GNGTS 2021 - Atti del 39° Convegno Nazionale

GNGTS 2021 S essione 2.1 182 della larghezza della cavità (L); ii) l’effetto dello stato tensionale della copertura della cavità, variando la profondità della copertura (H) e il sovraccarico applicato al piano campagna (q) come carico uniformemente distribuito; iii) l’intensità dell’azione sismica variando la PGA e il contenuto in frequenza dei segnali sismici. Complessivamente sono state analizzate 10 geometrie di cavità definite variando H da un minimo di 2 m fino ad un massimo di 10 m, e variando L da un minimo di 2 m fino ad un massimo di 10 m. Per ogni configurazione geometrica sono state considerate due condizioni di carico (q 1 = 50 kN/m, q 2 =150 kN/m), raggiungendo un numero totale di casi pari a 20. Le dimensioni minime della cavità sono tali da ottenere un valore di snellezza L/H1, mentre le dimensioni massime sono state fissate in modo da garantire la stabilità statica della cavità. Il sovraccarico verticale, applicato al piano campagna come carico uniformemente distribuito, intende simulare la presenza di eventuali strati di riporto e/o di eventuali strutture/infrastrutture. La variabilità dell’azione sismica è stata considerata selezionando 12 accelerogrammi naturali non scalati, estratti dal database italiano ITACA (http: / /itaca.mi. ingv.it/ ) e, per i terremoti a maggior contenuto energetico, dal database internazionale PEER (https://ngawest2.berkeley . edu/), considerando valori di PGA max che vanno da un minimo di 0.118 g fino ad un massimo pari a 0.367 g, mentre i valori della frequenza massima dei segnali sono compresi tra un minimo di 0.51 Hz fino ad un massimo pari a 11.26 Hz. Complessivamente pertanto, sono state eseguite 240 analisi (10 geometrie di cavità x 2 condizioni di carico x 12 segnali). Il Tufo Giallo Napoletano è stato modellato con un modello lineare elastico-perfettamente plastico con criterio di rottura Mohr-Coulomb; sono stati utilizzati i seguenti parametri del modello (Evangelista et al., 2000): peso per unità di volume del tufo (γ t ) pari a 16 kN/m 3 , coesione (c’) pari a 866 kPa, angolo di attrito (φ’) pari a 30°, angolo di dilatanza (ψ) pari a 0°, resistenza a compressione uniassiale (σ c ) pari a 3 MPa, coefficiente di Poisson (ν) pari a 0.3, modulo di Young (E) pari a 2000 MPa, resistenza a trazione σt = 0,1 σc. Al modello è stata aggiunta un’aliquota di smorzamento viscoso alla Rayleigh pari a 5%, calibrando coefficienti della matrice di massa e rigidezze mediante l’approccio della doppia frequenza di controllo. Infine, il comportamento isteretico del tufo sotto carichi dinamici non è stato modellato data l’elevata soglia di linearità misurata sperimentalmente da Vinale (1988). Le analisi numeriche consistono in tre fasi di calcolo: • prima fase: inizializzazione dello stato tensionale iniziale all’interno del dominio numerico; • seconda fase: simulazione dello scavo della cavità mediante la disattivazione del volume corrispondente alla cavità (in una o più fasi); • terza fase: analisi dinamiche nel dominio del tempo, simulando tutte le registrazioni di terremoto selezionate. La stabilità della cavità infine, è stata valutata mediante il Fattore di Sicurezza (FS), calcolato come rapporto tra il momento resistente ultimo (M r,SLU ) corrispondente al raggiungimento di σ c e σ t nelle zone di compressione e di trazione rispettivamente, e il momento (M) agente in corrispondenza della sezione verticale più critica della copertuta della cavità, calcolati integrando la componente di tensione orizzontale, σ xx , agente sulle sezioni considerate. FS statico viene calcolato alla fine della seconda fase dell’analisi, mentre FS dinamico viene calcolato alla fine delle analisi dinamiche nella terza fase, come il valore più basso raggiunto durante l’intera storia di accelerazione considerata.