MODELLAZIONE NUMERICA GEOTECNICA

MODELLAZIONE NUMERICA GEOTECNICA

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iten
Codice
90643
ANNO ACCADEMICO
2020/2021
CFU
5 cfu al 2° anno di 10799 INGEGNERIA CIVILE (LM-23) GENOVA
SETTORE SCIENTIFICO DISCIPLINARE
ICAR/07
SEDE
GENOVA (INGEGNERIA CIVILE)
periodo
2° Semestre
materiale didattico

PRESENTAZIONE

La modellazione numerica geotecnica è uno strumento di analisi ormai ampiamente a disposizione della progettazione geotecnica, grazie anche alla user-friendliness dei software commerciali. L'uso consapevole richiede la conoscenza dei modelli costitutivi impiegati per simulare il comportamento non-lineare del terreno, la capacità di impostare correttamente condizioni iniziali e al contorno e la capacità di analizzare criticamente i risultati ottenuti, il che richiede competenze specifiche.

OBIETTIVI E CONTENUTI

OBIETTIVI FORMATIVI

L’insegnamento affronta il tema della modellazione del comportamento dei terreni, sia da un punto di vista della modellazione costitutiva sia di quello della modellazione numerica dei problemi al finito. Particolare enfasi viene data alla trattazione di casi applicativi (fondazioni, scavi, opere di sostegno, pendii, gallerie), considerando i più opportuni modelli costitutivi da adottare caso per caso e analizzando con tecniche numeriche (analisi agli elementi finiti - FEM) la risposta del sistema terreno-opera geotecnica. Lo studente acquisisce conoscenze e competenze specifiche utili per la sua formazione professionale.

OBIETTIVI FORMATIVI (DETTAGLIO) E RISULTATI DI APPRENDIMENTO

Il corso ha l'obiettivo di fornire allo studente le competenze di base per comprendere il significato dei parametri di input dei modelli costitutivi comunemente impiegati nella modellazione numerica di problemi di geotecnica, per poter giungere alla completa autonomia nella identificazione di tali parametri a partire da prove in situ o di laboratorio. A tal scopo, sarà trattata la teoria della plasticità e della elastoplasticità, che con il modello capostipite Cam-Clay, ha gettato le basi della moderna modellazione costitutiva. Lo studente dovrà essere in grado di definire condizioni iniziali e al contorno del modello di calcolo agli Elementi Finiti, e di definirne le fasi di calcolo in funzione delle fasi progettuali. Lo studente acquisirà gli strumenti necessari per poter valutare se, una volta eseguito il calcolo, l'analisi sia stata svolta correttamente, sia dagli indicatori di stato forniti dal software impiegato, sia dall'analisi critica dell'output. Le competenze acquisite saranno indipendenti dal software impiegato nelle esercitazioni del corso, mettendo lo studente nelle condizioni di poter impiegare qualunque software agli elementi finiti.

Modalità didattiche

Didattica frontale, esercitazioni al calcolatore con il software PLAXIS 2D.

PROGRAMMA/CONTENUTO

Nella prima parte del corso, a carattere prevalentemente teorico, sarà trattato il metodo degli Elementi Finiti per la risoluzione del Problema Geotecnico, la teoria della plasticità perfetta e della plasticità incrudente (elastoplasticità) con l'introduzione del modello Cam-Clay e successive elaborazioni per giungere ai modelli costitutivi attuali destinati all'applicazione per la risoluzione di problemi d'Ingegneria Geotecnica al finito.

Nella seconda parte del corso, i concetti appresi saranno applicati a varie classi di problemi d'Ingegneria Geotecnica, quali fondazioni superficiali e profonde, scavi in ambito urbano, pendii artificiali (rilevati) e naturali. A seconda del caso, l'analisi numerica sarà impiegata per la valutazione dela stabilità o per la stima dei cedimenti a breve e lungo termine.

TESTI/BIBLIOGRAFIA

Il materiale didattico è costitutito dalle dispense del corso, fornite agli studenti attraverso Aulaweb. Per coloro che desiderassero approfondire gli argomenti trattati, si consigliano i seguenti riferimenti bibliografici:

  • Wood (1990): Soil behavior and Critical state soil mechanics
  • Potts & Zdravkovic (1999): Finite element analysis in geotechnical engineering: Theory
  • Potts & Zdravkovic (2001): Finite element analysis in geotechnical engineering: Application
  • Potts, Axelsson, Grande, Schweiger & Long (2002): Guidelines for the use of advanced numerical analysis

DOCENTI E COMMISSIONI

Commissione d'esame

MARTINO LEONI (Presidente)

LEZIONI

Modalità didattiche

Didattica frontale, esercitazioni al calcolatore con il software PLAXIS 2D.

INIZIO LEZIONI

marzo 2019

ESAMI

Modalità d'esame

A scelta dello studente, l'esame potrà essere svolto in forma scritta (quiz a risposta multipla), od orale sugli argomenti svolti.

Modalità di accertamento

L’esame valuterà le competenze acquisite e la capacità di prevedere la risposta del modello di calcolo nella simulazione di percorsi di carico tipici dell’Ingegneria Geotecnica. La valutazione sarà basata sulla qualità dell’esposizione, l’uso corretto della terminologia tecnica del settore e la capacità di applicare i concetti appresi per l’uso autonomo e consapevole degli strumenti di modellazione numerica, dalla definizione dei parametri di input all’analisi dei risultati ottenuti.