Con fattori di sicurezza che scendevano fino a 0,51, l’argine del canale Rapeephat, in Thailandia, non presentava condizioni di stabilità adeguate per la condotta gas interrata che ne attraversa il fondo. Il canale è stato recentemente allargato per accrescere la capacità di irrigazione, e la modifica ha imposto una rivalutazione completa di un’infrastruttura in esercizio. A occuparsene è stato un gruppo di ricerca formato da Supakij Nontananandh, Sutasinee Intui, Siwawoot Papattapong, Noppanut Kosinanondh e Shinya Inazumi, con uno studio pubblicato sulla rivista Infrastructures (doi: 10.3390/infrastructures11100347) che articola la verifica in una catena numerica sequenziale: stabilità del pendio, deformazione del terreno, interazione tra terreno e condotta, erosione idraulica.
Impostazione numerica e scenari idraulici
Una tubazione interrata che attraversa un canale irriguo subisce l’effetto combinato di più fattori: i lavori di riabilitazione dell’alveo, la possibile instabilità dell’argine, le deformazioni del terreno e la variabilità del regime idrico. Il procedimento messo a punto affronta questi aspetti con analisi agli elementi finiti, sviluppate in forma bidimensionale e tridimensionale, collegate da un accoppiamento sequenziale tra le fasi di calcolo. Le verifiche sono state condotte sotto tre condizioni di quota idrica: livello massimo, livello minimo e rapid drawdown, ossia il rapido abbassamento del livello dell’acqua. La condotta è stata inoltre considerata alla pressione di esercizio normale di 4,52 MPa.
Stabilità dell’argine prima e dopo la stabilizzazione
Nella configurazione esistente l’argine risultava inadeguato. I fattori di sicurezza calcolati nelle tre condizioni idrauliche spaziavano da 0,51 a 1,42: il minimo scendeva sotto l’unità, il massimo restava comunque al di sotto della soglia di 1,50 assunta come criterio di verifica. Dopo l’intervento di stabilizzazione, realizzato con lastre di calcestruzzo applicate al paramento, i valori si sono spostati nell’intervallo tra 1,50 e 1,73, adeguati rispetto al criterio in tutte le condizioni esaminate.
Assestamenti e spostamenti della condotta
L’analisi delle deformazioni restituisce un assestamento massimo del terreno pari a 13,58 mm. Sul versante dell’interazione con la tubazione, lo spostamento massimo della condotta in esercizio normale ammonta a 10,10 mm. La tensione di flessione massima ricavata dal modello PLAXIS si ferma a 0,088 MPa, un valore contenuto che però non esaurisce da solo la verifica della tubazione.
Verifica tensionale: pressione interna e flessione
Il controllo supplementare combina la tensione circonferenziale, generata dalla pressione interna, con il contributo di flessione indotto dal movimento del terreno. La tensione equivalente risultante, alla pressione di esercizio normale, si colloca indicativamente tra 116 e 145 MPa e resta sotto il criterio adottato, fissato al 90% dello snervamento minimo specificato (specific minimum yield strength, SMYS). Il divario tra gli 0,088 MPa di flessione e l’ordine di grandezza della combinazione descrive la gerarchia degli effetti: a comandare è la pressione di servizio, mentre la deformazione del terreno aggiunge un contributo marginale allo stato tensionale.
Erosione idraulica al contorno dell’alveo
Resta il tema dell’erosione. La tensione di taglio massima al contorno, prodotta dal flusso, è risultata pari a 6,41 N/m², poco più della metà del valore ammissibile adottato, pari a circa 12 N/m² e riferito a un’argilla rigida. Anche su questo fronte la verifica risulta soddisfatta, con un margine non trascurabile rispetto al limite.
Il quadro complessivo mostra come la modifica di un canale e le condizioni idrauliche incidano congiuntamente su stabilità dell’argine, deformazioni del terreno e risposta della condotta. Per chi deve rivalutare attraversamenti esistenti tra opere idrauliche e utility interrate, la sequenza proposta costituisce un percorso operativo concreto. Va letto però dentro i confini dichiarati dalla ricerca: ipotesi di modellazione, dati di campo disponibili in quantità limitata e un accoppiamento sequenziale che procede per stadi, senza risolvere l’interazione in un unico schema.
Lascia un commento