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Analisi di stabilità di scavi con metodi ad elementi distinti

Informazioni tesi

  Autore: Giorgio Micolitti
  Tipo: Tesi di Laurea
  Anno: 1998-99
  Università: Università degli Studi di Roma La Sapienza
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Civile
  Relatore: Renato Ribacchi
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 383

GIORGIO MICOLITTI è VINCITORE del premio nazionale SOCIETA' ITALIANA GALLERIE nell'anno 2001, per la migliore tesi di Laurea discussa tra il 1997 ed il 2001 presso Politecnici e Università italiane relativamente a COSTRUZIONI IN SOTTERRANEO


Lo studio ha analizzato lo stato tensionale e deformativo indotto dalla realizzazione di CAVITA' sotterranee in ammassi rocciosi FRATTURATI, con particolare riferimento alla stabilità degli scavi nel caso di ammassi di tipo STRATIFICATO. Nello svolgimento della tesi si è fatto ricorso alla modellazione numerica ad ELEMENTI DISTINTI(DEM), implementata nel codice alle differenze finite UDEC. Tale tecnica si presenta particolarmente adatta alla modellazione di sistemi a comportamento marcatamente discontinuo, caratterizzati da blocchi interagenti lungo le discontinuità.
Il lavoro, dopo una premessa di carattere teorico, affronta, inizialmente, lo studio dell’evoluzione della ''ZONA DISTURBATA'' dallo scavo al variare di alcuni parametri fondamentali, fra i quali: frequenza ed orientazione dei giunti, angolo d’attrito e stato di sforzo originario; poi, nel caso di cavità realizzate in ammassi stratificati interessati da giunti di varia origine individua sia i parametri chiave che influiscono maggiormente sulle condizioni di stabilità e sulle possibilità di auto-sostegno dello strato di tetto di queste ultime, sia la loro interdipendenza.
Il confronto fra le assunzioni alla base dei criteri di progetto reperibili in letteratura e l’analisi dei loro risultati con quanto individuato per via numerica, ha consentito di comprendere con quale grado di approssimazione tali metodi sono in grado di cogliere il comportamento reale del sistema e di valutarne l’applicabilità a livello progettuale. Sulla base dello studio del comportamento del SINGOLO STRATO (strato di tetto), si è proceduto all’interpretazione del comportamento di sistemi più complessi, derivanti dalla sovrapposizione di più strati (sistemi che simulano l’intera COPERTURA dello scavo). L’individuazione, al variare della profondità di scavo, dei MECCANISMI STATICI di volta in volta alla base della stabilità, ha consentito di CONVALIDARE e di giustificare l’approccio al problema della stabilità di scavi in sotterraneo in ammassi stratificati e fratturati con l’applicazione del modello costituito dalla TRAVE A BLOCCHI.
Nella parte finale della tesi, sulla base degli studi condotti e degli strumenti semplificati di comprensione messi punto, si è mirato:
A) ad individuare, in termini di stato tensionale e deformativo, il grado di approssimazione del comportamento DI GALLERIE, proprio dei modelli semplici introdotti;
B) a valutare le eventuali differenze derivanti da ipotesi diverse sulla GEOMETRIA dell’ammasso.

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INTRODUZIONE 1 INTRODUZIONE Lo studio si è posto l’obiettivo di analizzare lo stato tensionale e deformativo indotto dalla realizzazione di cavità sotterranee in ammassi rocciosi fratturati, con particolare riferimento alla stabilità degli scavi nel caso, particolarmente interessante e molto diffuso, degli ammassi di tipo stratificato. Nello studio si è fatto ampio uso della modellazione numerica, in particolare quella ad elementi distinti (DEM), implementata nel codice alle differenze finite UDEC. Tale tecnica si presenta particolarmente adatta alla modellazione di sistemi a comportamento marcatamente discontinuo, caratterizzati da blocchi interagenti lungo le discontinuità. Il comportamento dell’ammasso è stato studiato ponendo particolare attenzione alla zona disturbata che si viene a creare intorno allo scavo, zona idealmente suddivisa, in tre sotto–zone, differenti per peculiarità e per importanza ingegneristica. Il lavoro, dopo una premessa di carattere teorico, affronta inizialmente lo studio dell’evoluzione della zona disturbata al variare di alcuni parametri fondamentali, fra i quali: frequenza ed orientazione dei giunti, angolo d’attrito e stato di sforzo originario. L’attenzione è stata poi particolarmente rivolta al caso di cavità realizzate in ammassi stratificati interessati da giunti di varia origine, la cui stabilità (a causa della ridistribuzione delle tensioni conseguenti allo scavo ed alla diversificazione dei meccanismi statici che hanno luogo all’interno dell’ammasso), è fondamentalmente riconducibile, quale che sia la profondità dello scavo, a quella dello strato di tetto.

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Parole chiave

elementi distinti
gallerie
geotecnica
ingegneria mineraria
meccanica delle rocce
scavi sotterranei
udec

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