Studio dell'influenza del contatto fra conci sugli sforzi interni dei tunnel circolari

The thesis has been developed during the six-month of internship that I did at the technical division of the French company Soletanche Bachy. The objective of my internship was the realization of a simplified structure model that could assure a quick evaluation for the nature of contact between voussoirs in the support of circular tunnels. The contact between different voussoirs is a joint that’s not centered in relation to the voussoir neutral axe; the solution found in this study does not focus itself on what physically happens in the joint but rather it tries to offer an approximated scheme that can offer results that can are identical to the real ones. The study is divided into two parts First, considering the complexity of the subject, the contact between voussoir is considered as if it were a perfectly centered joint; this allows us to concentrate on the shift of the constraints due to an abrupt section change. We have found a simplified and quick-to-use model where the voussoir are represented by bars and the joints are modeled like rigid connections with a k! rotational stiffness: in this model the constraint distribution is given by the value of k!. The second part is the study of the non-centered joint: by using the results found in the first part, that considered the joint as centered, we try to understand the offsetting of the neutral axe of the voussoir from the contact one. We suggest a solution that call for an additional momentum, other than the centered one, created in the contact section by the offset of the neutral axe. In the end a simplified model is found so that it can be use on any structural design software.

La tesi è stata sviluppata durante i sei mesi di stage che ho svolto presso lo studio tecnico dell’azienda francese Soletanche Bachy. A seguito di cio’ la tesi si caratterizza per un approccio più operativo che teorico : lo scopo della mia ricerca è stato quello di individuare un modello di struttura semplificata che potesse permettere di comprendere in maniera rapida ed significativa la natura del contatto fra i conci nei tunnel circolari. La soluzione trovata non ha l’ambizione di spiegare cosa succede fisicamente nei punti di contatto, ma di trovare un metodo approssimato per poter fornire risultati dello stesso ordine di grandezza di quelli reali. Il contatto fra i conci è costituito da un giunto eccentrico rispetto all’asse neutro dei conci, per questa ragione le studio è stato suddiviso in due fasi. Nella prima fase il contatto fra i conci è considerato come se il giunto fosse centrato sull’asse neutro, questo ha permesso di focalizzare le studio sulla variazione degli sforzi dovuta ad una brusca diminuzione di sezione. Nella seconda fase, basandosi sui risultati ottenuti studiando il contatto centrato, ho studiato l’influenza che l’eccentricità esercita sugli sforzi. Il modello semplificato trovato é un modello che é utilizabile su qualunque software di calcolo che utilizza il sistema di nodi e travi.