UN SISTEMA INNOVATIVO PER LA STABILIZZAZIONE DEI PENDII:

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1 UN SISTEMA INNOVATIVO PER LA STABILIZZAZIONE DEI PENDII:
VALUTAZIONE DELLA CAPACITA’ PORTANTE Francesco Betterle Relatore: Prof. Ing. Marco di Prisco Correlatore: Ing. Alessio Caverzan

2 L’opera di stabilizzazione
Intervento di stabilizzazione: Efficace Di rapida esecuzione Economico Elementi strutturali: 4 graticci prefabbricati (0.6 x 2.5 x 0.3 m) 10 piastre (0.8 x 0.8 x 0.24 m)

3 Piastra e sistema di ancoraggio
Piastre: HPFRC Dimensioni: 0.8 x 0.8 x 0.24 m Peso: 8-10 kN Barre di armatura: B 450 C, F = 25 mm Tirante: Lunghezza totale: 14.5 m (iniettata 9 m) 7 trefoli (diametro 0.6”)

4 Piastra e risultati sperimentali

5 Materiale HPFRC C 52.5 I Loppa Sabbia 0/2 Fibre Additivo Acqua [kg/m3]
[l/m3] 600 500 983 100 33 200 Prova a flessione su quattro punti: provino non intagliato(*) (*) A. Caverzan. High strain.rate uniaxial tensile constitutive behaviour in fibre reinforced cementitious composites. PhD thesis, Politecnico di Milano, Dept. of Structural Engineering, 2010.

6 Materiale HPFRC Tempo Rc28, m fI f , m feq(0-0.6) , m feq(0.6-3) , m
(*) Tempo Rc28, m fI f , m feq(0-0.6) , m feq(0.6-3) , m [giorni] [Mpa] [MPa] (Std.) 28 116.49 7.14 (1.19) 11.13 (2.55) 10.10 (2.17) (*) A. Caverzan. High strain.rate uniaxial tensile constitutive behaviour in fibre reinforced cementitious composites. PhD thesis, Politecnico di Milano, Dept. of Structural Engineering, 2010.

7 Modellazione del materiale
CONCRETE DAMAGED PLASTICITY Comportamento elastico isotropo con danneggiamento Comportamento plastico a trazione e compressione Funzione di snervamento: Potenziale plastico:

8 Modellazione del materiale
Modello in compressione Curva di Sargin con ramo di softening: Sargin: Softening: Modelli a trazione Bilineare (di Prisco et al. (*)) Bilineare modificato (Dozio (**)) (*) M. di Prisco, L. Ferrara, M. Colombo, and M. Mauri. On the identification of SFRC constitutive law in uniaxial tension. RILEM Publications SARL, 2004 (**) D. Dozio. SFRC structures: identification of the uniaxial tension characteristic constitutive law. PhD thesis, Politecnico di Milano, Dept. of Structural Engineering

9 Modellazione del materiale
Modello in compressione Curva di Sargin con ramo di softening: Sargin: Softening: Modelli a trazione Bilineare (di Prisco et al. (*)) Bilineare modificato (Dozio (**)) (*) M. di Prisco, L. Ferrara, M. Colombo, and M. Mauri. On the identification of SFRC constitutive law in uniaxial tension. RILEM Publications SARL, 2004 (**) D. Dozio. SFRC structures: identification of the uniaxial tension characteristic constitutive law. PhD thesis, Politecnico di Milano, Dept. of Structural Engineering

10 Validazione del materiale
Prova di trazione monoassiale su provino intagliato (*) fcm Ecm n fct, m feq1, m feq2, m [MPa] [-] 74.98 40260 0.20 5.20 5.21 3.73 (**) D. Dozio. SFRC structures: identification of the uniaxial tension characteristic constitutive law. PhD thesis, Politecnico di Milano, Dept. of Structural Engineering

11 Validazione del materiale
Prova di flessione su 4 punti: provino intagliato

12 Modellazione ad elementi finiti: geometria
Piastra

13 Modellazione ad elementi finiti: geometria
Sistema di ancoraggio Corona circolare: Corpo deformabile Tipologia contatto: General contact Normale: hard contact Tangenziale: penalty (m = 0.45)

14 Modellazione ad elementi finiti: geometria
Sistemi di vincolo Appoggi: corpi rigidi traslazioni vincolate rotazioni libere Tipologia contatto: General contact Normale: hard contact Tangenziale: penalty (m = 0.45)

15 Modellazione ad elementi finiti: geometria
Generazione della mesh Elementi finiti solidi 3D: Piastra: EF lineari cubici a 8 nodi (C3D8) Corona circolare, appoggi : EF tetraedrici a 4 nodi (C3D4) Cavo, armature: elementi truss a 2 nodi (T3D2)

16 Risultati numerici CONFIGURAZIONE 1 Pult = 1837.8 kN P = 372.5 kN
Deformazioni plastiche max. princ.

17 Risultati numerici CONFIGURAZIONE 1
Prova 2: introduzione elementi beam Pult = kN Soluzione meno rigida in uscita dal campo elastico rispetto al caso di riferimento Carico ultimo meno elevato e associato a un d maggiore

18 Risultati numerici CONFIGURAZIONE 1
Prova 3: modello senza barre di armatura Pult = kN l’energia dissipata nel modello senza barre è notevolmente inferiore Elevata duttilità dovuta al contributo delle barre di armatura

19 Risultati numerici CONFIGURAZIONE 1
Prova 4: contatto perfetto tra appoggi e piastra HPFRC Pult = kN Modello più rigido rispetto al modello di riferimento Carico massimo più elevato rispetto alla prova di riferimento

20 Risultati numerici CONFIGURAZIONE 1
Prova 5: contatto perfetto tra corona circolare e piastra HPFRC Pult = kN Irrigidimento della fase prepicco Riduzione del valore di carico ultimo

21 Risultati numerici CONFIGURAZIONE 2 Pult = 1517.1 kN P = 299.8 kN
Deformazioni plastiche max. princ.

22 Risultati numerici CONFIGURAZIONE 3 Pult = 1557.9 kN P = 258.3 kN
Deformazioni plastiche max. princ.

23 Sperimentazione Configurazione della prova Strumentazione:
Tirante 7TTR15 Cilindri Euro Press Pack COS100N100 Pompa a leva PL 268 Strumenti di misura: Celle di carico Aep C 10 Trasduttori di pressione Cella di carico Cilindri idraulici

24 Sperimentazione Fasi di carico: Tesatura del tirante – P = 1050 kN;
Spinta dei cilindri idraulici Problematiche: Non danneggiare il cilindro idraulico nella fase di tesatura; Non danneggiare la cella di carico Fase di tesatura Fase di spinta

25 Conclusioni e sviluppi futuri
Risposta dell’ HPFRC a trazione modellabile attraverso il legame bilineare modificato; Rispetto alla configurazione 1 considerata inizialmente, sono state individuate due configurazioni di vincolo per le quali il carico ultimo risulta essere inferiore; Il carico limite associato alle configurazioni di vincolo risulta essere superiore al carico di snervamento del tirante, come assunto in fase di progettazione; Il risultato ottenuto impone di progettare una campagna di sperimentazione in grado di cogliere il reale carico limite nelle condizioni di vincolo esposte in precedenza e in situazioni finora non considerate; Una volta validato, il modello numerico ridurrebbe notevolmente tempi e costi necessari ad un progettista per la progettazione di opere di sostegno di questo tipo.

26 GRAZIE PER L’ATTENZIONE

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