Investigating the axial response of pile foundations for offshore wind turbines

I crescenti problemi legati ai cambiamenti climatici rendono l'impiego delle energie rinnovabili sempre più interessante. In questa ottica, in Germania si sta pianificando di aumentare la produzione di energia pulita attraverso lo sfruttamento dell’energia eolica. Nuovi impianti di turbine eoliche sono previsti nel Mare del Nord in acque medio profonde (25-45m) dove la parte immersa della struttura della turbina eolica (chiamata sottostruttura) è spesso costituita da una struttura jacket (traliccio) o tripod (a treppiedi). Questo tipo di sottostrutture trasmettono principalmente carichi assiali alle fondazioni (in genere fondazioni su palo), e il carico a trazione è la forza che maggiormente ne influenza il dimensionamento. Molte compagnie energetiche tedesche sono interessate a migliorare l’efficienza e i costi dei loro impianti eolici e, per questo, incaricano università ed istituti di ricerca (come il Fraunhofer IWES) per indagarne gli aspetti, come ad esempio il comportamento delle fondazioni offshore. All’autore di questa tesi è stata data l’opportunità di studiare e lavorare al Fraunhofer IWES e perciò questa tesi tratterà del compramento di pali caricati assialmente e staticamente pensati per sottostrutture jacket o tripod per turbine eoliche. Nello studio effettuato per questa tesi, i dati seprimentali, ottenuti da una campagna sperimentale condotta (in larga scala 1:10 1:5) su pali infissi in terreno sabbioso, sono confrontati attraverso l’impiego delle load-transfer curves (funzioni che descrivono il comportamento d’interfaccia palosuolo) usando sia un’approccio classico (fornito dal metodo di calcolo API Main Text) sia approcci più recenti (dati dai metodi di calcolo CPT). Uno script Matlab creato appositamente dall’autore di questa tesi riesce ad implementare 11 diversi tipi di load-transfer curves. Il lavoro di tesi si conclude con un esempio pratico in grado di fornire un’idea di come questo script può essere usato nella progettazione.