Il contributo della modellazione costitutiva all’ingegneria geotecnica sostenibile: esempi e questioni aperte 

In questo articolo si esamina il ruolo della modellazione costitutiva dei terreni nel contesto di una moderna ingegneria geotecnica orientata alla sostenibilità. In esso, prendendo a riferimento la letteratura scientifica disponibile, sono inizialmente proposte le definizioni e le relazioni tra gli elementi che caratterizzano la sostenibilità, quanto declinata nel contesto dell’ingegneria civile e, più in particolare, in quella geotecnica, per poi focalizzare l’attenzione sul tema specifico del ruolo della modellazione costitutiva, attraverso alcuni esempi caratterizzati da crescente livello di complessità. In dettaglio, vengono per primi discussi i risultati delle analisi di due problemi al finito, uno relativo alla costruzione per fasi di una diga in terra e l’altro al comportamento di una galleria durante e dopo un evento sismico inteso, che mostrano chiaramente come un leggero incremento di complessità nelle ipotesi costitutive possa dare luogo a risultati ben più realistici, tali da supportare l’adozione di soluzioni ingegneristiche più sostenibili. La seconda parte dell’articolo è dedicata alla discussione di questioni specifiche relative ad alcuni recenti progressi nella modellazione costitutiva dei terreni coesivi naturali: in particolare, quelli volti a tener conto dei cosiddetti effetti di struttura, quali ad esempio la cementazione tra i grani e la degradazione meccanica della stessa, ed a quelli di anisotropia e relativa evoluzione. A tal scopo vengono illustrati alcuni quadri di riferimento oggi ben consolidati, basati sulla teoria della plasticità con incrudimento, per tener conto di struttura e anisotropia delle argille, evidenziandone i possibili vantaggi e limiti in analisi numeriche di problemi al finito di ingegneria geotecnica. Emerge che sono necessari ulteriori sforzi di ricerca per definire procedure efficaci di inizializzazione – a livello di intero deposito di terreno – delle, spesso numerose, variabili interne che caratterizzano le moderne leggi costitutive oggi disponibili in letteratura.