Anno: 2024

Edizione: n. 3 pag. 71

Autori: Antonella Frigerio, Martina Colombo, Guido Mazzà, Fabio Rogledi, Andrea Terret

LA VALUTAZIONE DELLA SICUREZZA DELLE DIGHE A SPERONI, A GRAVITÀ ALLEGGERITA E A VOLTE/LASTRE MULTIPLE. Il contributo della modellazione numerica

L’articolo presenta una panoramica delle problematiche tipiche riguardanti le dighe a speroni, a gravità alleggerita e a volte/lastre multiple, ponendo l’attenzione sul supporto che la modellazione numerica può fornire per la valutazione della loro sicurezza e per la definizione degli interventi più efficaci per garantire condizioni di sicurezza a lungo termine.
Anche se la costruzione di questo tipo di dighe è oggi praticamente abbandonata, il problema della valutazione della loro sicurezza rimane una questione rilevante, considerato l’invecchiamento della maggior parte delle strutture esistenti e le peculiarità connesse al loro comportamento strutturale, con particolare riferimento agli effetti del degrado e dei carichi sismici.
In Italia tra le due Guerre Mondiali e nell’immediato secondo dopoguerra sono state realizzate numerose dighe di queste tipologie, delle quali ne risultano ancora in funzione 37 (40% a speroni, 30% a gravità alleggerita, 30% a volte/lastre multiple). Sono noti i problemi connessi a queste strutture: fessurazioni (ad esempio causate da fenomeni di origine termica, diversa altezza dei gambi dei contrafforti, reazioni chimiche espansive nel calcestruzzo ecc.), degrado legato alle condizioni ambientali (ad esempio per corrosione delle barre di rinforzo, quando presenti) e fenomeni di invecchiamento. Altre criticità sono legate al rispetto della normativa vigente che impone la verifica di condizioni più stringenti non previste in fase di progettazione (ad esempio maggiori carichi sismici).
Alcuni dei problemi sopra menzionati sono stati studiati nell’ambito dei Benchmark Workshop organizzati dal Comitato Tecnico A dell’ICOLD “Computational Aspects of Analysis and Design of Dams” e sono attualmente analizzati da un gruppo di lavoro italiano, istituito da ITCOLD (Comitato Nazionale Italiano Grandi Dighe).
In questo articolo vengono discusse in particolare l’applicazione dell’eXtended Finite Element Method per la valutazione della propagazione delle fessure nelle dighe di calcestruzzo e la valutazione sismica di una diga italiana ad archi multipli.
Parole chiave: Dighe in calcestruzzo, Sicurezza, Modellazione numerica, Elementi finiti, XFEM. 

THE SAFETY ASSESSMENT OF BUTTRESS, HOLLOW GRAVITY AND MULTIPLE ARCH/SLAB DAMS. The Contribution of Numerical Modelling
An overview of the typical problems concerning buttress, hollow gravity and multiple arch/slab dams is presented, emphasizing the support that advanced numerical modelling can provide for the evaluation of their safety and for the definition of the most effective interventions to guarantee long-term safety conditions.
Even if the construction of this type of dams is nowadays practically abandoned, the problem of assessing their safety remains an important and challenging issue considering the obsolescence of most existing structures of this type and the peculiarities connected with their structural behavior.
In the Italian context there are numerous cases of this type of works. The problems connected with these structures are well-known: cracks, degradation associated with environmental conditions and aging. Other criticalities are related to compliance with current legislation which requires the verification of more stringent conditions not foreseen in the design phase (higher seismic loads).
In this paper the application of the eXtended Finite Element Method to evaluate the propagation of cracks in concrete dams and the seismic reassessment of an Italian multiple arch dam are discussed.
Keywords: Concrete Dams, Safety, Numerical Modelling, Finite Element, XFEM.