dottorato di ricerca in ingegneria geotecnica xxiii ciclo

Presentazione sul tema: "dottorato di ricerca in ingegneria geotecnica xxiii ciclo"— Transcript della presentazione:

1 dottorato di ricerca in ingegneria geotecnica xxiii ciclo
Relazione sull’Attività di Ricerca del ii anno Dottoranda: Tutor: Ing. Antonella Cantone Prof. Ing. Alessandro Mandolini

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 dell’opera 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 dell’opera 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, 1969 Wang 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 dell’opera 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
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
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
PISCINOLA CHIAIANO COLLI AMINEI VANVITELLI DANTE CILEA GARIBALDI AEROPORTO CENTRO DIREZIONALE SECONDIGLIANO LTOT z 40 km, n.stazioni = 25 TRATTA PISCINOLA – VANVITELLI 9 stazioni, in esercizio dal 1998 TRATTA VANVITELLI – DANTE 5 stazioni, in esercizio dal 2002 TRATTA DANTE - GARIBALDI 5 stazioni, in costruzione TRATTA GARIBALDI – PISCINOLA 6 stazioni, in progetto

13 LA TRATTA BASSA DELLA LINEA 1
TOLEDO MUNICIPIO UNIVERSITA’ DUOMO GARIBALDI RIPORTI POZZOLANE IN SEDE DEP. FLUVIO PALUSTRI CENERI POZZOLANE RIMANEGGIATE TUFO GIALLO NAPOLETANO LIVELLO DI FALDA

14 LA TRATTA BASSA DELLA LINEA 1
TOLEDO MUNICIPIO UNIVERSITA’ DUOMO GARIBALDI RIPORTI POZZOLANE IN SEDE DEP. FLUVIO PALUSTRI CENERI POZZOLANE RIMANEGGIATE TUFO GIALLO NAPOLETANO LIVELLO DI FALDA MATERIALE DI RIPORTO POZZOLANE RIMANEGGIATE DEPOSITI MARINI POZZOLANE IN SEDE TUFO GIALLO NAPOLETANO gd [kN/m3] 19-20 11 16 12 11-12 gsat [kN/m3] 20-22 17 19 16-17 j’ [°] > 30 33-34 38 27-28 c’ [kPa] k [cm/s] 10-4 – 10-5 E [MPa]

15 PROBLEMI GEOTECNICI RELATIVI AI POZZI
scavi profondi (35 ÷ 50 m) ed estesi in pianta (~1000 m2) 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 m2) 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 m2) 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 GRANDEZZE SOTTO OSSERVAZIONE
PIANI DI MISURE E CONTROLLI IMPLEMENTATI DURANTE L’APPROFONDIMENTO DEI POZZI STAZIONE GRANDEZZE SOTTO OSSERVAZIONE STRUMENTI 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 QUALITA’ DEI DATI DI MONITORAGGIO
185 PUNTI DI CONTROLLO 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 OSSERVAZIONE
QUALITA’ DEI DATI DI MONITORAGGIO GRANDEZZE SOTTO OSSERVAZIONE STRUMENTI 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

24 QUALITA’ DEI DATI DI MONITORAGGIO
Municipio e Duomo Garibaldi Inclinometro Duomo

25 CRONOLOGIA DEGLI SCAVI INSTALLAZIONE PANNELLI
STAZIONE INSTALLAZIONE PANNELLI INIZIO SCAVO FINE SCAVO GARIBALDI Ottobre 2002 Dicembre 2002 Ottobre 2004 MUNICIPIO Luglio 2003 Agosto 2003 Gennaio 2006 DUOMO Settembre 2008

26 Ritrovamenti archeologici di Piazza N.Amore
V-IV secolo a.C. 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
Mana e Clough, 1981 Peck, 1969 Clough e O’Rourke, 1990

29 Back analyses dei comportamenti osservati. Stazione Municipio
31gen 05 30 set 05 23 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 200 m Geometria del pozzo HS = 38 m; B = 25,4 m; L = 48,2 m HP = 42 m; s = 1 m; L = 2,5 ÷ 2,8 m Geometria degli ancoraggi LL = 6 ÷ 10 m; LC = 6 ÷ 9 m; α = 0 ÷ 20° 100 m PARATIA PUNTONI TIRANTI T6 TIRANTI T8 EA [kN] 3,10E+07 5,34E+06 2,30E+05 3,06E+05 EI [kN/mq] 2,58E+06 i [m] 5 1,3 MATERIALE DI RIPORTO SABBIE TUFO GIALLO NAPOLETANO gd [kN/m3] 20 12 11-12 gsat [kN/m3] 22 17 16-17 j’ [°] 30 38 27-28 c’ [kPa] 1 k [cm/s] 10-4 10-5 E [MPa] 250 1500

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