Il monitoraggio sismico e le opere geotecniche
Negli ultimi decenni si è assistito a una rapida diffusione del monitoraggio strutturale, anche in virtù delle opportunità che esso offre quale strumento per l’identificazione di condizioni di danno incipiente nell’ambito della gestione e della manutenzione del patrimonio strutturale e infrastrutturale.
I principali vantaggi offerti dai sistemi e dalle tecniche di monitoraggio strutturale riguardano:
• la riduzione dei costi di ispezione e la possibilità di ottimizzare le strategie di gestione finalizzate a garantire la durabilità dell’opera;
• la valutazione dei carichi statici, dinamici e ciclici cui la struttura è assoggettata e l’approfondimento delle conoscenze sul comportamento delle costruzioni;
• la protezione sismica di strutture e infrastrutture strategiche;
• l’osservazione in tempo reale della risposta strutturale e dell’evoluzione di eventuali fenomeni di danneggiamento;
• la possibilità di sviluppare scenari post-sisma e il supporto alle operazioni di soccorso.
Per il conseguimento degli obiettivi, il monitoraggio strutturale si avvale di soluzioni tecnologiche avanzate per l’acquisizione, elaborazione e trasmissione dei dati. In zona sismica, l’integrazione di sensori di diversa natura in un’architettura modulare e l’impiego di robuste metodologie di immagazzinamento e trasmissione dati rappresentano elementi chiave per lo sviluppo di efficaci e affidabili soluzioni di monitoraggio. Esse consentono l’osservazione continua nel tempo delle azioni agenti sulla struttura e dei parametri fisici che ne possono influenzare la risposta e le prestazioni.
Simili paradigmi sono presenti anche nel settore delle opere geotecniche in zona sismica. Infatti, le più recenti normative ammettono la sussistenza di casi nei quali la progettazione può essere basata sul metodo osservazionale a causa della particolare complessità della situazione geotecnica e dell’importanza e impegno dell’opera, dopo che, a valle di estese e approfondite indagini, permangano documentate ragioni di incertezza risolvibili solo in fase costruttiva (NTC 2008, punto 6.2.4).
Presso il Laboratorio di Dinamica Strutturale e Geotecnica dell’Università del Molise sono attualmente in corso ricerche di natura interdisciplinare aventi l’obiettivo di trasferire tecniche e metodologie consolidate in ambito strutturale alle opere geotecniche. In particolare, è stata avviata una sperimentazione in scala reale su una paratia di pali in cemento armato facente parte delle opere realizzate per ospitare la nuova Casa dello Studente presso il campus universitario di Vazzieri in Campobasso.
La ricerca è supportata dall’Ateneo molisano e dalla Rete dei Laboratori Universitari di Ingegneria Sismica nell’ambito del progetto di ricerca Reluis 2 2010-2013 promosso dal Dipartimento della Protezione Civile. Gli obiettivi possono così essere sintetizzati:
1. progettazione e installazione di un sistema di monitoraggio dinamico in prospettiva sismica per un’opera di sostegno flessibile in cemento armato;
2. indagine sperimentale su interazione suolo-struttura;
3. estensione delle procedure di monitoraggio dinamico a opere geotecniche collocate in zona sismica;
4. validazione dei risultati sperimentali e ottimizzazione delle procedure sperimentali mediante analisi numeriche;
5. ottimizzazione del modello geotecnico in campo elastico e per bassi livelli di eccitazione dinamica.
Le attività 1, 3, 4 e 5 sono in fase di completamento e hanno tratto vantaggio da forti sinergie con gruppi di ricerca internazionali. La calibrazione del modello sulla base dei risultati delle misure dinamiche in condizioni operative ha evidenziato come il sistema terreno-paratia possa essere analizzato, dal punto di vista meccanico, mediante sovrapposizione delle proprietà dinamiche relative a due semispazi elastici, caratterizzati dalla geometria e dalle proprietà del terreno di monte e di quello di valle, e in cui la paratia costituisce la frontiera e definisce il meccanismo di interazione tra i due domini.
