Modellazione numerica della stazione metropolitana Carlo Alberto = Numerical modeling of the Carlo Alberto metro station

La realizzazione di opere sotterranee in contesti urbani rappresenta una sfida ingegneristica complessa, in cui si intrecciano aspetti geotecnici, strutturali e ambientali. In particolare, le stazioni metropolitane costituiscono interventi particolarmente delicati, poiché richiedono tecniche di scavo e sistemi di contenimento capaci di garantire la sicurezza sia del cantiere – e delle persone coinvolte – sia delle strutture adiacenti, spesso situate in centri storici o aree densamente edificate. In questo contesto, la modellazione numerica si rivela uno strumento fondamentale per analizzare il comportamento del terreno e delle strutture durante le fasi di scavo, per valutare i cedimenti attesi e per ottimizzare le soluzioni progettuali. La presente tesi si concentra sull’applicazione della modellazione numerica allo scavo della stazione metropolitana Carlo Alberto, parte della linea M2 di Torino, approfondendo in particolare l’analisi degli effetti indotti sul terreno e sugli edifici circostanti, cercando di definire un grado di danno atteso per le strutture adiacenti. In particolare, si fa riferimento al Museo del Risorgimento e alla Biblioteca Nazionale, situati in piazza Carlo Alberto. Il lavoro è strutturato in più capitoli. Inizialmente si presentano le principali tecniche di scavo utilizzate in ambito urbano, passando dalle tecniche di scavo meccanizzato al metodo Cut and Cover, che viene impiegato per la costruzione della suddetta opera. In secondo luogo, viene analizzato l’argomento correlato al rischio relativo allo scavo in un contesto urbano, dunque come affrontarlo attraverso analisi preliminari e tecniche di mitigazione. Si passa poi all’analisi dei metodi previsionali dei cedimenti – empirici, semi empirici, analitici e numerici (questi ultimi discussi in un capitolo a parte – capitolo 5) – con un focus sulla loro applicazione agli scavi profondi. La seconda parte della tesi è dedicata al caso studio della stazione Carlo Alberto: vengono illustrate le caratteristiche dell’opera, il contesto urbano, idrogeologico e geotecnico in cui viene a situarsi, la modellazione effettuata tramite il software agli elementi finiti RS2 – Rocscience. Infine, vengono discussi i risultati ottenuti, soprattutto in termini di spostamenti del terreno, con un accenno al confronto tra i risultati derivati dai modelli numerici ed empirici e semi empirici. Inoltre, i risultati relativi al software RS2 fanno riferimento a differenti modelli di calcolo, in cui vengono fatte variare le proprietà del terreno circostante e i legami costitutivi impiegati, svolgendo analisi parametriche che mettono a nudo risultati importanti, anche in vista della valutazione del danneggiamento degli edifici adiacenti allo scavo, in particolar modo il Museo del Risorgimento Italiano e la Biblioteca Nazionale.