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Metodi per la valutazione della stabilità del fronte in un problema di scavo di una galleria superficiale con TBM a scudo chiuso

Informazioni tesi

  Autore: Luca Manfrin
  Tipo: Tesi di Laurea Magistrale
  Anno: 2012-13
  Università: Università degli Studi di Brescia
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria Civile
  Relatore: Francesco Genna
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 237

Il lavoro di tesi si è concentrato sullo studio di un'importante problematica che coinvolge lo scavo di gallerie superficiali a grande diametro in terreni incoerenti che è l'instabilità del fronte. L'analisi è stata condotta sia dal punto di vista teorico attraverso la validazione di metodi già disponibili in letteratura, come il Metodo di Tamez e i limiti inferiori e superiori dell'analisi limite (rif Leca & Dormieux). Il problema è stato inoltre approfondito attraverso lo sviluppo di un modello numerico tridimensionale con cui è stato simulato il processo di scavo con TBM di un tratto in sotterraneo della Tangenziale Nord Ovest di Merano. In sintesi sono stati confrontati tra loro i diversi strumenti utili in fase di progettazione e costruzione per stabilire le condizioni di stabilità e di funzionalità.

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_____________________________________________________________ CAPITOLO 1: INTRODUZIONE Pg. | 7 dei tempi e dei costi di trasporto che esso permette. Tuttavia, qualora i rischi connessi alla costruzione non siano gestiti adeguatamente, esiste il serio pericolo che la realizzazione di opere di questo genere possa avere un impatto potenzialmente enorme sull’ambiente circostante. Le criticità che i progettisti, i costruttori e tutti gli organi che gestiscono la realizzazione devono affrontare sono di diversa natura: (a) rischio geologico, (b) rischio progettuale, (c) rischio costruttivo, (d) rischio operativo, ed infine (e) rischio finanziario. La problematica fondamentale affrontata nel presente lavoro di tesi riguarda la stabilità del fronte e del volume scavato a tergo di esso, detto cavo, un problema che può essere collocato all’interno dei rischi costruttivi, in quanto principalmente connesso ad un’improvvisa variazione tensionale nel terreno. I rischi costruttivi possono infatti essere suddivisi in 5 categorie: (1) formazione di crateri fino in superficie, (2) collassi sotterranei, (3) espulsioni di roccia, (4) venute d’acqua. (5) collassi dei portali. La prima categoria è senza dubbio la più “spettacolare”, in cui il terreno scivola in una depressione che coinvolge il piano campagna; tale tipo di collasso è spesso dovuto all’erosione provocata dall’acqua sotterranea. La propagazione della rottura può essere molto veloce ed improvvisa, come mostra la Fig. 1.1: può accadere che strutture o mezzi presenti in superficie vengano di fatto inghiottiti nel cratere. Fig. 1.1: a) Incidente avvenuto durante lo scavo della metro di Monaco, Germania (1994); b) subsidenza causata dal collasso del tunnel avvenuto a Taegu, South Korea (Seidenfuβ, 2006) I collassi sotterranei invece si verificano nelle gallerie in costruzione e colpiscono sia gli operatori che i macchinari di scavo senza raggiungere necessariamente la superficie. Essi sono divisi a loro volta in: (a) crollo in chiave, (b) collassi di tipo cosiddetto “Stope”, (c) crollo laterale, e (d) instabilità del fronte scavo. Quest’ultimo fenomeno, localizzato nella

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Parole chiave

geotecnica
gallerie
tunnel
abaqus
terreni incoerenti
tbm slurry shield
scudo chiuso mix shield
simulazioni 3d
tamez
instability

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