Modellazione numerica dell'interazione tra scudo, terreno e rivestimento nello scavo meccanizzato di gallerie in condizioni spingenti

Nell’ambito dello scavo meccanizzato, la realizzazione di una galleria in condizioni spingenti rappresenta una vera e propria sfida a causa degli elevati valori di convergenza che si possono riscontrare. Tra gli aspetti da valutare in fase di progettazione, il rischio di blocco dello scudo è tra i più delicati. Per prevenire tale rischio, le TBM sono dotate di un’adeguata attrezzatura che permette dei sovrascavi qualora si manifestino elevate convergenze e lo scudo è progettato con una geometria tronco-conica per ritardare il contatto con il terreno. Per valutare al meglio il fenomeno di interazione tra scudo, terreno e rivestimento, al fine di stimare in modo rigoroso la spinta richiesta per evitare la chiusura dello scudo, è necessario ricorrere a modelli numerici avanzati. In questa tesi viene proposta una soluzione implementata con il software agli elementi finiti Plaxis 2D. Tale soluzione prevede la risoluzione di un modello assialsimmetrico che simula lo scavo passo-passo, in cui lo scudo è modellato tramite elementi interfaccia a cui viene attribuito il gap tra terreno e scudo mediante un file di testo. Il modello numerico è stato applicato al caso studio riguardante la galleria Scaletta, che farà parte del raddoppio della tratta Giampilieri-Fiumefreddo sulla direttrice Messina-Catania-Palermo. I risultati prodotti permettono una stima discretamente attendibile della spinta dovuta all’attrito tra scudo e terreno.