Studio di validazione e taratura di un modello costitutivo elastoplastico ad incrudimento cinematico (modello CJS) sulla sabbia di Toyoura

Questa tesi di laurea si pone l’obiettivo di tarare un modello costitutivo avanzato per i terreni sabbiosi, verificandone le capacità predittive sia in condizioni drenate che non drenate. Il modello a cui si fa riferimento è il modello di comportamento proposto da Cambou e Jafari nel (1988), denominato CJS. Questo modello di comportamento è un modello avanzato che prevede un incrudimento cinematico ed è idoneo a cogliere la suscettibilità alla liquefazione dei terreni granulari. Il lavoro di taratura del modello è stato effettuato sulla sabbia di Toyoura: questa è una sabbia silicea con grani poco frantumabili, quarzosa, medio fine, uniforme e pulita. Si è scelta questa sabbia perché è un terreno molto studiato in letteratura geotecnica e sono disponibili molte prove di laboratorio che possono essere utilizzate come database di riferimento. Il programma che si utilizza per la simulazione delle analisi è un programma open source, denominato Code_Aster, adatto alla modellazione di strutture, elementi beam e terreno, e permette di cogliere al meglio le dinamiche di interazione tra aspetti meccanici, termodinamici e idraulici. Le analisi effettuate riferite alla simulazione di prove triassiali drenate e non drenate, monotone e cicliche, hanno permesso di comprendere quali parametri influenzano maggiormente la risposta tenso-deformativa del terreno. In particolare, nello studio proposto sono state esaminate le capacità predittive del modello costitutivo al variare della densità relativa della sabbia (DR = 30% e 60%), sia in prove monotone drenate e non drenate, sia in prove cicliche. I risultati di queste prime applicazioni del modello CJS alla sabbia di Toyoura confermano le potenzialità dell’approccio costitutivo e sembrano essere particolarmente promettenti in vista dell’utilizzo del modello per lo studio di problemi geotecnici alla scala del manufatto.