Sperimentazione in laboratorio e simulazione numerica del comportamento rigonfiante attorno ad una galleria = Laboratory testing and numerical simulation of the swelling behavior around a tunnel

Il rigonfiamento attorno ad una galleria è un fenomeno fisico-chimico, che accompagnato di una dissipazione delle pressioni interstiziale e di un rilascio tensionale, causa un aumento di volume del terreno e un incremento delle pressioni indotte nelle strutture di sostegno. Questo elaborato presenta una descrizione del fenomeno rigonfiante in diversi materiali, e le prove sperimentali che permettono la sua caratterizzazione. In effetto, si hanno realizzato due prove edometriche con la metodologia di Huder & Amberg per ricavare il coefficiente k di rigonfiamento, questo dalla relazione dello stato tensionale e la deformazione del terreno seguendo il metodo di Wittke, trovando infine un coefficiente pari a 7.655%. Inoltre, si ha effettuato una prova triassiale HPTA di rigonfiamento, eseguendo diversi fasi come: flushing, saturazione, consolidazione, taglio e fase drenata, mettendo in relazione la dissipazione delle pressioni interstiziale negative sviluppate nel terreno con il progressivo rigonfiamento nel tempo; applicando quindi il metodo di Barla si può ricavare l’andamento della deformazione di rigonfiamento con la variazione della pressione interstiziale. Il processo di creep, anche deformazione tempo dipendente, è stato studiato da tre prove triassiali, facendo una fase di consolidazione e di carico al 50% e al 70% del carico di rottura, osservando le deformazioni assiali e radiali sviluppati nel tempo. I risultati delle prove sperimentali servono di aiuto per costruire i modelli teorici che permettono di descrivere il rigonfiamento in una galleria. Con il metodo delle differenze finite, che utilizza il codice di calcolo FLAC2D, si ha costruito un modello di una galleria profonda con certi proprietà meccaniche e seguendo la legge di rigonfiamento di Wittke per studiare le deformazioni rigonfianti indotte nella galleria e anche l’incremento di tensioni che si sviluppano.