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rapporti - Deliverable

Metodi per la valutazione della sicurezza strutturale delle dighe – Modellazione dell’interazione struttura-fondazione nell’analisi sismica delle dighe e attività per gruppi di lavoro e comitati tecnici nazionali e internazionali

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Metodi per la valutazione della sicurezza strutturale delle dighe – Modellazione dell’interazione struttura-fondazione nell’analisi sismica delle dighe e attività per gruppi di lavoro e comitati tecnici nazionali e internazionali

Si è approfondito e applicato al caso studio di un concio di una diga a gravità il modello contorno artificiale molle-smorzatori in grado di riprodurre la propagazione delle onde sismiche tenendo opportunamente conto degli effetti di dissipazione attraverso i contorni troncati della fondazione. È stato inoltre sviluppato un modello semplificato per la valutazione degli effetti del rilascio di alcali dagli aggregati sull’espansione da Reazione Alcali-Aggregato del calcestruzzo, modello che consente di prevedere la potenziale tendenza all’espansione a lungo termine di una diga in calcestruzzo. Sono state svolte numerose attività nell’ambito dei gruppi di lavoro e dei comitati tecnici ITCOLD eICOLD.

Un contributo alla sicurezza delle infrastrutture idrauliche può provenire dalla possibilità di prevederne il comportamento a fronte di eventi estremi e di fenomeni di invecchiamento.

L’adozione di modelli avanzati di interazione struttura-fondazione in grado di riprodurre la propagazione delle onde sismiche tenendo opportunamente conto degli effetti di dissipazione attraverso i contorni della porzione di fondazione artificialmente limitata ha consentito, come confermato in molti casi dal confronto con le misure sperimentali in situ, una buona descrizione della risposta sismica delle dighe, che risulta invece conservativa quando si utilizzano modelli di interazione meno complessi, sebbene consolidati, affidabili e di diffusa applicazione nella pratica corrente. Il ricorso a tali modelli avanzati di interazione richiede di utilizzare condizioni al contorno artificiali (o assorbenti) per poter simulare, avvalendosi di un dominio spaziale di fondazione limitato, fenomeni che nella realtà avvengono in un dominio illimitato, qual è quello della propagazione delle onde sismiche. Si è perciò approfondito lo studio del modello contorno artificiale molle-smorzatori e lo si è applicato al caso studio del concio più alto della diga a gravità di Pine Flat (USA) utilizzando gli elementi mollasmorzatore disponibili nel codice a elementi finiti Abaqus e calcolando le forze sismiche equivalenti da applicare ai contorni della fondazione secondo una procedura documentata in letteratura basata sulla soluzione teorica del problema della propagazione verticale delle onde in un semispazio elastico.

Nell’ambito dei fenomeni di invecchiamento delle dighe, il rigonfiamento del calcestruzzo dovuto alla reazione interna tra gli alcali e gli aggregati (Reazione Alcali-Aggregato) è una delle cause più frequenti di degrado che può, nel lungo termine, compromettere la vita in servizio di queste strutture. Il rilascio di alcali dagli aggregati del calcestruzzo può costituire una causa di innesco della reazione espansiva nei calcestruzzi da diga confezionati con aggregati potenzialmente reattivi agli alcali, anche dopo molti anni dalla costruzione delle opere, e favorire il suo lento e progressivo sviluppo nel tempo. È stato perciò sviluppato un modello semplificato per la valutazione degli effetti di questo rilascio sull’espansione del calcestruzzo, che consente di prevedere la potenziale tendenza all’espansione a lungo termine di una diga in calcestruzzo. L’applicazione di questo modello a una tipica composizione del calcestruzzo da diga, prendendo in considerazione gli aggregati indagati in precedenti ricerche e due tipi di cemento, un Portland ed un pozzolanico, ha consentito di apprezzare l’efficacia dei cementi pozzolanici nel contrastare l’espansione da reazione alcali-aggregato a lungo termine nelle dighe in calcestruzzo e nel garantire, quindi, a queste opere una più lunga vita in servizio.

Sono state svolte infine numerose attività nell’ambito dei gruppi di lavoro e dei comitati tecnici ITCOLD e ICOLD.

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