Nel presente lavoro sono esposti i risultati della modellazione numerica tridimensionale agli elementi finiti (FEM) applicata al caso di studio di una cava in sotterraneo, scavata nelle calcareniti tenere della Formazione della Calcarenite di Gravina (Pliocene superiore – Pleistocene inferiore), sita in località San Procopio (Barletta, Murge settentrionali). Tale cava è stata recentemente interessata da un crollo parziale che ha determinato lo sprofondamento di un’area di circa 800 m^2. L’obiettivo dello studio è analizzare i fattori che hanno determinato lo sprofondamento e ricavare informazioni sullo “stato di salute” dei pilastri e delle volte non ancora interessati da dissesti, per poter pertanto valutare in via preliminare il relativo rischio residuo. Per il caso in esame si è fatto uso del software MIDAS GTS NX con cui sono state condotte analisi non lineari incrementali al passo (“path-following”). Tali analisi si sono rese necessarie per ricostruire l’evoluzione dello stato tenso-deformativo della struttura nelle fasi precedenti e successive al crollo. Per la definizione del modello numerico è stata utilizzata la geometria ricostruita dal rilievo speleologico fornito dalla Federazione Speleologica Pugliese, mentre per quanto riguarda i parametri meccanici delle calcareniti, si è fatto uso della letteratura disponibile. Il risultato più evidente della modellazione è stato quello di riconoscere il mutamento dello stato tenso-deformativo per i pilastri più prossimi alla zona del dissesto. Tali pilastri, nella fase precedente al collasso, si trovavano, data la regolarità tra le spaziature delle gallerie, in condizioni di carico pressoché centrato. Nella fase successiva alla rottura e al conseguente sprofondamento, a causa di una maggiore eccentricità del carico venutasi a creare per lo squilibrio indotto dal crollo stesso, tali pilastri risultano sollecitati oltre che da sforzi normali anche da importanti componenti flessionali e di taglio. Tale incremento in alcuni casi potrebbe non essere trascurabile dato che un decadimento naturale delle caratteristiche meccaniche delle rocce, spesso accelerato da fattori legati all’uso del suolo, potrebbe determinare nel corso del tempo una eccessiva riduzione delle condizioni di sicurezza. Questo studio evidenzia come la costruzione di un modello numerico tridimensionale del sottosuolo sia un approccio imprescindibile per lo studio dei fenomeni di instabilità di cavità. I risultati permetteranno di fornire gli elementi di valutazione necessari per pianificare interventi di risanamento strutturale delle cavità o per progettare interventi di bonifica laddove la situazione dovesse presentarsi compromessa.
Modellazione numerica 3D agli elementi finiti (FEM) per la valutazione delle condizioni di stabilità di cavità antropiche del territorio pugliese: il caso studio della cava ipogea di San Procopio (Barletta, Murge settentrionali)
PARISE, Mario;SPALLUTO, LUIGI
2015-01-01
Abstract
Nel presente lavoro sono esposti i risultati della modellazione numerica tridimensionale agli elementi finiti (FEM) applicata al caso di studio di una cava in sotterraneo, scavata nelle calcareniti tenere della Formazione della Calcarenite di Gravina (Pliocene superiore – Pleistocene inferiore), sita in località San Procopio (Barletta, Murge settentrionali). Tale cava è stata recentemente interessata da un crollo parziale che ha determinato lo sprofondamento di un’area di circa 800 m^2. L’obiettivo dello studio è analizzare i fattori che hanno determinato lo sprofondamento e ricavare informazioni sullo “stato di salute” dei pilastri e delle volte non ancora interessati da dissesti, per poter pertanto valutare in via preliminare il relativo rischio residuo. Per il caso in esame si è fatto uso del software MIDAS GTS NX con cui sono state condotte analisi non lineari incrementali al passo (“path-following”). Tali analisi si sono rese necessarie per ricostruire l’evoluzione dello stato tenso-deformativo della struttura nelle fasi precedenti e successive al crollo. Per la definizione del modello numerico è stata utilizzata la geometria ricostruita dal rilievo speleologico fornito dalla Federazione Speleologica Pugliese, mentre per quanto riguarda i parametri meccanici delle calcareniti, si è fatto uso della letteratura disponibile. Il risultato più evidente della modellazione è stato quello di riconoscere il mutamento dello stato tenso-deformativo per i pilastri più prossimi alla zona del dissesto. Tali pilastri, nella fase precedente al collasso, si trovavano, data la regolarità tra le spaziature delle gallerie, in condizioni di carico pressoché centrato. Nella fase successiva alla rottura e al conseguente sprofondamento, a causa di una maggiore eccentricità del carico venutasi a creare per lo squilibrio indotto dal crollo stesso, tali pilastri risultano sollecitati oltre che da sforzi normali anche da importanti componenti flessionali e di taglio. Tale incremento in alcuni casi potrebbe non essere trascurabile dato che un decadimento naturale delle caratteristiche meccaniche delle rocce, spesso accelerato da fattori legati all’uso del suolo, potrebbe determinare nel corso del tempo una eccessiva riduzione delle condizioni di sicurezza. Questo studio evidenzia come la costruzione di un modello numerico tridimensionale del sottosuolo sia un approccio imprescindibile per lo studio dei fenomeni di instabilità di cavità. I risultati permetteranno di fornire gli elementi di valutazione necessari per pianificare interventi di risanamento strutturale delle cavità o per progettare interventi di bonifica laddove la situazione dovesse presentarsi compromessa.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
