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ANALISI DI PROBLEMI DI INTERAZIONE TERRENO-STRUTTURA

Le ricerche volte alla comprensione delle complesse interazioni che si stabiliscono tra i terreni e le opere dell’Ingegneria Civile sono di estremo interesse per i ricercatori di Geotecnica in virtù delle importanti ricadute che ne possono derivare in ambito applicativo. Tra queste si cita l’analisi e la previsione degli effetti (in termini di danni) alle opere conseguenti a spostamenti localizzati in corrispondenza delle fondazioni (come nel caso di edifici e infrastrutture in aree affette da subsidenza o da frane a cinematica lenta) o all’impatto di frane di flusso estremamente rapide. Con la presente ricerca si intende dare continuità alle attività già da tempo avviate su tali argomenti che rientrano nel più ampio tema della stima (semi-quantitativa o quantitativa) del rischio e della sua mitigazione.Per ciò che concerne l’analisi del comportamento di edifici e infrastrutture in aree affette da subsidenza o da frane a cinematica lenta, le attività previste saranno prevalentemente condotte a scala di dettaglio (> 1:5.000). In particolare, con riferimento a casi di studio ben documentati (sia del territorio italiano che di Paesi esteri) si individueranno delle aree urbanizzate per le quali si acquisiranno cartografie di base (di tipo topografico e geologico) e si procederà al rilievo di dettaglio del livello di severità dei danni alle opere. Parimenti, si svilupperanno le analisi di dati DInSAR ad altissima risoluzione (già acquisiti e/o da acquisire) riguardanti spostamenti di punti scelti della superficie topografica e del tetto degli edifici/del piano stradale. Le informazioni raccolte saranno impiegate per la generazione di curve empiriche di fragilità e di vulnerabilità differenziate in dipendenza della tipologia di fenomeno e di caratteristiche geometriche e strutturali delle opere. Alcune di queste ultime saranno successivamente selezionate per lo svolgimento di attività di monitoraggio con sensori a terra, quali le fibre ottiche, i cui dati consentiranno di enucleare gli aspetti fondamentali che – in termini di sforzi, deformazioni e spostamenti – regolano le complesse interazioni tra le strutture di fondazione delle opere e i terreni in cui riposano. I risultati conseguiti consentiranno, da un canto, di raffinare le curve di fragilità e di vulnerabilità ottenute su base empirica attribuendo al parametro di intensità scelto (per es., il cedimento differenziale massimo nel caso degli edifici) dei valori effettivamente riferibili al piano di imposta delle fondazioni (che non coincidono con quelli del tetto degli edifici ovvero del piano stradale); dall’altro, rappresenteranno la base conoscitiva per la calibrazione di parametri che intervengono all’interno di modelli numerici atti a simulare – su basi deterministiche – il comportamento di singole opere a seguito di spostamenti in fondazione e, quindi, ad interpretare quanto rilevato nelle aree di studio. I risultati di tali attività potranno concorrere, da un canto, all’affinamento dei criteri di danneggiabilità esistenti (prevalentemente di natura empirica o basati su modelli teorici che trascurano l’interazione terreno-struttura); dall’altro, alla proposta di strategie di mitigazione del rischio con interventi non strutturali (prevalentemente basati su sistemi di monitoraggio integrato) e/o strutturali che possono riguardare i fenomeni e/o le opere con essi interagenti.Con riferimento, invece, all’analisi della risposta di elementi strutturali soggetti all’impatto di corpi di frane di flusso estremamente rapide, si proseguiranno le attività da svolgere con l’ausilio di codici avanzati di calcolo numerico per simulare la fase di propagazione dei fenomeni in campo tri-dimensionale e modellare la loro interazione con opere di difesa passiva ai fini della verifica della loro efficacia (in termini di riduzione della pericolosità dei fenomeni a valori compatibili con la salvaguardia degli elementi esposti) e della messa a punto di criteri per il loro dimensionamento.