Il comportamento sismico dei pali di fondazione in terreni granulari stratificati richiede modelli numerici in grado di cogliere la risposta non lineare del sistema terreno-struttura. Uno studio recente ha applicato un approccio basato sul metodo degli elementi discreti (DEM) tridimensionale per analizzare le sollecitazioni indotte da carichi dinamici su un sistema pila-palo immerso in sabbia asciutta stratificata.
Modellazione numerica e criteri di validazione
Il framework DEM sviluppato è stato confrontato con soluzioni analitiche per verificare la capacità di carico verticale ultima e le sollecitazioni interne generate da un carico laterale applicato alla testa della pila. La validazione ha confermato l’affidabilità del modello nel riprodurre il comportamento meccanico del sistema prima di procedere con le analisi dinamiche.
Parametri sismici e curve p-y dinamiche
Le simulazioni hanno esplorato l’effetto di differenti frequenze e ampiezze di eccitazione sulla interazione terreno-fondazione. Per quantificare la rigidezza laterale lungo il fusto, sono state estratte curve p-y dinamiche a più quote. I risultati evidenziano come la rigidezza laterale vari significativamente con la profondità e con le caratteristiche del carico sismico.
Risonanza e amplificazione delle deformazioni
Lo spostamento laterale massimo e le sollecitazioni interne più elevate si sono manifestati quando la frequenza di eccitazione coincideva con la frequenza naturale della pila. Anche la deformazione ciclica di taglio e il cedimento del terreno hanno raggiunto i valori massimi in prossimità della frequenza naturale del deposito di sabbia, con un incremento proporzionale all’ampiezza dello scuotimento.
Implicazioni per la progettazione geotecnica
L’analisi conferma che la risposta residua del sistema è fortemente condizionata dall’ampiezza del moto sismico in ingresso. Per i progettisti, ciò implica una attenta valutazione della frequenza propria del sistema pila-terreno e delle possibili condizioni di risonanza, specialmente in presenza di terreni stratificati asciutti. Le curve p-y dinamiche ottenute forniscono un riferimento utile per calibrare modelli semplificati di interazione cinematica in zona sismica.
L’approccio DEM tridimensionale si dimostra uno strumento efficace per prevedere la risposta tempo-dominio di pali soggetti a eventi sismici, offrendo indicazioni quantitative sulla distribuzione delle sollecitazioni e sulle deformazioni attese.
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