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Archivio digitale delle tesi discusse presso l’Università di Pisa

Tesi etd-07012024-114211


Tipo di tesi
Tesi di laurea magistrale
Autore
FIGAIA, DILETTA
URN
etd-07012024-114211
Titolo
Il fenomeno dello scalzamento in corrispondenza delle pile dei ponti
Dipartimento
INGEGNERIA DELL'ENERGIA, DEI SISTEMI, DEL TERRITORIO E DELLE COSTRUZIONI
Corso di studi
INGEGNERIA DELLE INFRASTRUTTURE CIVILI E DELL'AMBIENTE
Relatori
relatore Ing. Pagliara, Stefano
correlatore Ing. Palermo, Michele
Parole chiave
  • pile
  • ponti
  • scalzamento
Data inizio appello
18/07/2024
Consultabilità
Tesi non consultabile
Riassunto

I corsi d'acqua trasportano materiale solido incoerente che giunge sul fondo dell'alveo a causa della degradazione del suolo del bacino imbrifero. Questo materiale forma uno strato erodibile (fondo mobile) che si posa su uno strato di roccia coerente (fondo fisso). Il trasporto solido può essere in sospensione o al fondo. Il trasporto al fondo, che avviene per strisciamento, rotolamento, saltellamento dei grani, è il nostro principale interesse.

L'inizio del movimento del materiale solido è determinato dal raggiungimento del valore critico di una grandezza caratteristica della corrente, come la tensione tangenziale al fondo τ0, definita dalla formula τ0 = γ R ih, dove R è il raggio idraulico e ih è la pendenza della linea dell’energia. La velocità di attrito U^* e il numero di Reynolds Re^* sono usati per descrivere le condizioni di moto, con il numero di Shields Yc come parametro critico per il movimento dei sedimenti.

Passando tra le pile di un ponte, la corrente subisce un restringimento di sezione, causando variazioni di altezza e velocità. Correnti lente si deprimono, mentre quelle veloci aumentano di livello. In caso di restringimento rilevante, la portata può causare rigurgiti e variazioni di energia specifica necessarie per il deflusso.

Lo scalzamento è l'erosione intorno alle pile e spalle dei ponti, causata dall'azione dell'acqua corrente. Sedimenti granulari sciolti sono erosi rapidamente, mentre terreni coesivi resistono di più. Lo scalzamento totale comprende l'erosione generalizzata, l'erosione localizzata al ponte e alle pile e spalle. L'erosione generalizzata abbassa il fondo alveo, mentre l'erosione localizzata è causata dal restringimento della sezione e dai vortici creati intorno alle pile.

Il rischio idraulico da dinamica d'alveo è l'interazione tra portate liquide e materiale mobile del letto del fiume, influenzando l’evoluzione del corso d’acqua tramite erosione e deposito. La capacità di trasporto e il trasporto solido devono essere in equilibrio per evitare erosione o deposito. I fenomeni estesi coinvolgono lunghi tratti del corso d'acqua e si sviluppano in decenni, mentre i fenomeni localizzati interessano porzioni ridotte e si manifestano rapidamente.

Per ridurre il rischio idraulico, si possono effettuare interventi strutturali come soglie di fondo, briglie, traverse e difese longitudinali, o non strutturali come il controllo e monitoraggio dei corsi d'acqua e una corretta pianificazione degli interventi. La classificazione del rischio idraulico include tre livelli di pericolosità basati sulla probabilità di occorrenza degli eventi di erosione e deposito.
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