Analisi sismica di dighe a gravità con particolare riferimento alla risposta a scorrimento

The target of the thesis is to study an approach that allows for determining the sliding response of concrete gravity dams to earthquakes. The Italian standard currently in force (D.M. 26/06/2014) allows some subjected to the designer about the execution of the sliding analyses, unlike the previous legislation (D.M. 24/03/1982) whose approach was unrealistic. These two normatives make necessary to introduce and study alternative approaches in the literature, i.e. Chopra and Zhang method, the object of the thesis study. For this reason a bidimensional finite element model of a gravity dam was realized whose results are comparated with the analytical Chopra and Zang approach mentionated above. However, the evaluation of the safety margins of a dam should not be carried out without a stress state check. An example analysis is developed with reference to an existing dam in order to highlight the possible combination between sliding failure and more complex behaviours.

Obiettivo della tesi è studiare un approccio che consenta la determinazione della risposta allo scorrimento di dighe a gravità soggette ad azioni sismiche. La normativa attualmente in vigore in Italia (D.M. 26/06/2014) disciplina solo in parte i modi per conseguirla e autorizza il progettista a godere di una certa discrezionalità sull’esecuzione della verifica allo scorrimento, a differenza, invece, della precedente normativa (D.M. 24/03/1982), il cui approccio però risultava poco realistico. Ciò rende necessario introdurre e studiare approcci alternativi presenti in letteratura, come il metodo proposto da Chopra e Zhang, oggetto della tesi. Con lo spirito di validare questo studio, si è posto il problema di simulare con un codice ad elementi finiti commerciale le verifiche di Chopra. A questo scopo è stato sviluppato un modello bidimensionale ad elementi finiti di una diga a gravità, i cui risultati vengono confrontati con l’approccio analitico degli autori citati. Dai tentativi di prova, si sono ottenuti risultati confrontabili con quelli di Chopra nel caso di diga rigida, equivalente ad un sistema con un grado di libertà soggetto ad un’accelerazione sismica orizzontale, e con l’attrito gestito attraverso un solo elemento finito di controllo; invece, discretizzando la sovrastruttura e considerando l’attrito su tutta la base della diga le analisi effettuate con il programma non hanno raggiunto la convergenza cercata. Una qualunque valutazione della sicurezza del manufatto diga, tuttavia, non può prescindere dalla verifica di sicurezza tensionale in ogni punto della struttura; viene quindi mostrata un’analisi tenso-deformativa relativa ad una diga esistente. Si vuole in questo modo ricordare che il meccanismo dello scorrimento potrebbe combinarsi con altri meccanismi di crisi più complessi.