Studio della galleria Monte Mario in presenza di argille grigio-azzurre rigonfianti = Analysis of the Monte Mario tunnel excavated in swelling silty clays

La presente tesi mira a: •??ricostruire l’evoluzione dello stato tensio-deformativo che ha interessato un litotipo rigonfiante, conseguentemente allo scavo di una galleria con copertura mediamente elevata; •??simulare i benefici e gli svantaggi indotti dalla realizzazione di un intervento manutentivo, resosi necessario per contrastare le spinte da rigonfiamento, •??proporre una diversa tipologia di intervento manutentivo per il futuro, in modo tale che risulti migliore nel contrasto delle spinte da rigonfiamento indotte dai litotipi con alta presenza di minerali argillosi. L’oggetto delle analisi è la Galleria Naturale Monte Mario, scavata, per larghi tratti, in una formazione argillosa (argille grigio-azzurre) fortemente rigonfiante. Facendo parte del tratto di attraversamento appenninico tra Sasso Marconi (BO) e Barberino del Mugello (FI) dell’Autostrada Milano-Napoli A1, la tendenza al rigonfiamento delle suddette argille ha comportato ingenti danni al manto stradale del tratto autostradale in questione, implicando la necessità di chiusure temporanee, interventi manutentivi leggeri e, infine, la messa in opera dell’intervento “Pilota”. La tesi principia con una trattazione approfondita circa il comportamento tempo-dipendente di rocce e terreni che si snoda in quattro tematiche principali: •??la presentazione e la spiegazione dei meccanismi e delle cause coinvolte nei comportamenti spingente e rigonfiante di diversi litotipi rocciosi; •??la descrizione di alcune selezionate metodologie, tra le più adottate ed efficaci presenti in letteratura, per l’identificazione e la quantificazione dei fenomeni tempo-dipendenti; •??la rassegna di diversi metodi di analisi presenti in letteratura per la descrizione del comportamento tempo-dipendente di rocce e terreni; •??una chiosa sulle implicazioni che la presenza di litotipi rigonfianti e/o spingenti può avere sulle metodologie di scavo. Dopodiché, la tesi prosegue con una completa narrazione dell’evoluzione idrogeologica della G. N. Monte Mario in seguito al suo completamento, fornendone una accurata descrizione dello stato di fatto preliminarmente e successivamente rispetto alla messa in opera dell’intervento “Pilota”, proponendo diverse evidenze visive reperite nel corso dell’anno 2021. A tal proposito, è anche fornita una reinterpretazione della campagna di indagini di laboratorio condotta a cavallo degli anni 2016 e 2017, ritenuta necessaria per la progettazione del suddetto intervento manutentivo. Il fulcro della trattazione consiste nella comparazione e simulazione della messa in opera, nella sola canna Nord della G. N. Monte Mario, di due diversi interventi manutentivi (tra cui l’intervento “Pilota”), mediante il codice alle differenze finite F.L.A.C. A tal proposito, è stato necessario simulare opportunamente lo scavo a piena sezione delle due canne di cui si compone la G. N. Monte Mario, così da riprodurre in modo soddisfacente la situazione tensio-deformativa dei rivestimenti e delle argille preliminarmente all’installazione degli interventi manutentivi. La simulazione del rigonfiamento è stata condotta con la metodologia proposta da Wittke (1976), che fa riferimento alla variazione dello stato tensionale dovuta all’apertura del cavo. La trattazione si conclude analizzando i vantaggi e gli svantaggi dell’intervento manutentivo proposto nel corso della presente tesi rispetto all’intervento “Pilota” che, nel corso degli anni, ha dimostrato di non essere completamente affidabile.