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Modellazione dell’interazione diga – fondazione nell’analisi sismica delle dighe. Applicazione a casi bi-dimensionali

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Modellazione dell’interazione diga – fondazione nell’analisi sismica delle dighe. Applicazione a casi bi-dimensionali

Per migliorare l’analisi della risposta sismica delle dighe di calcestruzzo, si è adottato un modello dipropagazione delle onde sismiche che utilizza contorni artificiali costituiti da molle e smorzatori eapplica l’azione sismica per mezzo di forze sismiche equivalenti. Per un efficiente utilizzo del modellosono stati sviluppati e validati strumenti informatici di pre-processamento. Il modello è stato utilizzatoper affrontare un tema del 15° Benchmark ICOLD sull’analisi numerica delle dighe.

Gli elevati requisiti prestazionali richiesti alle dighe di calcestruzzo dalle normative sismiche vigentinecessitano l’adozione di metodi di analisi dinamica che consentano di rappresentare in modo accurato eil più possibile vicino al reale la risposta strutturale delle dighe ai terremoti, riducendo quanto piùpossibile l’eccessiva conservatività dei risultati derivante dall’adozione di approcci semplificati.Nell’ambito della modellazione dei sistemi strutturali diga-bacino-fondazione colpiti da eventi sismici inparticolare risulta necessario limitare l’analisi a un dominio di calcolo relativamente poco esteso rispettoalla sua reale estensione introducendo contorni artificiali in grado di riprodurre idealmente, all’internodel dominio di calcolo, lo stesso comportamento che si otterrebbe con la fondazione illimitata. Talicontorni artificiali (noti come contorni assorbenti o non-riflettenti) devono essere in grado di consentirel’ingresso nella fondazione delle onde sismiche, nonché l’uscita dalla fondazione delle onde originatedalla presenza del sistema diga-bacino.

Fra i vari approcci disponibili nella letteratura tecnica si èadottato un modello per la propagazione delle onde sismiche che si avvale di contorni costituiti da mollee smorzatori e applica l’azione sismica per mezzo di forze sismiche equivalenti agenti sui contorni dellafondazione. Operativamente si sono utilizzati gli elementi molla e smorzatore disponibili nel codice aelementi finiti Abaqus e si sono calcolate le forze sismiche equivalenti da applicare ai contorni dellafondazione secondo una procedura documentata in letteratura basata sulla soluzione teorica delproblema della propagazione verticale delle onde in un semispazio elastico.

Con l’obiettivo di utilizzarein modo efficiente il modello di propagazione delle onde sismiche nell’ambito dell’analisi numerica diproblemi reali sono stati sviluppati e validati specifici strumenti di pre-processamento in grado diautomatizzare il calcolo delle forze sismiche equivalenti. Il modello adottato è inoltre stato applicato alcaso studio del più alto concio non tracimabile della diga a gravità di Pine Flat (USA) proposto comeTema A del 15th ICOLD International Benchmark Workshop on Numerical Analysis of Dams percontinuare le indagini intraprese nel USSD Workshop on Evaluation of Numerical Models and InputParameters in the Analysis of Concrete Dams tenutosi nel 2018.

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