Centrifuga Geo Sismica
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Centrifuga geotecnica sismica

“I più benedetti denari che si spendono da chi vuol fabbricare sono i modegli” Michelangelo Buonarroti

La centrifuga geotecnica sottopone un modello fisico in scala ridotta ad un campo gravitazionale artificiale per riprodurre correttamente (in scala 1:1) sia lo stato tensio-deformativo dovuto al peso proprio del terreno sia gli sforzi causati da sollecitazioni esterne anche fino a rottura

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La centrifuga, prima e unica operante in Italia, la quarta centrifuga dinamica in Europa, con braccio rotante di 3 m, ha la possibilità di sottoporre modelli di 500 kg ad una accelerazione max di 600g, La tavola vibrante ha 1 grado di libertà, frequenza max 1000Hz, accelerazione centrifuga 100g, velocità di picco 0.9 m/s, spostamento di picco 12.5mm. Modello: massa 3.5 kN, raggio nominale 2m, dimensioni 1x0.8x0.5m.

Applicazioni in campo dinamico:

Studi di propagazione delle sollecitazioni dinamiche nel free field per diversi tipi di terreni e diverse sequenze stratigrafiche (amplificazione locale)

Verifiche suscettibilità alla liquefazione di depositi o lenti sabbiose

Comportamento delle opere in terra quali dighe in terra, argini fluviali e stabilità dei pendii naturali, sottoposti a sollecitazioni dinamiche (fenomeni franosi, colate di fango, espansioni laterali)

Interazione dinamica terreno – struttura, relativa a opere di sostegno, fondazioni dirette e su pali, elementi di rinforzo dei terreni sia verticali che orizzontali

Principali campi di impiego in campo statico:

Stabilità e cinematismi di rottura di fondazioni superficiali e profonde, rilevati, pendii e versanti in frana, muri di sostegno e diaframmi, scavi e gallerie

Meccanismi di trasmissione carichi verticali ed orizzontali su pozzi e palificate di fondazione

Complessi meccanismi di interazione terreno–struttura (riproduzione della stabilità dell’equilibrio e delle tecniche di intervento per la stabilizzazione della Torre di Pisa, murazzi di Venezia sottoposti a cicli di maree, pali come riduttori di cedimento progetto MOSE Venezia)

Consolidamento dei terreni mediante rinforzi (frana autostradale di Boccalone, frana della Valtellina)

Fenomeni di subsidenza

I modelli fisici sono uno strumento importante di verifica e validazione di codici di calcolo per simulazioni numeriche.

 

Modellazione fisica in centrifuga - Torre di Pisa

 

Modello tridimensionale del sistema torre - terreno realizzato in scala 1:125

Fasi ed obiettivi della sperimentazione

1) Costruzione del modello

i) ricostruzione della stratigrafia e della storia tensionale del terreno naturale di fondazione

ii) verifica proprietà meccaniche del terreno ricostruito e della sequenza stratigrafica mediante prove penetrometriche con piezocono miniaturizzato

2) Riproduzione della storia di carico e della storia deformativa della Torre:

i) prima fase di costruzione di durata 5 anni, raggiungendo il 66% del peso totale

ii) successiva interruzione per un periodo di 18 anni

iii) seconda fase di costruzione durata 6 anni

iv) attesa fino alla situazione attuale

3a) instabilità dell'equilibrio

valutazione margini di sicurezza mediante graduale incremento del carico verticale fino al collasso della fondazione in condizioni drenate

3b) sottoescavazione

valutazione efficacia metodo di stabilizzazione mediante subsidenza controllata

 

Instabilità: tipico risultato ottenuto

Subsidenza controllata: schema modello, pianta e sezione verticale