Gallerie paramassi: analisi della risposta all’impatto dei blocchi mediante modellazione agli elementi finiti = Rockfall sheds: analysis of the response to blocks impact using finite element modeling

La caduta massi è un fenomeno gravitativo diffuso che si presenta soprattutto in zone montuose o costiere. La velocità di movimento e le grandi energie in gioco rendono questo evento naturale particolarmente pericoloso, esso può recare gravi danni a persone, costruzioni e infrastrutture. Il continuo aumento dell’urbanizzazione e il surriscaldamento globale hanno fatto sì che, negli ultimi anni, il rischio legato alla caduta massi (ma anche ad altri gli eventi catastrofici di tipo naturale come frane e alluvioni) si sia alzato e sia diventato un tema decisamente attuale che necessita delle dovute attenzioni sia in fase di pianificazione del territorio che in una fase progettuale di mitigazione del rischio. L’argomento principale della tesi sono le gallerie paramassi che sono uni dei tanti metodi per ridurre il rischio legato ai crolli. Queste opere vengono realizzate per proteggere infrastrutture stradali e ferroviarie andando di fatto a costruire uno scudo che impedisca ai blocchi di raggiungere l’elemento a rischio (veicoli treni ma soprattutto le persone). La struttura deve quindi resistere agli impatti dei blocchi per tutta la sua vita utile. L’analisi delle azioni legate all’ impatto è complicata e richiede un accurata progettazione. Lo scopo della tesi è quello di realizzare attraverso l’utilizzo del softwere ABAQUS un modello agli elementi finiti (FEM) che vada a simulare l’impatto di un blocco su una galleria paramassi. Il modello servirà per compiere uno studio di sensitività atto a osservare come le condizioni al contorno influenzano le azioni sulla galleria e ad analizzare il comportamento dello strato assorbente, elemento che viene comunemente utilizzato al di sopra della copertura delle gallerie al fine di proteggere la soletta dagli urti. Il testo, articolato in sei capitoli, tratta innanzi tutto le varie tipologie di interventi legati alla mitigazione del rischio legato alla caduta massi per poi focalizzarsi sulle gallerie. Di queste si indicheranno le tipologie, i materiali che le compongono, le modalità costruttive e le normative connesse. Successivamente, sempre facendo riferimento alle norme, si analizzeranno quelle relative alla progettazione delle gallerie ed ai metodi con cui può essere ricavata l’azione dinamica di impatto. Terminata l’analisi normativa, si passerà a studiare alcuni esperimenti effettuati sia in campo che in laboratorio, questi forniranno alcune nozioni utili relative alle dinamiche di impatto. L’analisi sperimentale verrà poi confrontata con l’analisi numerica esaminando alcune simulazioni simili a quella effettuata in questa tesi. L’analisi di sensitività eseguita con il modello FEM è stata preceduta dalla validazione del modello attraverso una back analysis che ha preso come riferimento uno degli esperimenti analizzati nella tesi. Una volta eseguita la validazione è stato possibile effettuare le diverse simulazioni variando i parametri ed ottenendo interessanti risultati che possono fungere da linee guida e fornire ulteriori informazioni utili per la progettazione di opere sempre più sicure e durature nel tempo.