Analisi F.E.M.-3D di un rilevato rinforzato alla base su terreno compressibile.

La memoria esamina il processo di interazione terreno-struttura, in campo statico, per un rilevato in vera grandezza, fondato su terreni torbosi e rinforzato alla base con pali e geogriglia. La palificata è stata realizzata con pali trivellati ad elica continua, una tecnica costruttiva che comporta la parziale asportazione e il mescolamento del terreno in posto con miscela plastica. La geogriglia di base, di tipo bi-direzionale estrusa in polipropilene, ha la funzione di trasferire un’aliquota della pressione verticale del rilevato, dal piano di posa ai pali di fondazione. Il rilevato possiede anche rinforzi di tipo mono-direzionali estrusi, in polietilene ad alta densità, con funzione di sostegno delle pareti verticali. Il rilevato è stato strumentato per la misura delle tensioni di contatto sul piano di posa, attraverso l’impiego di celle di pressione totale poste al di sotto della geogriglia di base; in aggiunta sono stati installati assestimetri superficiali e profondi per la misura dei cedimenti del piano di posa e della base dei pali. Completano la strumentazione alcuni piezometri per la misura delle pressioni neutre, nei terreni di fondazione più superficiali, ed una serie di strain gauges per la misura delle deformazioni locali della geogriglia di base, lungo una prefissata direzione di sollecitazione. Il monitoraggio di queste variabili si è protratto con continuità per sei mesi dall’inizio dei lavori. È stato realizzato un modello numerico tridimensionale del rilevato, implementato nel codice di calcolo Ansys, per l’analisi retrospettiva dei dati provenienti dal monitoraggio. Il terreno è stato schematizzato come un mezzo elasto-plastico perfetto, con criterio di rottura di Drucker-Prager. I rinforzi sono stati considerati di tipo elastico lineare e, limitatamente al rinforzo di base, è stato modellato il trasferimento delle azioni tangenziali attraverso le interfacce inferiori geogrigliapalo e geogriglia-terreno; a tal fine sono stati utilizzati elementi di contatto ad attrito di tipo punto-punto. L’analisi d’interazione, condotta in tensioni effettive, fa riferimento a condizioni di lungo termine e prescinde dallo studio del processo di consolidazione delle formazioni più compressibili. I confronti tra i dati sperimentali e le previsioni del modello numerico sono apparsi soddisfacenti, soprattutto per quel che riguarda le tensioni sul piano di posa e le trazioni nella geogriglia di base. Le sole divergenze sono state riscontrate nei riguardi dei cedimenti, maggiori nel caso reale che non nelle previsioni numeriche. Simulazioni volte ad investigare quest’ultimo aspetto, hanno messo in luce l’influenza del modulo elastico operativo dei pali sui cedimenti del rilevato: a causa della presenza di torba, nella miscela costituente i pali di fondazione, non è stato possibile ottenere un modulo elastico omogeneo per l’intera palificata ed alcuni tratti sono risultati particolarmente compressibili.