-Risposta di argini fluviali soggetti a moti di filtrazione in regime transitorio e valutazione della loro vulnerabilità. L’ attività di ricerca è stata sviluppata a completamento del progetto di ricerca Infrasafe finanziato dal fondo POR-FESR- – Asse 1 “Ricerca e Innovazione” della Regione Emilia Romagna, che ha implementato, tra le altre cose, un avanzato sistema di monitoraggio, tutt’ora in funzione, per lo studio del rischio di collasso associato a una particolare sezione arginale del Fiume Secchia, localizzata presso Cavezzo (Modena). I dati sperimentali acquisiti nell’arco temporale 2017-2022 sono stati utilizzati per indagare la dinamica terreno-acqua all’interno della sopra citata sezione arginale soggetta a condizioni al contorno di tipo transitorio. I parametri idraulici e di ritenzione necessari ai modelli numerici sono stati calibrati mediante tecnica dell’Analisi Inversa facendo uso del vasto database di dati osservati disponibile. Limiti e potenzialità legate all’uso di questa innovativa tecnica di calibrazione parametrica sono stati esplorati in riferimento al caso studio.
-Il Comportamento idraulico e di ritenzione di terreni investigato mediante diverse tecniche di laboratorio. La tecnica che fa uso di carte da filtro, psicrometro, tensiometri ad altra capacità, pressure plate sono stati utilizzati per la caratterizzazione idraulica e ritentiva e del comportamento isteretico di un materiale prelevato da un rilevato altamente strumentato realizzato all’interno del progetto BIONICS (“BIOlogical and eNgineering Impacts of Climate change on Slopes”). Il comportamento meccanico del suddetto terreno è stato investigato mediante una serie di prove triassiali non sature su campioni ricostituiti a diversi contenuti umidi e soggetti a numerosi cicli precedenti di asciugatura e imbibizione al fine di indagarne i risvolti meccanici. Le sopracitate prove sono state condotte presso il laboratorio geotecnico della School of Engineering and Computing Science dell’Università di Durham (UK).
- Analisi del rischio connesso ad argini fluviali per innesco di fenomeni erosivi retrogressivi per sottofiltrazione (piping). Questi fenomeni risultano tra i principali meccanismi di collasso di sezioni arginali del fiume Po. Due sezioni arginali lungo il corso del fiume, una localizzata nei pressi di Guarda Ferrarese (FE) e l’altra di Mazzorno Sinistro (RO), entrambe interessate da periodiche riattivazioni di fontanazzi (sandboils) in corrispondenza di eventi di piena, sono state selezionate come casi studio rappresentativi. Una ricostruzione dettagliata della stratigrafia del sito insieme ad una precisa caratterizzazione geotecnica dei sedimenti sono state eseguite sulla base di prove di laboratorio e numerose prove eseguite in sito. L’ installazione di un sistema di monitoraggio piezometrico in entrambe le sezioni fornisce dati in tempo reale da utilizzare nella successiva fase di modellazione numerica del problema. Questo studio, sviluppato all’interno di un progetto di ricerca promosso dall’ente AIPO (Agenzia Interregionale per il fiume Po), ha come fine ultimo l’elaborazione di modelli numerici delle due sezioni che siano in grado di riprodurre accuratamente la fase di innesco e sviluppo di fenomeni erosivi per piping attraverso una attenta calibrazione parametrica sulla base dei dati acquisiti dal sistema di monitoraggio in uso. Tali modelli verranno quindi usati in analisi predittive e implementati all’interno di sistemi di allerta per favorire una efficace gestione del territorio e delle emergenze da parte delle autorità locali.
- Influenza del contributo traspirativo di piante ad alto fusto sulla distribuzione di pressioni neutre e contenuto umido nel terreno e sue implicazioni nella valutazione della stabilità di versanti in terra. Questo tema di ricerca è stato sviluppato presso il “Priority Research Centre for Geotechnical Science and Engineering” della University of Newcastle (Australia). L’attività di ricerca ha incluso la progettazione e realizzazione di un esperimento a larga scala in laboratorio nel quale è stata studiata l’influenza di una giovane pianta sulla distribuzione di suzioni nel terreno per differenti condizioni al contorno applicate. I dati osservati raccolti dai sensori di suzione installati nell’apparato sperimentale hanno permesso la simulazione delle diverse fasi di prova e la calibrazione della distribuzione spaziale di root water uptake (RWU). Una volta definita tale distribuzione, è stato possibile quantificare l’impatto del contributo traspirativo di questa specie sulla stabilità di un rilevato in terra in funzione della dimensione dell’apparato radicale e della spaziatura scelta tra le piante.
-Profilo stratigrafico di depositi a grana fine caratterizzati da una importante storia post-deposizionale (orizzonti microstrutturati per aging e/o cementazione) attraverso prove in sito e di laboratorio. Il caso studio scelto è quello dei depositi alluvionali della pianura Padana, in particolar modo localizzati nei pressi del centro storico di Bologna e Ferrara. Entrambi i siti infatti sono caratterizzati da una alternanza di orizzonti pedogenizzati e non, che vanno a costituire una fitta successione di paleosuoli. Questo studio è stato svolto in collaborazione con il Dipartimento di Science Geologiche dell’Università di Bologna e Modena.
-La complessa interazione terreno-struttura tra fondazioni storiche e depositi alluvionali di pianura è stata indagata con riferimento al caso studio delle Due Torri a Bologna (Asinelli e Garisenda), del complesso religioso dell’Osservanza a Bologna e della Chiesa di Santa Croce a Ravenna (progetto europeo H2020 SHELTER) mediante numerose prove in sito e di laboratorio. Questi dati sperimentali hanno permesso una successiva modellazione numerica del problema. In queste analisi sono stati tenuti in considerazione numerosi aspetti che governano o hanno governato il comportamento presente e passato di queste strutture storiche, tra cui le fasi di costruzione dell’edificio, i materiali da costruzione usati, le condizioni al contorno (effetti della subsidenza, condizioni della falda..) e storia deposizionale e post deposizionale dei depositi di terreno. Un sistema di monitoraggio in continuo progettato ad hoc, è stato installato in ognuno dei tre siti al fine di acquisire nuove informazioni sulle condizioni in sito e lo “stato di salute” di questi edifici.
