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Analisi dei cedimenti per gallerie a doppia canna

I sistemi di trasporto sotterraneo rappresentano una soluzione ottimale nelle grandi città, dove è forte la necessità di trovare un’alternativa efficiente e capillare alle vie di comunicazione superficiali, oramai sempre più intasate per via del traffico

La realizzazione di gallerie sotterranee in aree urbane presenta diverse problematiche: bisogna far fronte alla sempre maggiore esiguità degli spazi di suolo non utilizzato, occorre prestare attenzione all’interazione tra l’opera in costruzione e le infrastrutture adiacenti e, in particolar modo, occorre confrontarsi con situazioni geologico-geotecniche spesso difficili.

L’effetto si risente a livello del piano campagna in modo tanto più sensibile quanto più superficiali sono le gallerie stesse: lo scavo e le modalità con cui queste vengono effettuate producono lo sviluppo di cedimenti che si propagano anche a grandi distanze e possono avere un impatto a volte perfino catastrofico con l’ambiente urbano. In condizioni di campo libero, la conca di subsidenza generata dallo scavo di una galleria è ben riprodotta dai metodi empirici che, in direzione normale all’asse della galleria, l’assimilano ad una curva di probabilità gaussiana invertita. La presenza di strutture in superficie altera il profilo di subsidenza di campo libero a causa dell’interazione tra strutture, terreno e la galleria stessa.

  • Il modello 3D degli spostamenti verticali (galleria eseguita con TBM scudata)
    Il modello 3D degli spostamenti verticali (galleria eseguita con TBM scudata)
    Il modello 3D degli spostamenti verticali (galleria eseguita con TBM scudata)
  • Il bacino di subsidenza
    Il bacino di subsidenza
    Il bacino di subsidenza
  • La curva di subsidenza in direzione trasversale all’asse della galleria
    La curva di subsidenza in direzione trasversale all’asse della galleria
    La curva di subsidenza in direzione trasversale all’asse della galleria
  • Il bacino di subsidenza generato da tunnel a doppia canna
    Il bacino di subsidenza generato da tunnel a doppia canna
    Il bacino di subsidenza generato da tunnel a doppia canna
  • La schematizzazione del metodo modificato per il calcolo dei cedimenti verticali
    La schematizzazione del metodo modificato per il calcolo dei cedimenti verticali
    La schematizzazione del metodo modificato per il calcolo dei cedimenti verticali
  • Il confronto tra cedimenti calcolati e misurati
    Il confronto tra cedimenti calcolati e misurati
    Il confronto tra cedimenti calcolati e misurati
  • Danni su edificio a seguito di cedimenti presso la metrò di Napoli
    Danni su edificio a seguito di cedimenti presso la metrò di Napoli
    Danni su edificio a seguito di cedimenti presso la metrò di Napoli

Appare intuitivo che, nella previsione del profilo di subsidenza in presenza di strutture esistenti, le analisi numeriche possono assumere particolare rilevanza. Tuttavia, la previsione numerica del campo di spostamenti indotto dalla costruzione di una galleria in presenza di strutture è molto complessa, essendo influenzata da molti fattori di natura computazionale quali ad esempio:

  • la modellazione del problema in condizioni di deformazione piana o in condizioni tridimensionali;
  • la discretizzazione del dominio di integrazione;
  • il modello costitutivo adottato per il terreno;
  • la modellazione della struttura;
  • ecc..