Hevelius: Argomenti di ingegneria geotecnica

Il lavoro descrive alcuni meccanismi di deformazione e rottura di scavi e pendii naturali in argilla, servendosi dei risultati di osservazioni in vera grandezza su pendii opportunamente strumentati e dei risultati di analisi numeriche. Vengono in particolare evidenziati aspetti che non rientrano nel rozzo schema dell'equilibrio limite, come le deformazioni che precedono la rottura, la rottura progressiva, il comportamento susseguente alla crisi. Luciano Picarelli dirige il gruppo di ricercatori della Seconda Università di Napoli che operano nel settore dell'ingegneria geotecnica. La stabilità dei pendii è il tema al quale questo gruppo si dedica da anni, anche in coordinamento con altri ricercatori italiani e stranieri; le conoscenze alla base della monografia che qui presentiamo sono quindi ampie ed aggiornate, e basate su un'approfondita esperienza personale nel difficile contesto dell'Appennino meridionale.

Nella grande maggioranza dei casi i carichi che agiscono sulle strutture di fondazione sono costituiti essenzialmente da forze verticali e centrate; le azioni orizzontali ed i momenti, provenienti ad esempio dal vento o dal sisma, sono occasionali e spesso di ridotta intensità. Tuttavia non mancano esempi nei quali le azioni verticali, quelle orizzontali ed i momenti hanno importanza fra loro paragonabile; basterà pensare alle fondazioni delle opere di sostegno; a strutture intelaiate nelle quali la resistenza alle azioni sismiche sia affidata a setti isolati; ad alcune strutture off-shore. Di recente una notevole attività di ricerca sperimentale e teorica è stata dedicata a questi problemi, prendendo in esame la determinazione del carico limite di rottura, ma anche la relazione fra carichi e spostamenti per fondazioni soggette a carichi inclinati ed eccentrici. Molto fruttuosa si è rivelata la tecnica di considerare direttamente relazioni fra quantità finite, come un sistema di carichi (sforzo normale, taglio, momento) ed uno di spostamenti (cedimento, spostamento orizzontale e rotazione). A queste ricerche hanno partecipato ricercatori italiani di varie Università e dell'ISMES; in particolare, al Politecnico di Milano, Roberto Nova e Lorella Montrasio hanno apportato contributi di primaria importanza. In questo volumetto Lorella Montrasio ha voluto riprendere tutte queste ricerche, presentando i risultati della sperimentazione e gli sviluppi analitici attraverso i quali si è giunti ad un metodo di previsione dei cedimenti delle fondazioni dirette, poggianti su terreni incoerenti e soggette a carichi inclinati ed eccentrici.

È stato detto più volte che l'Ingegneria è sì una scienza, ma anche un'arte; e questo è particolarmente vero per l'Ingegneria Geotecnica. Per la formulazione di un modello che rappresenti in modo esauriente il problema di progetto occorre considerare la geometria tridimensionale, il comportamento e le proprietà assai vari dei terreni presenti, il regime delle acque sotterranee, le condizioni di contorno in termini di forze, spostamenti, pressioni idriche, condizioni di drenaggio. Sono necessarie approfondite indagini, attenta riflessione ed adeguata esperienza, sviluppata anche su esempi altrui, oggettivati con osservazioni e misure e sintetizzati e resi disponibili con la pubblicazione. Per i pali di fondazione a tutto ciò si aggiunge l'influenza dei fattori tecnologici. La sperimentazione in vera grandezza è quindi spesso irrinunciabile.

La protezione dalla caduta di massi viene trattata attraverso la descrizione di una metodologia che si articola in più fasi: osservazioni, misure, modelli, decisioni, scelte e dimensionamento delle strutture di difesa. Partendo dalla osservazione dei fenomeni naturali e classificandoli sulla base delle caratteristiche fisiche e geometriche vengono descritte metodologie di prove in sito e tecniche di misura delle caratteristiche del moto di caduta di massi e dei parametri che regolano il fenomeno. Vengono quindi trattati metodi di calcolo analitici o numerici per la modellazione del percorso di caduta di massi e per la determinazione delle equazioni del moto. Le tipologie di opere paramassi vengono descritte in modo da individuare l’intervento necessario per il tipo di fenomeno in esame. Infine vengono trattati i metodi di dimensionamento delle opere stesse.

Il comportamento dei pali di fondazione sotto azioni statiche è abbastanza ben conosciuto e compreso, e quindi sono disponibili metodi di calcolo sufficientemente consolidati ed affidabili per una corretta progettazione. Al contrario, per quanto riguarda le azioni dinamiche, ed in particolare quelle sismiche, la comprensione è ancora parziale ed insoddisfacente e quindi non esistono metodi di analisi semplici e consolidati nella pratica corrente. Il lavoro contribuisce non poco a sviluppare una più approfondita comprensione dei fenomeni che avvengono in una fondazione su pali durante una scossa sismica. Questa comprensione costituisce la premessa indispensabile per un uso consapevole delle complesse procedure di analisi già disponibili e, speriamo, per lo sviluppo di metodologie semplici ed affidabili.

L'analisi di stabilità di un pendio in roccia è basata sullo studio dell'ammasso roccioso. Negli ammassi a struttura orientata le discontinuità sono caratterizzate da un numero limitato di giaciture e possono essere raggruppate in insiemi costituiti da superfici parallele o sub-parallele. Nel libro vengono trattati il rilievo delle discontinuità, l'individuazione dei blocchi e l'analisi dei possibili cinematismi. Vengono affrontate le fasi di misura, elaborazione ed utilizzo dei dati di orientazione delle discontinuità. Scopo del volume è porre in evidenza le principali tematiche connesse all'argomento trattato; si è scelto di far riferimento a metodologie semplici e di chiaro significato fisico, che rendessero evidente l'aspetto concettuale dei vari problemi affrontati.