Implementazione su un codice di calcolo commerciale di una strategia per la simulazione dello scavo meccanizzato in condizioni di ammasso spingente

Sempre più spesso gallerie realizzate in meccanizzato si trovano ad attraversare ammassi rocciosi in condizioni di squeezing, in cui il cavo tende a chiudersi sullo scudo generando attriti che il sistema di spinta della TBM deve vincere per permettere l’avanzamento dello scavo. La modellazione numerica di questo fenomeno è di particolare importanza nella pratica progettuale, permettendo di determinare la convergenza dell’ammasso nella zona del fronte di scavo e le pressioni esercitate dall’ammasso sullo scudo, nonché di stimare da queste la spinta minima necessaria per evitare il blocco della macchina TBM. Nella presente nota viene proposta una strategia per la modellazione del problema di interazione secondo una procedura di tipo step-by-step in condizioni assialsimmetriche, sviluppata all’interno di un noto codice di calcolo FEM commerciale. L’aspetto più significativo è rappresentato dalla modellazione della chiusura dell’ammasso sullo scudo, che si manifesta con un repentino cambio di rigidezza all’interfaccia tra i due materiali, ed è pertanto difficile da trattare con i soli elementi finiti tradizionali. La soluzione esaminata utilizza in modo innovativo elementi interfaccia già presenti nelle librerie del software e alcune funzionalità già sviluppate ma non ancora ufficialmente disponibili, per poter simulare l’instaurarsi di un contatto tra scudo ed ammasso inizialmente separati, proponendosi come uno strumento utile e di semplice applicazione a disposizione del progettista.