Studio del comportamento statico e dinamico dei sistemi galleria-terreno-strutture in elevazione in ambiente urbano

Al giorno d'oggi, è sempre più evidente la necessità di costruire strutture in sotterraneo per contrastare le problematiche relative alle reti di trasporto e all’inquinamento atmosferico. Così, negli ultimi cinquant'anni, grande attenzione è stata dedicata alla costruzione di strutture sotterranee. Inoltre, nelle zone sismiche, è estremamente importante valutare i possibili danni alla galleria e alle strutture in elevazione a seguito di eventi sismici. Maggiore attenzione è stata recentemente dedicata ai sistemi galleria-terreno, mentre gli studi che coinvolgono la galleria, il terreno circostante e le strutture in elevazione (analisi completamente accoppiate) sono ancora molto rari. Lo scopo principale della presente tesi è lo studio del comportamento sismico di un sistema galleria-terreno interagente-strutture in elevazione e la valutazione degli effetti della galleria sulla risposta delle strutture in elevazione e viceversa mediante analisi FEM. In primo luogo, sono stati studiati gli aspetti riguardante la fase di scavo, proponendo una semplice e utile procedura per raffinare il profilo geologico stabilito in fase di progettazione della galleria, analizzando le vibrazioni indotte in superficie dalla TBM (Tunnel Boring Machine) durante la fase di scavo. Terminata l’analisi riguardante gli aspetti legati alla fase di scavo, è stata analizzata la risposta dinamica di un sistema galleria-terreno-strutture in elevazione eseguendo una serie di analisi parametriche mediante analisi agli Elementi Finiti, partendo da un caso reale riguardante la metropolitana di Catania (Italia). Grande attenzione è stata dedicata al ruolo dell’eterogeneità del terreno alla profondità della galleria, non sufficientemente studiato fino adesso, effettuando una serie di analisi parametriche variando il grado di eterogeneità (in termini di rapporto di impedenza). Inoltre, altre analisi parametriche sono state effettuate al fine di valutare l’influenza: a) dei differenti modelli utilizzati al fine di descrivere il comportamento all’interfaccia tra terreno e galleria; b) della profondità della galleria e della posizione della struttura in elevazione rispetto all’asse della galleria; c) dell’input applicato al bedrock del modello per studiare l’influenza del contenuto in frequenza dell’accelerogramma sulla risposta sismica del sistema accoppiato galleria-terreno-strutture in elevazione. Per considerare il comportamento non lineare del terreno in condizioni dinamiche, sono state effettuate delle analisi visco elastico-lineari equivalenti e visco elasto-plastiche, utilizzando un modello costitutivo del terreno con incrudimento isotropo e cinematico. I risultati ottenuti sono stati riportati in termini di accelerazioni massime, rapporti di amplificazione, funzioni di amplificazione e forze sismiche sulla struttura in elevazione. Inoltre, sono stati valutati i momenti flettenti e gli sforzi assiali lungo la galleria e confrontati con i valori ottenuti mediante le soluzione analitiche in forma chiusa proposte da Wang (1993) e Penzien (2000). Il presente lavoro di tesi evidenzia l’importanza degli aspetti geotecnici e dell’interazione galleria-terreno-strutture in elevazione sulla risposta sismica dell’intero sistema.

Grantor dc:publisher

Università degli studi di Catania

Year dc:date

2021

Author dc:creator

• CORSICO, SEBASTIANO

Contributors dc:contributor

• MASSIMINO, MARIA ROSSELLA

• Dual mode TBM, Soil heterogeneity, HVSR, FEM analyses, SSI, Tunnel lining force
• Modalità di avanzamento TBM, Eterogeneità del terreno, HVSR, Analisi FEM, SSI, Sollecitazioni sulla galleria

Statement dc:rights

• info:eu-repo/semantics/openAccess
• license:PUBBLICO - Pubblico con Copyright
• license uri:iris.PUB02

Language dc:language

ita

Handle dc:identifier

https://hdl.handle.net/20.500.11769/581227

OAI identifier oai:identifier

oai:www.iris.unict.it:20.500.11769/581227