Valutazione numerica agli elementi distinti della distribuzione delle sollecitazioni sulle tubazioni in terreni di differente granulometria = Distinct element analysis of the pipe stresses within soils of different grain size distribution

Il presente elaborato è focalizzato su un particolare aspetto dell’urbanizzazione: quello della distribuzione, in ambito urbano, di energia in forma di fluido in pressione e, in maggior dettaglio, sulla stima delle condizioni di sicurezza (passiva) in cui detta distribuzione è attuata. L’argomento di studio è quindi quello “lato sensu” dei sotto-servizi urbani e, in particolare, la comprensione dei meccanismi che presiedono la distribuzione delle sollecitazioni e di conseguenza delle deformazioni, in rinterri costituiti da differenti classi granulometriche, quando sottoposti a carichi di esercizio ordinari. Lo studio espone i passaggi e le assunzioni fondamentali alla realizzazione di un modello di calcolo che permetta di studiare una trincea, al cui interno è tombata una tubazione, in particolare per il trasporto di gas in media – bassa pressione. Il modello è realizzato con un software di calcolo numerico agli elementi distinti (DEM), che meglio consente di simulare la natura granulare del materiale oggetto di studio. A differenza di un modello numerico agli elementi finiti (FEM), in cui il dominio realizzato è continuo, è possibile valutare come l’utilizzo di differenti classi granulometriche di rinterro possa influire sul comportamento meccanico del terreno. Al fine della costruzione del modello sono stati utilizzati dati derivanti sia da prove eseguite in-situ sia da prove svolte in laboratorio. Dalla prima serie di determinazioni sperimentali sono stati acquisiti i valori relativi all’andamento dei cedimenti della parte superficiale della trincea quando questa è totalmente riempita con solo materiale di rinterro. La configurazione del secondo insieme di determinazioni, pressoché identica alla prima, ne differisce in quanto all’interno della trincea di scavo è rintombata una tubazione strumentata. Pertanto, in aggiunta ai valori dei cedimenti superficiali, grazie a questa seconda fase di misure, si dispone anche dei valori di deformazione della tubazione e dell’andamento degli sforzi normali lungo la superficie esterna della tubazione, quando in superficie viene applicato un carico. Il lavoro è concluso dallo studio dell’influenza sulla distribuzione delle sollecitazioni all’estradosso della tubazione interrata, di granulometrie di rinterri disturbate dalla presenza di lapidei dotati di spigoli “vivi”, di dimensioni molto maggiori di quelli previsti nella granulometria tipica dei rinterri stessi.