE SATURI

Le attività di ricerca avranno la principale finalità di fornire misure sperimentali, stime analitiche e previsioni del comportamento meccanico di terreni parzialmente saturi soggetti a differenti processi di imbibizione e deformazione, analoghi a quelli che si verificano in numerosi problemi della ingegneria civile ed ambientale, quali gli scavi, le costruzioni, e la evoluzione dei pendii naturali e/o artificiali sede di incrementi di pressioni neutre a seguito di precipitazioni meteoriche.Le misure sperimentali saranno ottenute attraverso dispositivi avanzati, equipaggiati per il controllo e la misura della suzione e del contenuto d’acqua. Le prove di laboratorio che si eseguiranno riguarderanno la misura della resistenza a rottura, così come ottenuta attraverso differenti apparecchiature, i.e. cella triassiale, macchina di taglio diretto, e cella di taglio semplice. Si valuteranno, inoltre, le conseguenze di differenti processi di imbibizione, partendo da livelli di suzione e deformazione differenti, e conducendo le prove con differenti gradienti idraulici e/o differenti velocità di imbibizione. Tali prove di laboratorio saranno condotte in condizioni lontane dal limite di rottura per taglio, potendo così osservare l’eventuale insorgenza di fenomeni di “collasso volumetrico” e/o di vera e propria liquefazione statica. Le prove saranno anche estese a casi di terreno, in condizioni prossime al limite di rottura, per valutare l’incidenza delle condizioni iniziali e di prova, sulla evoluzione post-rottura del comportamento meccanico del terreno. Alcune di queste prove sperimentali potranno essere utilmente svolte anche in collaborazione con Università straniere, presso le quali sono disponibili ulteriori apparecchiature avanzate e/o sono implementate differenti tecniche di misura.Alla misura sperimentale, nel progetto, sarà associata la previsione teorica del comportamento meccanico dei terreni, attraverso l’utilizzo di modelli costitutivi avanzato del terreno, che sono stati implementati in piattaforme di calcolo, e sono capaci di riprodurre analiticamente i risultati delle prove di laboratorio. Tali modelli teorici, ad esempio, potranno consentire di valutare il comportamento del terreno, in condizioni di parziale o totale saturazione, allorchè sia sottoposto ad una varietà di percorsi di sollecitazione e/o deformazione. La modellazione costitutiva sarà sviluppata in collaborazione con il gruppo di matematica applicata all’Ingegneria della Universidad Politecnica de Madrid, che ha una decennale esperienza sugli aspetti teorico-analitici relativi all’interpretetazione e previsione del comportamento meccanico dei terreni granulari saturi e parzialmente saturi.Complessivamente, i risultati attesi dovrebbero fornire un utile contributo alla comprensione ed alla caratterizzazione quantitativa dei processi tenso-deformativi idro-meccanici che possono coinvolgere terreni parzialmente saturi di notevole interesse ingegneristico, quali ad esempio i terreni vulcanici sede di possibili fenomeni di liquefazione, oppure i terreni derivanti da degradazione naturale o frantumazione antropica delle rocce.