Studio teorico-sperimentale sul comportamento meccanico di discontinuità in roccia soggette a sollecitazioni di taglio ciclico

Il comportamento meccanico di un ammasso roccioso, ਠfortemente influenzato dalla presenza, al suo interno, di fratture, giunti e piani di scistosità . La caratterizzazione meccanica di questi elementi, che interrompono la continuità  della roccia, ਠdi notevole importanza in vari campi dell'ingegneria: si pensi allo scavo di una galleria, o alla stabilità  di un pendio. La presenza di discontinuità  nell'ammasso roccioso modifica, mediante le sue proprietà , le caratteristiche meccaniche, termiche e idrauliche delle rocce. La descrizione dei parametri geometrici (in particolare la rugosità  del giunto) e meccanici (resistenza, rigidezza, deformabilità ) delle discontinuità  naturali, oltre che per lo studio del comportamento a taglio, risultano fondamentali per una buona valutazione delle caratteristiche di resistenza e deformabilità  dell'ammasso roccioso. Molti risultati di test di laboratorio, mostrano che, la rugosità  delle discontinuità  à¨ di estrema importanza per lo studio del comportamento meccanico dei giunti. In particolare, la rugosità  influenza fortemente lo sviluppo della dilatanza: di conseguenza, la resistenza a taglio del giunto, durante lo spostamento di taglio, dipende dalla rugosità  del giunto stesso. Inoltre, ਠdimostrato che la rugosità  della superficie delle discontinuità  diminuisce con l'aumentare dello spostamento di taglio, a causa del superamento delle asperità  o della rottura di esse. In una prova di taglio, la rugosità , la tensione di confinamento e lo spostamento di taglio imposto, influenzano la degradazione della superficie, che aumenta al crescere di questi. Nel caso di sollecitazioni cicliche, dovute ad esempio ad un sisma, gli effetti di spostamenti ripetuti, anche di modeste entità , si sommano determinando una progressiva variazione della morfologia delle discontinuità  con conseguente diminuzione delle resistenze mobilitabili. L'effetto del danneggiamento delle superfici, appare essere una causa rilevante della variazione della resistenza della discontinuità  per carichi agenti inferiori alla resistenza di picco, monotonici o ciclici, ed ਠper questo motivo che il presente studio si ਠconcentrato sullo sviluppo di una metodologia sperimentale, che permetta di quantificare il danneggiamento delle superfici dovuto anche ad azioni sismiche, per poter prevedere la conseguente riduzione di resistenza. Scopo di questo lavoro infatti, ਠstato determinare gli effetti di sismi sulle discontinuità  sulla base di prove di taglio realizzate in controllo di spostamento e a dilatanza impedita su campioni artificiali che riproducono discontinuità  naturali. A tale scopo ਠstata progettata e realizzata una specifica scatola di taglio per l'esecuzione di prove di taglio ciclico con la possibilità  di variare l'ampiezza e la frequenza degli spostamenti indotti. Si ਠpoi cercato di definire un' indice di degrado legato alle caratteristiche geometriche e meccaniche dei campioni che potesse essere collegato agli effetti dovuti ad un evento sismico. E' prassi, infatti, simulare le accelerazioni sismiche per il calcolo del danneggiamento a fatica di materiali o di strutture complesse attraverso metodologie di conteggio cicli equivalenti in termini di danneggiamento indotto. Sulla base di questi metodi si ਠelaborato una tecnica di conteggio cicli equivalenti per prove di taglio e sono state elaborate delle relazioni che descrivono l'evoluzione dei parametri di resistenza, con particolare riguardo al confinamento del campione e alla velocità  di raggiungimento dei parametri di resistenza residui nel caso di prova dinamica.