Documento tecnico: Quadro per la progettazione ottimizzata di rilevati paramassi rinforzati con geosintetici, parte 2

A cura di Pietro Rimoldi, consulente di ingegneria civile indipendente, e Nicola Brusa, ingegnere civile indipendente presso Tailor Engineering

La parte più critica della procedura progettuale, e meno sviluppata, riguarda l'analisi dinamica dell'impatto progettuale, con la valutazione della profondità di penetrazione sul versante collinare e della lunghezza di estrusione sul lato valle.

Facendo riferimento alle sezioni precedenti relative alle prove su scala reale disponibili, ai modelli numerici e ai metodi di progettazione esistenti (inadeguati) (GE gennaio/febbraio 2023), gli autori propongono il seguente quadro per la progettazione ottimizzata dei rilevati paramassi in terra rinforzata (RS-RPE) ) attraverso la modellazione dell'impatto dinamico.

Il quadro si basa sulle seguenti evidenze:

Tali prove si traducono nei seguenti presupposti razionali:

E0 = ½ Vm · (γm / g) · vb2 (1)

dove Vm è il volume del masso (assunto come una sfera di diametro D o un cubo di dimensioni D), γm è il peso unitario del masso, vb è la velocità di impatto di progetto del masso e g è l'accelerazione di gravità .

Per la zona compressa sul fronte a monte vengono fatte le seguenti ipotesi:

I valori dell'angolo di distribuzione del carico α e del coefficiente di rivestimento Cg dovrebbero essere valutati dai risultati delle prove di impatto su scala reale su RS-RPE di configurazione simile a quella in esame.

Un altro modo per impostare α e Cg è quello di eseguire un calcolo a ritroso di un impatto noto sul sistema specifico in esame, utilizzando il quadro qui presentato, in cui i parametri vengono modificati per tentativi ed errori a partire da valori iniziali realistici.

Se non sono disponibili prove specifiche su scala reale o eventi di impatto noti, vengono proposti i valori di default nelle Tabelle 1 e 2: nella Tabella 1 l'angolo di ripartizione del carico α varia in funzione della disposizione dei rinforzi (RPE non rinforzato, RS-RPE con rinforzo trasversale solo, o con rinforzo sia trasversale che longitudinale), del numero NG di strati di rinforzo entro l'altezza D del cono di diffusione (vedi Figura 10 (a)), e del tipo di rinforzo (a maglia aperta che consente l'incastro del terreno come geogriglie e reti in filo di acciaio o senza maglia aperta come geotessili tessuti o geostrisce). Nella Tabella 2 il coefficiente di rivestimento Cg varia in funzione della capacità di ammortizzazione del sistema di rivestimento, dove si assume il semplice sistema di rivestimento avvolgente con Cg = 1,0.

Nota: Se esiste evidenza sperimentale per il valore dell'angolo di diffusione α o per i valori del coefficiente di rivestimento Cf , allora i valori predefiniti nelle Tabelle 1 e 2 possono essere modificati.

Tenendo conto delle ipotesi precedentemente elencate, la profondità di penetrazione sul fronte di monte può essere calcolata secondo il metodo presentato da Carotti et al. (2000), basato sulla teoria dell'impatto totalmente anelastico, attraverso il modello a massa concentrata costituito da un oscillatore 1-DOF (un grado di libertà), caratterizzato da uno smorzatore viscoso e da una molla (Figura 12), che subisce un'azione deformativa ciclo con frequenza angolare, ω. La massa concentrata, m, dell'oscillatore 1-DOF è la massa ms del terreno contenuto nel cono come precedentemente identificato (vedere Figura 10 (a) e (b)) più la massa del masso mm. Le masse ms e mm sono uguali ai rispettivi pesi Ws e Wm divisi per l'accelerazione di gravità, g. Le equazioni per calcolare l'energia assorbita dalla deformazione del terreno sul lato a monte, Ep, e l'energia trasmessa, Es (che produce l'estrusione a valle), come mostrato in Figura 10 (a), sono le seguenti:

E0 = Ep + Es = Ep + E0 · Es / E0 (2)

Es / E0 = mm / (mm + ms) = Wm / (Wm + Ws) (3)

Mentre il peso Wm è un dato di input dall'analisi del rischio, il peso Ws può essere facilmente calcolato dalla geometria del problema (vedere Figura 10 (a) e (b)).