La possibilità di utilizzare, nelle verifiche di sicurezza sismica richieste dalla normativa, metodi di analisi numerica avanzati, che riproducano realisticamente la risposta strutturale delle dighe di calcestruzzo soggette a sismi, è condizionata dalla necessità di validare opportunamente tali metodi. Peraltro, poiché gli approcci tradizionali, sebbene affidabili e consolidati, possono sovrastimare notevolmente la risposta sismica, l’adozione di modelli avanzati di interazione dinamica strutturafondazione rappresenta una necessità nel campo dell’ingegneria delle dighe.

Il modello di propagazione delle onde sismiche adottato delimita la fondazione con contorni artificiali che riproducono, nel dominio di calcolo, lo stesso comportamento di una fondazione illimitata: tali contorni consentono sia l’ingresso delle onde sismiche (tramite l’applicazione di forze equivalenti tali che la simulazione numerica fornisca la corretta risposta in condizioni di campo libero, cioè in assenza della diga e del bacino) sia l’uscita delle onde di scattering, causate dal sistema diga-bacino.

Sperimentato lo scorso anno in ambito bidimensionale, il modello è stato sviluppato per i casi tridimensionali. Le forze sismiche equivalenti sono calcolate seguendo la procedura di letteratura basata sulla soluzione teorica del problema della propagazione verticale delle onde in un semispazio elastico.

L’utilizzo efficiente del modello nell’analisi numerica di problemi reali ha richiesto l’implementazione di strumenti di pre-processamento per calcolare e applicare le forze ai contorni del dominio tridimensionale e la sperimentazione di diversi tipi di elementi continui per simulare i contorni assorbenti costituiti da letti di molle e/o di smorzatori.

L’efficacia del modello e l’adeguatezza degli strumenti di pre-processamento e dei contorni artificiali sono state verificate effettuando casi studio su un modello numerico tridimensionale rappresentativo di un semispazio elastico: i risultati ottenuti sono in perfetto accordo con la soluzione teorica.

Per accertare che il modello sviluppato rappresenti adeguatamente anche casi di fondazioni con canyon sono stati riprodotti casi studio proposti in letteratura per i quali è disponibile la soluzione analitica o numerica: i risultati hanno mostrato un buon accordo con le soluzioni di riferimento.

Infine, si è considerata la possibilità di utilizzare metodi di soluzione di tipo esplicito, esaminandone vantaggi e svantaggi rispetto a quelli di tipo implicito.