Studi analitici e numerici per la valutazione degli effetti di interazione tra terreno e rivestimento nello scavo di gallerie profonde

Nella progettazione di gallerie profonde, in ragione delle elevate coperture, l’interesse è principalmente rivolto al dimensionamento delle strutture di sostegno e alla valutazione del profilo di convergenze. Il carico agente sui rivestimenti e gli spostamenti del cavo sono il risultato finale di un complesso fenomeno di interazione che dipende dalla geometria del problema, dal comportamento meccanico del terreno e dei supporti e dalle operazioni di scavo. L’analisi numerica rappresenta uno strumento utile ed efficace per la valutazione degli effetti di interazione tra terreno e rivestimento. Per poter simulare tutte le principali caratteristiche del problema e le fasi di scavo è necessario ricorrere a modelli numerici 3D. Tuttavia, essi risultano troppo onerosi per poter essere impiegati in ambito progettuale. In alternativa, l’interazione tra terreno e rivestimento può essere simulata in condizioni di deformazione piana attraverso il ben noto metodo dei rilasci. Ciononostante, assumendo per il terreno un semplice legame di tipo elastoplastico perfetto con criterio di resistenza lineare alla Mohr-Coulomb, neppure per il caso di galleria circolare esistono delle soluzioni in forma chiusa per la valutazione delle condizioni di equilibrio. Inoltre, anche utilizzando analisi piane equivalenti, l’incertezza dei parametri meccanici dell’ammasso e la variabilità delle condizioni geologiche e della copertura lungo l’asse del tracciato comportano la necessità di dover ricorrere a onerosi studi di sensibilità. L’individuazione delle grandezze significative del problema consente di ridurre il numero di variabili che governano gli effetti di interazione e di condurre studi parametrici esaustivi per la valutazione delle condizioni di equilibrio. L’obiettivo di questa tesi è stato quello di fornire degli strumenti che permettano di valutare rapidamente le grandezze progettuali necessarie al dimensionamento delle strutture di sostegno in condizioni di deformazione piana.