Experimental Evaluation of Mechanical Characteristics of Steel-Bentonite Interface in Hygroscopic Conditions and Under Suction Control Conditions

Il deposito geologico profondo è oggi considerato la scelta più adatta ai fini dello stoccaggio delle scorie nucleari ad alto livello di radioattività; la sua realizzazione si basa sull'idea di costruire tunnel profondi in cui i rifiuti saranno collocati e messi in sicurezza grazie a un sistema di barriere multiple. In Europa molti paesi hanno sviluppato il proprio concetti di stoccaggio delle scorie nucleari, ciononostante è possibile individuare un comun denominatore fra i diversi concetti, ovvero l’utilizzo della bentonite come materiale di riempimento, grazie alle sue proprietà idro-meccaniche, come il potenziale di rigonfiamento e la bassissima permeabilità. Il progetto del deposito geologico profondo ha come obiettivo la mitigazione della diffusione e del trasporto di agenti inquinanti per un tempo nell’ordine di migliaia di anni; perciò, la soluzione deve tenere conto di tutti i processi che si svilupperanno dal momento della posa in opera fino al futuro più lontano del sistema. In particolare, i principali processi che indubbiamente si manifesteranno possono essere sintetizzati nelle seguenti due voci: l'idratazione della bentonite dovuta al flusso d'acqua proveniente dalla formazione rocciosa circostante e il riscaldamento causato dal decadimento radioattivo dei rifiuti. Lo scopo di questa tesi è quello di contribuire alle conoscenze relative ai parametri di resistenza al taglio, tenendo conto del primo dei due processi sopra esposti. Più in dettaglio, la campagna sperimentale svolta è suddivisa in tre parti, collegate tra loro; la prima parte riguarda lo sviluppo di un protocollo per l’imposizione di determinati livelli di suzione su campioni di bentonite, consentendo inoltre la reinterpretazione dei dati raccolti per ottenere parte della curva di ritenzione; la seconda parte è dedicata a una campagna di prove di taglio diretto necessarie per valutare le proprietà di resistenza al taglio del terreno con relativi tentativi di valutazione delle tensioni efficaci; l'ultima parte è dedicata alle descrizione delle prove di taglio di interfaccia, che vengono interpretate alla luce dalle parti precedenti, permettendo quindi di confrontare il comportamento dell'interfaccia con quello del terreno nelle condizioni di suzione imposte.