Implementazione di un sistema di allarme
per il controllo della sicurezza di dighe in
terra, nelle fasi post-sismiche
Antonio Brigante
Relatore: Luca Pagano
Sistema di allarme per il controllo della
sicurezza di dighe in terra
 Rischio sismico significativo
- Continuo studio di dettaglio delle condizioni di sicurezza
- Sistemi di allarme che misurano i carichi dinamici e le grandezze
fisiche ritenute significative le trasmettono a distanza e le
confrontano con dei valori di soglia stabiliti. Valori oltre i quali la
probabilità che si innescano meccanismi di collasso è alta. Se i dati
trasmessi sono superiori ad i valori di soglia viene dato l’allarme.
 Fenomeni di collasso prevedibili con anticipo.
-
Trasmissione in un arco temporale almeno dell’ordine della decina
di ore.
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Sito di riferimento
Sistema di allarme
sismico:
Strumentazione
installata
Sistema di allarme
sismico:
Modellazione del
problema al finito
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Il sito sperimentale della diga di Conza
della Campania
Sito di riferimento
Monitoraggio sismico
Modello teorico
Sito di riferimento
Fondazione:
argille
grigio
Fianchi:ghiaia
debolmente
Filtri:
Sabbia
con
ghiaia
Nucleo:
Limo
argilloso
Tipologia
diga:
diga
zonata
azzurre
sabbiosa
40%
- al
50%
 Wl
Larghezza
coronamento 9,5m.
 K=10
E-3
cm/s
Wl
==
44%
- 77%
 IP=15%-35%
Larghezza
 IP=27%-50%
d=>2,2t/mcalla base 188 m.
Sviluppo
1,8t/mc
W
al- coronamento
880 m.
=Wott +D
1%<D<5%
d=1,6t/mc
 OCR>20
 K=10E-3cm/sec
W
=Wott +D
1%<D<5%
Altezza
massima
dal punto più
depresso
del piano di fondazione:47m.
 K=10
E-8 cm/s
Sito di riferimento
Monitoraggio sismico
Modello teorico
Sisma del 1980
Diga di
Conza
Bernard P. e Zollo A. 1989
Sito di riferimento
Monitoraggio sismico
Modello teorico
Strumentazione installata nella diga in
fase costruttiva
Sito di riferimento
Monitoraggio sismico
Modello teorico
Campo sperimentale
Sito di riferimento
Monitoraggio sismico
Modello teorico
Misure dei cedimenti
Sito di riferimento
Monitoraggio sismico
Modello teorico
Profili assestimetrici sezione 2
Cedimento fondazione
Cedimento fondazione
+ cedimento rilevato
Sito di riferimento
Monitoraggio sismico
Modello teorico
Profili assestimetrici sezione 2
Sito di riferimento
Monitoraggio sismico
Modello teorico
Profili assestimetrici sezione 2
Sito di riferimento
Monitoraggio sismico
Modello teorico
Profili assestimetrici sezione 2
Sito di riferimento
Monitoraggio sismico
Modello teorico
Misure di quota piezometrica
Sito di riferimento
Monitoraggio sismico
Modello teorico
Quote piezometriche sezione 2
Sito di riferimento
Monitoraggio sismico
Modello teorico
Sistema di allarme sismico:
Stumentazione installata
Sito di riferimento
Monitoraggio sismico
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Modello teorico
Stazioni
Accelerometriche
GPS rover
GPS master
Target
Total station
Meteo (C)
Meteo (C)
Target
GPS master
Total station
GPS rover
Stazioni
accelerometriche
Stumentazione installata
Sito di riferimento
Monitoraggio sismico
Modello teorico
Sistema di allarme sismico:
modellazione del problema al finito
Sito di riferimento
Monitoraggio sismico
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Modello teorico
Possibili modellazioni delle dighe in terra:
 Metodi semplificati: non portano in conto gli effetti connessi alla
deformabilità del sistema.
 Metodi dinamici: portano in conto la deformabilità del sistema.
- Metodi in tensioni totali: non tengono conto dell’interazione tra le
fasi
- Metodi in tensioni efficaci; portano in conto la natura multifase del
terreno
- Metodi approssimati in tensioni efficaci: L’interazione tra le fasi è
espressa a mezzo di semplici correlazioni empiriche
- Metodi rigorosamente accoppiati: L’interazione tra le fasi è modellata a
mezzo di un sistema di equazioni differenziali che descrive il
comportamento ciclico e dinamico di un elemento di terreno
Sito di riferimento
Monitoraggio sismico
Modello teorico
Modellazione del problema al finito:
Formulazione completa di Biot
Variabili
  [ x ,  y ,  z , xy , yz , zx ]T
p
Pressione neutra dell’acqua
u  [u1 , u 2 , u3 ]T
w  [ w1 , w2 , w3 ]T
n

Vettore spostamento fase solida
Vettore spostamento fase fluida rispetto a quella solida
Porosità mezzo bifase
 f , s
k
Vettore tensione totali
Densità fase fluida e solida
Matrice permeabilità
Densità del mezzo bifase
Sito di riferimento
Monitoraggio sismico
Modello teorico
Modellazione del problema al finito:
Formulazione completa di Biot
Equazioni
   mp
d  Sdu
Principio tensioni efficaci
Equazioni di congruenza
 + p f w

ST + pg  u
pn
 w + m +
0
kf
T
1
Equazioni di equilibrio globale
Equazione di bilancio di massa
 + pf u
 +
 p + p f g  k w
pf
n
d   D(dε  dε ) Legame costitutivo
o
Sito di riferimento

w
Equazione della fase fluida
Modello di Hejeux a meccanismi multipli:
Modello elasto-plastico ad incrudimento
combinato
Monitoraggio sismico
Modello teorico
Taratura del modello
Analisi a ritroso diga soggetta ad una sorgente
sismica controllabile (Sistema Minivib):
determinazione parametri rigidezza a basse
deformazioni.
Analisi a ritroso fasi costruttive: determinazioni
parametri di controllo del comportamento
monotono.
Analisi a ritroso fasi sismiche: determinazione
parametri che controllano il comportamento in
campo ciclico.
Sito di riferimento
Monitoraggio sismico
Modello teorico
Prova con il sistema Minivib
Sito di riferimento
Monitoraggio sismico
Modello teorico
Prova Minivib
Progressione
1
2
3
4
5
Posizione Minivib
A
B
D
G
F
STAZ-A
A
A
A
A
A
STAZ-B
B
B
B
B
B
STAZ-C
C
C
C
C
C
STAZ-D
D
D
D
D
D
Sito di riferimento
Monitoraggio sismico
Modello teorico
Prova Minivib
Sito di riferimento
Monitoraggio sismico
Modello teorico
Previsione del comportamento della diga
per eventi da scenario
Sito di riferimento
Monitoraggio sismico
Modello teorico
Lavori in corso: Previsione del comportamento per
eventi da scenario
 Analizzare il comportamento della diga sottoposta a un gran
numero di eventi da scenario al fine di ricavare abachi che
relazionando il comportamento dell’evento sismico agli
effetti sismo indotti, possano essere impiegati per la diga in
oggetto in un sistema di allarme sismico.
Sito di riferimento
Monitoraggio sismico
Modello teorico
Grazie
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