Le dighe di calcestruzzo sono soggette a stati di sforzo che possono comportare l’insorgere di fenomeni fessurativi sia nella fase costruttiva, sia nell’esercizio ordinario, sia in presenza di azioni di elevata intensità (dovute a eventi eccezionali quali terremoti, inondazioni e frane, a significative variazioni termiche o a processi di invecchiamento e degrado, come la reazione alcali-silice). L’analisi di tali fenomeni riveste notevole importanza negli studi e nelle valutazioni della sicurezza delle strutture, in particolare di quelle esistenti.

La modellazione del comportamento fessurativo del calcestruzzo è un argomento complesso, generalmente affrontato con due approcci alternativi basati sul metodo degli elementi finiti: l’approccio diffuso (smeared crack model), che consente di individuare le zone del modello soggette a danneggiamento assegnando al continuo opportuni legami costitutivi; e l’approccio discreto (discrete crack model) che, basandosi sulla meccanica della frattura, consente di descrivere la formazione localizzata delle fessure, considerate come discontinuità geometriche che attraversano il mezzo continuo.

I due approcci sono stati approfonditi attraverso una preliminare revisione della letteratura tecnica, per individuare le potenzialità e i limiti del loro utilizzo nella descrizione della risposta strutturale delle dighe di calcestruzzo. Nell’ambito dei due approcci, diffuso e discreto, si sono individuati, quali più adatti per l’applicazione di interesse, rispettivamente i modelli Concrete Damaged Pasticity (CDP) ed eXtended Finite Element Method (XFEM), entrambi disponibili nel codice commerciale agli elementi finiti Abaqus.

Per applicare, sperimentare e confrontare i due approcci sono stati individuati due casi studio: il caso tridimensionale dell’analisi statica di una trave sollecitata a flessione e il caso bidimensionale della diga a gravità di Koyna soggetta ad azione sismica orizzontale e verticale. Questi primi casi studio hanno mostrato la potenzialità di entrambi gli approcci utilizzati, ma ne hanno, al tempo stesso, evidenziato alcune problematicità che necessiteranno di ulteriori approfondimenti.