Performance of Retaining Walls in Unsaturated Soils

Le opere di sostegno sono costruite per supportare scavi o per stabilizzare versanti. Solitamente, queste geostrutture sostengono terreni in condizioni di parziale saturazione e il loro funzionamento è influenzato dalle azioni ambientali. Le analisi geotecniche odierne considerano il terreno in condizioni totalmente sature o totalmente secche. Le applicazioni di tipo geo ingegneristico che si trovano a contatto con la zona vadosa, possono durante la loro vita progettuale, interagire con terreni insaturi (SIEMENS, 2017). L’obbiettivo di questa tesi è studiare le interazioni tra opere di sostegno e terreni non saturi, sia per gli stati limite ultimi che quelli di esercizio. Nel seguente lavoro, vengono richiamate le basi dei principi sui terreni insaturi ed in seguito, sono presentati e descritti i materiali adottati. Se ne sono studiate le loro proprietà di ritenzione e per uno dei materiali utilizzati, si è determinata sperimentalmente la curva di ritenzione idrica (SWRC). Segue un’analisi delle normative tecniche vigenti (NTC 2018 ed Eurocodice 7) e la descrizione di una metodologia orientata a valutare le azioni e le prestazioni delle strutture di sostegno, in seguito ad eventi pluviometrici intensi. Si sono effettuate analisi analitiche per mezzo di soluzioni stazionarie e transitorie basate sul metodo dell’equilibrio limite (LEM) e sul teorema statico (LEP) per calcolare la forza di spinta attiva agente su un muro a gravità alto tre metri. Successivamente, con un’analisi idromeccanica accoppiata, si sono valutati gli spostamenti e la stabilità globale dell’opera di sostegno su di un modello degli elementi finiti (FEM). I risultati mostrano che il muro rimane in condizioni operative (FS=2.15), anche in seguito a precipitazioni di carattere eccezionale calcolate su un periodo di ritorno di cent’anni. Inoltre, si è evidenziato come un eventuale malfunzionamento dei dreni possa compromettere la funzionalità dell’opera (FS=1.2). Concludendo, le analisi idromeccaniche adottate forniscono soluzioni ragionevoli per valutare le pressioni e le forze agenti a tergo di un’opera di sostegno interagente con terreni insaturi. Ciononostante, il corretto funzionamento della struttura può essere garantito solamente in seguito ad un’accurata analisi delle precipitazioni e ad un’altrettanta attenta pianificazione degli interventi di manutenzione.