Gallerie e Grandi Opere in Sotterraneo

Il corso ha l’obiettivo di fornire agli studenti una solida preparazione teorica e pratica nell’ambito della progettazione, realizzazione e monitoraggio delle gallerie e delle grandi opere in sotterraneo.  Particolare attenzione è rivolta al comportamento degli ammassi rocciosi e dei terreni sciolti durante lo scavo, alle tecniche esecutive tradizionali e meccanizzate, agli interventi di rinforzo e consolidamento, ai metodi di analisi e monitoraggio, alla valutazione degli effetti indotti.

CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE:

• sulle tipologie e criteri progettuali delle opere in sotterraneo.
• sul comportamento meccanico e idraulico degli ammassi rocciosi e terreni sciolti durante lo scavo.
• sulle principali tecniche costruttive, gli interventi di consolidamento e le modalità di monitoraggio delle opere.

CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E COMPRENSIONE:

• Applicazione di metodi analitici, empirici e numerici per la progettazione e la verifica di gallerie in diverse condizioni geotecniche.
• Selezione strumenti di misura e tecniche di monitoraggio in funzione dello stato di avanzamento dell’opera.
• Valutazione degli effetti indotti dallo scavo di una galleria e progettazione di interventi di mitigazione.

AUTONOMIA DI GIUDIZIO:

• l’interpretazione dei dati geologici, geotecnici e di monitoraggio per supportare decisioni progettuali e costruttive.
• valutazione della stabilità del fronte di scavo e dell’intero sistema opera-terreno, anche in presenza di incertezza nei dati.

ABILITÀ COMUNICATIVE:

• redazione di relazioni tecniche chiare e coerenti, illustrando le scelte progettuali e costruttive in linguaggio tecnico appropriato.
• interazione efficace in contesti multidisciplinari e collaborazione con geologi, ingegneri strutturisti e imprese esecutrici.

CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO:

• acquisizione di strumenti metodologici e operativi utili per affrontare problemi complessi nell’ambito delle opere in sotterraneo.
• preparazione per approfondire in autonomia aspetti innovativi legati alla progettazione e alla gestione delle grandi opere in sotterraneo.

1. INTRODUZIONE ALLE OPERE IN SOTTERRANEO

• cenni storici sulle gallerie e le grandi opere in sotterraneo
• classificazioni e principali tipologie
• requisiti funzionali e criteri generali di progettazione

2. GEOLOGIA APPLICATA E ELEMENTI DI MECCANICA DELLE ROCCE

• inquadramento geologico e geotecnico
• rilevanza delle discontinuità e dei fenomeni geologici locali
• caratterizzazione idro-meccanica degli ammassi rocciosi

3. TECNICHE DI SCAVO E REALIZZAZIONE DELLE OPERE

• Metodi di scavo tradizionali
• Rivestimenti provvisori e definitivi
• Tecniche di rinforza e consolidamento dei terreni
• Scavo meccanizzato con TBM

4. METODI DI ANALISI E PROGETTAZIONE

• Valutazione dello stato tensionale iniziale in gallerie superficiali e profonde
• Analisi di stabilità del fronte e del cavo
• Metodi analitici, semi-empirici e numerici per il calcolo delle convergenze, delle sollecitazioni dei rivestimenti e nei rinforzi e delle subsidenza.

5. MONITORAGGIO DELLE OPERE IN SOTTERRANEO

• Strumentazione per il monitoraggio geotecnico e strutturale
• Interpretazione dei dati di monitoraggio
• Interventi di manutenzione.

6. SUBSIDENZA E VALUTAZIONE DEL DANNO

• Meccanismi di subsidenza indotta dallo scavo
• Metodi di previsione e valutazione del danno alle strutture esistenti
• Tecniche di mitigazione

È richiesta la conoscenza dei fondamenti di geotecnica e progettazione geotecnica, nonché delle nozioni di tecnica delle costruzioni e dei complementi di tecnica delle costruzioni.

Il corso si articola in 90 ore di lezioni frontali ed esercitazioni pratiche, svolte con l’ausilio di software di calcolo agli elementi finiti. Ogni lezione è concepita per favorire l’interazione con gli studenti, attraverso momenti di domanda e risposta, discussioni critiche su articoli scientifici o su temi specifici affrontati in aula. Sono inoltre previsti momenti di confronto individuale durante l’orario di ricevimento.

L’apprendimento verrà verificato attraverso una combinazione di attività in itinere e una prova finale.

Durante il corso, gli studenti saranno coinvolti attivamente in discussioni guidate, esercitazioni pratiche e brevi lavori individuali o di gruppo, finalizzati a stimolare la comprensione critica e l’applicazione dei contenuti trattati.

La valutazione finale consisterà in un colloquio orale volto a verificare la padronanza delle conoscenze fondamentali acquisite e la capacità di applicarle in contesti progettuali e operativi diversi.

A completamento del percorso, gli studenti dovranno inoltre redigere un elaborato tecnico (progetto o analisi di monitoraggio di una galleria), che sarà discusso in sede d’esame, con particolare attenzione alla coerenza delle scelte progettuali e alla capacità di argomentazione tecnico-scientifica.

– Carlo Callari. Appunti del corso di Gallerie.

– Carlo Callari. Appunti del corso di Meccanica dei Mezzi Porosi.

– Benoit Jones. Soft Ground Tunnel Design. CRC Press, Taylor & Francis Group.

– Pietro Lunardi. Design and Costruction of Tunnels. Springer.

– Suchil Bhandari. Engineering Rock Balsting Operations. A.A. Balkema/Rotterdam/Brookfield.

– Emilio Bilotta et al. Handbook on Tunnels and Underground Works. CRC Press, Taylor & Francis Group.

L’orario di ricevimento è definito dal docente all’inizio del semestre didattico, in accordo con gli studenti. Per ulteriori informazioni, contattare direttamente il docente.

Per maggiori informazioni consultare la pagina GOMP relativa all’anno accademico di riferimento, dove è possibile scaricare la Scheda completa dell’Insegnamento.