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Nel progettare una galleria che attraversa un versante stabile o potenzialmente instabile è di fondamentale importanza valutare in che modo l’opera interagisce con il versante stesso. In tal senso il progetto dovrà analizzare la possibilità che l’opera induca variazioni delle condizioni di stabilità del versante. I risultati di queste valutazioni potranno influenzare significativamente le soluzioni progettuali, in particolare, modifiche plano-altimetriche del tracciato, utilizzo di possibili interventi di mitigazione sul versante o sulla galleria, scelta del metodo costruttivo più idoneo. I fattori geometrici e meccanici che entrano in gioco nell’interazione galleria – pendio sono molteplici e, anche in presenza di dati di base completi, risulta complessa un’analisi sistematica degli effetti prodotti dallo scavo della galleria sul versante. In aggiunta, la letteratura tecnico scientifica su tale argomento (modellazione numerica e casi reali) ad oggi non risulta particolarmente ricca di contributi ed è di recente sviluppo (ad es. Picarelli et al. 2002, Koizumi et al. 2010, Graziani et al. 2017). Allo scopo di evidenziare alcuni fattori chiave dell’interazione galleria – pendio è stato condotto uno studio numerico parametrico con un modello geometrico e meccanico semplificato (D’Effremo 2014). In questa nota sono illustrati i principali risultati di tale studio.
Numerical analyses of the effects induced by the tunnel
excavation in a slope.
In the design stage of a new underground
structure, the study of the tunnel-slope
interaction is the main issue in areas characterized
by complex geomorphological
features, where shear surfaces can pre-exist
due to ancient or quiescent landslides. The
goal of the study is to assess if the excavation
can affect the stability of the slope
and, consequently, how to avoid or to mitigate
the unfavourable interaction. The effects induced by the stress and strain
variation associated to tunnel excavation
can vary depending on several factors, such
aas geometrical configuration of the tunnel
and the slope, the geotechnical properties,
the groundwater conditions, the initial state
of stress and the construction method.
In order to highlight the key factors of the
tunnel-slope interaction, a study has been
carried out starting from a simplified a and
mechanical model and performing parametric
analyses by means of the finite element
method (D’Effremo, 2014). The main
effects of the excavation are analysed in
terms of displacements, stress and shear
strain distributions on a pre-existing shear
surface along the slope, varying the slope
inclination, the depth of tunnel and the
distance between the tunnel and the shear
surface.
The simplified model has allowed to draw
some remarks on the complex tunnel-slope
interaction which can represent the starting
point for further insights.
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