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Dottoranda:Tutor: Ing. Antonella Cantone Prof. Ing. Alessandro Mandolini R ELAZIONE SULL A TTIVIT À DI R ICERCA DEL II ANNO DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA.

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1 Dottoranda:Tutor: Ing. Antonella Cantone Prof. Ing. Alessandro Mandolini R ELAZIONE SULL A TTIVIT À DI R ICERCA DEL II ANNO DOTTORATO DI RICERCA IN INGEGNERIA GEOTECNICA XXIII CICLO

2 Recente impulso alla costruzione di opere in sotterraneo in ambito urbano (nuove linee metropolitane e potenziamento di quelle esistenti, parcheggi interrati, sottoservizi) Affinamento delle tecniche di scavo, che permettono di scavare volumi di terreno maggiori e di raggiungere profondità elevate Necessità di accrescere le capacità di previsione del comportamento degli scavi: Sicurezza nei riguardi di eventuali meccanismi di collasso( stabilità delle opere di sostegno, stabilità del fondo scavo, stabilità globale); Comportamento in condizioni di esercizio degli elementi strutturali (caratteristiche della sollecitazione, movimenti delle pareti); Movimenti indotti dallo scavo nel terreno adiacente.

3 Recente impulso alla costruzione di opere in sotterraneo in ambito urbano (nuove linee metropolitane e potenziamento di quelle esistenti, parcheggi interrati, sottoservizi) Affinamento delle tecniche di scavo, che permettono di scavare volumi di terreno maggiori e di raggiungere profondità elevate Necessità di accrescere le capacità di previsione del comportamento degli scavi: Sicurezza nei riguardi di eventuali meccanismi di collasso( stabilità delle opere di sostegno, stabilità del fondo scavo, stabilità globale); Comportamento in condizioni di esercizio degli elementi strutturali (caratteristiche della sollecitazione, movimenti delle pareti); Movimenti indotti dallo scavo nel terreno adiacente.

4 Disponibilità di case-histories ben documentate individuazione di limiti e potenzialità dei metodi empirici ad oggi disponibili in letteratura, mediante il confronto diretto tra il comportamento previsto e quello osservato; ulteriore determinazione, attraverso analisi numeriche 2D e 3D, del ruolo che i diversi fattori in gioco (geometria dello scavo, proprietà meccaniche dei terreni attraversati, caratteristiche strutturali dellopera di sostegno e degli eventuali vincoli, modalità e tempistica delle lavorazioni, etc.) hanno nel determinare il comportamento degli scavi; validazione di modelli costitutivi del terreno avanzati implementati nei programmi di calcolo numerico.

5 Disponibilità di case-histories ben documentate individuazione di limiti e potenzialità dei metodi empirici ad oggi disponibili in letteratura, mediante il confronto diretto tra il comportamento previsto e quello osservato; ulteriore determinazione, attraverso analisi numeriche 2D e 3D, del ruolo che i diversi fattori in gioco (geometria dello scavo, proprietà meccaniche dei terreni attraversati, caratteristiche strutturali dellopera di sostegno e degli eventuali vincoli, modalità e tempistica delle lavorazioni, etc.) hanno nel determinare il comportamento degli scavi; validazione di modelli costitutivi del terreno avanzati implementati nei programmi di calcolo numerico.

6 Disponibilità di case-histories ben documentate individuazione di limiti e potenzialità dei metodi empirici ad oggi disponibili in letteratura, mediante il confronto diretto tra il comportamento previsto e quello osservato; Peck, 1969Wang et al., 2005

7 Disponibilità di case-histories ben documentate individuazione di limiti e potenzialità dei metodi empirici ad oggi disponibili in letteratura, mediante il confronto diretto tra il comportamento previsto e quello osservato; ulteriore determinazione, attraverso analisi numeriche 2D e 3D, del ruolo che i diversi fattori in gioco (geometria dello scavo, proprietà meccaniche dei terreni attraversati, caratteristiche strutturali dellopera di sostegno e degli eventuali vincoli, modalità e tempistica delle lavorazioni, etc.) hanno nel determinare il comportamento degli scavi; validazione di modelli costitutivi del terreno avanzati implementati nei programmi di calcolo numerico.

8 Disponibilità di case-histories ben documentate analisi numeriche Zdravcovic et al, 2005

9 Disponibilità di case-histories ben documentate analisi numeriche Zdravcovic et al, 2005

10 CONVENZIONI DI RICERCA TRA LA S.U.N. E LE DITTE INCARICATE DEI LAVORI DI COSTRUZIONE DI SCAVI NELLA CITTA DI NAPOLI TRATTA BASSA DELLA LINEA 1 DELLA METROPOLITANA DI NAPOLI STAZIONE GARIBALDI (2003) STAZIONE MUNICIPIO (2004) STAZIONE DUOMO (2005) FERROVIA CUMANA DELLA S.E.P.S.A. STAZIONE MONTESANTO (2004)

11 CONVENZIONI DI RICERCA TRA LA S.U.N. E LE DITTE INCARICATE DEI LAVORI DI COSTRUZIONE DI SCAVI NELLA CITTA DI NAPOLI TRATTA BASSA DELLA LINEA 1 DELLA METROPOLITANA DI NAPOLI STAZIONE GARIBALDI (2003) STAZIONE MUNICIPIO (2004) STAZIONE DUOMO (2005) FERROVIA CUMANA DELLA S.E.P.S.A. STAZIONE MONTESANTO (2004)

12 LA LINEA 1 DELLA METROPOLITANA DI NAPOLI L TOT z 40 km, n.stazioni = 25 -TRATTA PISCINOLA – VANVITELLI 9 stazioni, in esercizio dal TRATTA VANVITELLI – DANTE 5 stazioni, in esercizio dal TRATTA DANTE - GARIBALDI 5 stazioni, in costruzione -TRATTA GARIBALDI – PISCINOLA 6 stazioni, in progetto PISCINOLA CHIAIANO COLLI AMINEI VANVITELLI DANTE CILEA GARIBALDI AEROPORTO CENTRO DIREZIONALE SECONDIGLIANO

13 TOLEDOMUNICIPIOUNIVERSITADUOMOGARIBALDI RIPORTI POZZOLANE IN SEDE DEP. FLUVIO PALUSTRI CENERI POZZOLANE RIMANEGGIATE TUFO GIALLO NAPOLETANO LIVELLO DI FALDA LA TRATTA BASSA DELLA LINEA 1

14 TOLEDOMUNICIPIOUNIVERSITADUOMOGARIBALDI RIPORTI POZZOLANE IN SEDE DEP. FLUVIO PALUSTRI CENERI POZZOLANE RIMANEGGIATE TUFO GIALLO NAPOLETANO LIVELLO DI FALDA LA TRATTA BASSA DELLA LINEA 1 MATERIALE DI RIPORTO POZZOLANE RIMANEGGIATE DEPOSITI MARINI POZZOLANE IN SEDE TUFO GIALLO NAPOLETANO d [kN/m 3 ] sat [kN/m 3 ] [°] > c [kPa] k [cm/s] – E [MPa]

15 PROBLEMI GEOTECNICI RELATIVI AI POZZI scavi profondi (35 ÷ 50 m) ed estesi in pianta (~1000 m 2 ) in ambiente fortemente urbanizzato in depositi di terreni incoerenti sotto falda di notevole spessore (> 25 m) SOLUZIONI PROGETTUALI ADOTTATE pannelli in c.a. realizzati con idrofresa; L =2,5 m, s = 1,0 m

16 PROBLEMI GEOTECNICI RELATIVI AI POZZI scavi profondi (35 ÷ 50 m) ed estesi in pianta (~1000 m 2 ) in ambiente fortemente urbanizzato in depositi di terreni incoerenti sotto falda di notevole spessore (> 25 m) SOLUZIONI PROGETTUALI ADOTTATE pannelli in c.a. realizzati con idrofresa; L =2,5 m, s = 1,0 m uno o più livelli di puntoni in acciaio e da 3 a 6 livelli di ancoraggi pretesi (1 MN circa)

17 PROBLEMI GEOTECNICI RELATIVI AI POZZI scavi profondi (35 ÷ 50 m) ed estesi in pianta (~1000 m 2 ) in ambiente fortemente urbanizzato in depositi di terreni incoerenti sotto falda di notevole spessore (> 25 m) SOLUZIONI PROGETTUALI ADOTTATE pannelli in c.a. realizzati con idrofresa; L =2,5 m, s = 1,0 m uno o più livelli di puntoni in acciaio e da 3 a 6 livelli di ancoraggi pretesi (1 MN circa) a bulbo iniettato top-down (nel caso della stazione GARIBALDI)

18 PIANI DI MISURE E CONTROLLI IMPLEMENTATI DURANTE LAPPROFONDIMENTO DEI POZZI STAZIONE GRANDEZZE SOTTO OSSERVAZIONESTRUMENTI livello della falda idrica stato di sforzo negli ancoraggi e nei puntoni spostamenti dei diaframmi perimetrali variazioni termiche spostamenti delle strutture adiacenti piezometri celle di carico inclinometri e tecniche topografiche sensori di temperatura tecniche topografiche

19 185 PUNTI DI CONTROLLO QUALITA DEI DATI DI MONITORAGGIO Stazione Montesanto

20 QUALITA DEI DATI DI MONITORAGGIO Stazione Garibaldi

21 QUALITA DEI DATI DI MONITORAGGIO Stazione Duomo

22 QUALITA DEI DATI DI MONITORAGGIO Stazione Municipio

23 GRANDEZZE SOTTO OSSERVAZIONESTRUMENTI livello della falda idrica stato di sforzo negli ancoraggi e nei puntoni spostamenti dei diaframmi perimetrali variazioni termiche spostamenti delle strutture adiacenti piezometri celle di carico inclinometri e tecniche topografiche sensori di temperatura tecniche topografiche QUALITA DEI DATI DI MONITORAGGIO

24 Municipio e Duomo Garibaldi Inclinometro Duomo

25 CRONOLOGIA DEGLI SCAVI STAZIONEINSTALLAZIONE PANNELLI INIZIO SCAVOFINE SCAVO GARIBALDIOttobre 2002Dicembre 2002Ottobre 2004 MUNICIPIO Luglio 2003Agosto 2003Gennaio 2006 DUOMOLuglio 2003Dicembre 2002Settembre 2008

26 Ritrovamenti archeologici di Piazza N.Amore IV secolo a.C. V-IV secolo a.C.

27 Soluzioni per il passaggio della TBM

28 Confronto tra spostamenti misurati e spostamenti prevedibili con i classici metodi empirici Peck, 1969 Mana e Clough, 1981 Clough e ORourke, 1990

29 Back analyses dei comportamenti osservati. Stazione Municipio 31gen set gen 06

30 Back analyses dei comportamenti osservati. Stazione Municipio Caratterizzazione geotecnica materiale di riporto pozzolane rimaneggiate depositi marini (sabbie con limo) pozzolane in sede (spessori modesti) tufo giallo napoletano

31 Back analyses dei comportamenti osservati. Stazione Municipio Modello geometrico MATERIALE DI RIPORTO SABBIE TUFO GIALLO NAPOLETANO d [kN/m 3 ] sat [kN/m 3 ] [°] c [kPa] k [cm/s] E [MPa] PARATIAPUNTONI TIRANTI T6 TIRANTI T8 EA [kN]3,10E+075,34E+062,30E+053,06E+05 EI [kN/mq]2,58E+06 i [m]51,3 Geometria del pozzo H S = 38 m; B = 25,4 m; L = 48,2 m H P = 42 m; s = 1 m; L = 2,5 ÷ 2,8 m Geometria degli ancoraggi L L = 6 ÷ 10 m; L C = 6 ÷ 9 m; α = 0 ÷ 20° 200 m 100 m

32 Back analyses dei comportamenti osservati. Stazione Municipio Risultati

33 Back analyses dei comportamenti osservati. Stazione Municipio Risultati

34 ATTIVITA PREVISTE PER IL III ANNO Proseguire nella raccolta di case histories Perfezionare le analisi numeriche 2D fin qui svolte (scelta dei parametri e dei modelli, etc.) Estendere le analisi agli spostamenti subiti dagli edifici adiacenti agli scavi Implementare analisi numeriche 3D


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