Nel primo caso, la reazione dell’ammasso circostante è fondamentalmente elastica; nel secondo caso, si formano aree di plasticità non trascurabili attorno alla galleria e nell’area del fronte di scavo; infine, nel terzo caso, sono presenti zone di plasticità importanti prima del fronte di scavo e attorno alla cavità.
Per ciascuna di queste classi è stata definita una sezione tipo che permetta lo scavo con il controllo delle deformazioni e delle potenziali condizioni di instabilità. Il consolidamento dell’ammasso roccioso e il sistema di sostegni della cavità sono strettamente collegati al comportamento previsto dell’ammasso roccioso.
In particolare:
- in presenza di uno stato di carico nel sottosuolo al frontedi scavo e attorno alla cavità vicino al limite di resistenza dell’ammasso roccioso (deformazione quasi al limite elastico), le misure di consolidamento mirano a garantire la sicurezza dello scavo (tipicamente, bulloni associati con un determinato spessore di calcestruzzo proiettato);
- qualora il fronte di scavo sia stato definito come stabile sul breve termine, il sistema di consolidamento mira a ridurre le zone di plasticità prima del fronte di scavo, in modo da ridurre l’influenza del materiale disturbato attorno al fronte di scavo sull’ammasso roccioso attorno alla cavità e lontano dal fronte medesimo;
- in presenza di un fronte di scavo instabile, il sistema di consolidamento tende al miglioramento delle caratteristiche dell’ammasso roccioso o del sottosuolo in modo da poter avanzare senza incorrere in condizioni di instabilità.
Applicando tale concetto, è possibile organizzare un processo ciclico per il consolidamento, il supporto e lo scavo del sottosuolo o dell’ammasso roccioso. Tale livello di stabilità può essere sempre garantito, combinando gli elementi di consolidamento in modo diverso.
Il ciclo permette di reagire rapidamente in presenza di variazioni delle caratteristiche dell’ammasso roccioso, modificando semplicemente la sezione tipo oppure il numero degli elementi di consolidamento in base alle caratteristiche del materiale riscontrato da scavare e/o alle reazioni dell’ammasso allo scavo, controllato da un sistema di monitoraggio appropriato.