Interazione dinamica tra materiali rotabili e sovrastrutture. Modelli per la valutazione di impatto ambientale e per la diagnostica in linea.

L'ampliamento strutturale, cui si ਠassistito negli ultimi anni, delle reti ferroviarie, volto alla trasformazione delle linee preesistenti in linee ad Alta Velocità  e/o Alta Capacità , ha comportato un incremento di sollecitazioni derivanti da un esercizio pi๠intenso, nonchà© una maggiore evoluzione dei fenomeni di degrado del materiale rotabile e delle infrastrutture, rendendo pi๠evidenti il disturbo ed i danni ambientali causati dalle vibrazioni. Tale fenomeno, generato da molteplici cause riconducibili a difetti isolati lungo la linea ferroviaria, di natura geometrica, oppure di natura strutturale, ਠstato studiato in questo lavoro di tesi con riferimento ai problemi legati alla sovrastruttura. In tal senso, il fenomeno delle vibrazioni indotte da traffico ferroviario o metropolitano ਠstato considerato come il frutto dell'interazione dinamica fra ruota del veicolo in movimento e profilo del binario, indotte dalla difettosità  della superficie di rotolamento, che, caratterizzata da un certo grado di irregolarità , genera delle accelerazioni verticali, determinando una variazione dinamica della forza rispetto al caso statico. Attraverso un modello a basso costo puಠessere possibile valutare quale sarà  il livello di disturbo cagionato dalla linea ferroviaria, al fine di rientrare nei limiti imposti dalle normative vigenti in termini di impatto ambientale a cose e persone. Inoltre, la diagnosi precoce dei difetti, attraverso una corretta correlazione fra i problemi individuati, consentirebbe anche il monitoraggio della difettosità , traducendosi in un intervento tempestivo volto a prevenire fenomeni di instabilità  di marcia che, talvolta, possono evolversi in veri e propri casi di svio. Lo scopo di questa ricerca ਠquello di studiare un modello di previsione delle vibrazioni indotte dal passaggio dei veicoli ferroviari, calibrato sulla base del confronto fra i risultati della simulazione numerica e quelli di reali campagne di monitoraggio delle vibrazioni. L'innovazione di questo studio, rispetto ad altri presenti in letteratura, risiede nel fatto che il modello “ibrido” proposto ਠfrutto di una combinazione di modelli analitici e numerici, sfruttando cosଠla semplicità  e gestibilità  dei primi, nonchà© la versatilità  ed adattabilità  a molteplici scenari dei secondi. La simulazione di scenari reali passa, chiaramente, attraverso lo studio della geometria del sito, delle caratteristiche dei terreni e la definizione di modelli analitici in grado di schematizzare le sovrastrutture delle linee metropolitane oggetto di studio, nonchà© i convogli in transito. La costruzione del modello numerico richiede, fra l'altro, la definizione delle caratteristiche meccaniche di tutti i materiali; da un'analisi della letteratura si evince che il ballast, ovvero il pietrisco utilizzato per massicciate ferroviarie, non ਠcompletamente definito in termini di rigidezza. La mancanza di indicazioni relative alla definizione di questo parametro si traduce nella necessità  di intraprendere, in maniera parallela, anche uno studio volto alla caratterizzazione meccanica del ballast, al fine di poter garantire al modello previsionale delle vibrazioni una maggior adattabilità  a tutti gli scenari possibili.