La valutazione della risposta strutturale delle dighe di calcestruzzo ai terremoti è effettuata mediante simulazioni numeriche generalmente con il metodo degli elementi finiti (FEM), che consentono di riprodurre con buona precisione il reale comportamento dinamico del sistema costituito dalla diga, dal bacino e dalla fondazione. Si possono adottare diversi metodi di analisi, caratterizzati da complessità crescente: i metodi più semplici, basati su alcune assunzioni fisiche semplificative, forniscono generalmente una risposta più rapida, conservativa e comprensibile; di contro, i metodi più complessi, anche se computazionalmente costosi, consentono di affrontare con successo situazioni fisiche che spesso i metodi più semplici non sono in grado di rappresentare, fornendo una descrizione più accurata e realistica del comportamento strutturale e riducendo l’eccessiva conservatività dei risultati.

Un metodo accurato per l’analisi sismica dei sistemi diga-fondazione-bacino dovrebbe essere in grado di considerare la tridimensionalità del problema, l’estensione semi-illimitata della fondazione, il comportamento non lineare del sistema e le interazioni dinamiche della diga con la fondazione e il bacino. Un approccio avanzato, da adottare nell’ambito delle analisi di transitorio dinamico lineari o non lineari, in grado di affrontare tutte le complessità sopra citate, è stato recentemente implementato e testato da RSE: l’approccio, indicato con l’acronimo SAM-4D (Seismic Advanced Model for Dams), consente di simulare opportunamente la propagazione delle onde sismiche in una fondazione realisticamente dotata di massa, considerandone la sua estensione semi-illimitata.

Sono stati adottati contorni artificiali non riflettenti (o assorbenti) per delimitare la fondazione semi-illimitata e il moto sismico è assegnato in termini di forze sismiche equivalenti (calcolate con riferimento alla teoria della propagazione verticale delle onde elastiche). La diga di Pine Flat, utilizzata nell’ambito del 15° ICOLD International Benchmark Workshop sull’analisi numerica delle dighe, è considerata come caso studio per eseguire analisi di complessità crescente, a partire dall’analisi pseudo-statica fino all’analisi di transitorio dinamico non lineare con il modello SAM-4D.