Studio di una caverna sotterranea appartenente ad un impianto idroelettrico: analisi dei dati di monitoraggio e modellazione numerica = Study of an underground cave belonging to a hydroelectric plant: analysis of monitoring data and numerical modeling

Il presente elaborato di tesi riporta lo studio di stabilità di una centrale idroelettrica sulla base di misure derivanti da un sistema di monitoraggio. L’impianto idroelettrico oggetto di analisi è composto dalla caverna Penstock Branches, dove confluisce l’acqua dal bacino superiore, dalle due caverne fondamentali contenenti le turbine ed i trasformatori, rispettivamente Powerhouse e Transformer Hall, dalle caverne di connessione Busbar Tunnel, Old e New Main Acces Tunnel e dalle restanti caverne Pilot Tunnels, e Draft Tubes. La costruzione dell’impianto idroelettrico è iniziata orientativamente nel 2018 ed ancora oggi vi sono interventi in corso in varie parti delle caverne di collegamento. Lo studio della stabilità della Powerhouse, inizialmente, viene eseguito effettuando delle analisi di best – fitting su dei dati di monitoraggio derivanti da strumenti (estensimetri e celle di carico), installati lungo le pareti upstream, downstream, nord e sud. Le leggi matematiche utilizzate per effettuare le analisi di best – fitting, realizzate tramite l’ausilio del software OriginLab, sono due: esponenziale e potenza. La prima, esponenziale, indica un andamento stabile delle misure strumentali nel tempo, mentre quella di potenza, un andamento instabile. Successivamente, si applica il modello proposto da Sulem et al. (1987) che consente di stimare la convergenza di un tunnel con sezione circolare, con roccia intorno al tunnel omogenea ed isotropa, e scavo profondo da considerare che la distribuzione delle tensioni è omogenea, distinguendo gli spostamenti indotti dall’avanzamento dello scavo da quelli dipendenti dal tempo. Per ricavare i parametri incogniti del modello, si utilizzano le letture ricavate da due estensimetri collocati sulla parete upstream e downstream della Powerhouse. Infine, si procede alla modellazione numerica tridimensionale agli elementi finiti dell’impianto idroelettrico in analisi, usando il programma (RS3 di Rocscience) al fine di stimare la risposta tensio-deformativa dell’ammasso roccioso e la risposta struttura dei supporti (tiranti e rivestimento del cls).