Crack formation and damage evolution during consolidation in TBM driven tunnel linings in fine-grained soils

The paper deals with the numerical modelling of crack formation in segmental tunnel linings. A series of numerical analyses was conducted using the finite difference code FLAC2D. The primary aims of the analyses were to back-analyse the damage pattern observed in a TBM driven hydraulic tunnel excavated in clayey soils and to evaluate the safety level of the excavation assessing the stress and strain state of the lining. The excavation of the tunnel and the lining installation were simulated in plane-strain undrained conditions, adopting the stress reduction method. To take into consideration the peculiar interaction mechanism, identified as the cause the damages, the stress release was differentiated based on the orientation along the tunnel wall. Two distinct modelling strategies were used to model the tunnel lining: at first, simple beam elements were used, then, small continuum elements and cable elements were employed to represent the concrete and the steel bars respectively. The implemented algorithm allowed to simulate explicitly the formation of the cracks and their progressive development. Finally, consolidation analyses were carried out to assess the evolution of the damage and the long-term stress and strain level of the lining. The numerical analyses allowed to reproduce the observed damage pattern and to reliably evaluate the stress and strain state in the damaged lining. Furthermore, the long-term analyses showed that the consolidation process has a beneficial effect as the equalization of the pore pressures causes a reduction of the load eccentricity on the lining, thus progressively increasing the level of safety over time. The investigation of the causes of the reported damage and its numerical modelling allowed to remark the importance of proper tail void grouting when excavating under high cover depths in squeezing soils

Impiego di un modello costitutivo avanzato per lo studio dell'interazione terreno-rivestimento per gallerie scavate in TBM

La nota affronta lo studio dell’interazione terreno-rivestimento per gallerie scavate in TBM in terreni a grana fine. Al fine di simulare i principali aspetti del comportamento tensio-deformativo delle argille, è stato impiegato un modello costitutivo avanzato ad incrudimento cinematico formulato nell’ambito della bounding surface plasticity. In una prima fase del lavoro, il modello è stato implementato in un codice di calcolo alle differenze finite e la sua risposta testata attraverso una serie di analisi parametriche a livello di elemento di volume. In questa nota, il modello è stato utilizzato per studiare il problema di interazione con riferimento ad un caso reale. La previsione del modello, in termini di sollecitazioni sul rivestimento, è stata confrontata con i dati di monitoraggio, evidenziando un migliore accordo con il dato sperimentale rispetto ai risultati ottenuti impiegando un legame costitutivo semplice

Un'applicazione atipica del vacuum consolidation per il consolidamento rapido di terreni argillosi nella vasca di colmata di Gaeta

La nota presenta un adattamento della classica tecnica del vacuum consolidation per la sua applicazione in condizioni subacquee, nell'ambito del consolidamento dei terreni a grana fine della vasca di colmata di Gaeta (LT). L’approfondimento dei fondali antistanti il Porto richiede l’escavo di circa 360 000 m3 di sedimenti prevalentemente a grana fine che saranno refluiti in una vasca di colmata già esistente, il cui volume è stato preliminarmente incrementato mediante un sovralzo arginale. La principale problematica geotecnica affrontata nello studio è legata al modesto volume della vasca rispetto ai volumi di terreno interessati dall'escavo. La soluzione ideata prevede l’utilizzo di sistemi drenanti accoppiati ad un sistema di vacuum consolidation che hanno lo scopo di incrementare la capacità ricettiva della vasca accelerando i processi di consolidazione e aumentando lo stato tensionale efficace

Modellazione numerica dei processi di consolidazione dei fanghi di dragaggio nella vasca di colmata di Gaeta

L’immissione in vasca di colmata è una delle principali e più efficienti opzioni di gestione dei materiali di dragaggio. Quando vengono impiegate draghe aspiranti-refluenti, il terreno viene immesso in vasca ad alti rapporti volumetrici acqua:solido e subisce poi significative variazioni di stato, delle proprietà meccaniche e di permeabilità. Nella nota, con riferimento alla vasca di colmata di Gaeta (LT), si illustrano due strategie di modellazione numerica messe a punto impiegando codici di calcolo di diversa complessità per simulare le peculiarità di questa classe di problemi al finito. I risultati ottenuti mostrano che, anche utilizzando un modello semplice, formulare oculatamente le ipotesi necessarie alla modellazione e identificare correttamente le condizioni di carico permette di descrivere i fenomeni in modo ingegneristicamente soddisfacente

Implementazione e utilizzo di un modello costitutivo avanzato per argille nella risoluzione di problemi al finito: studio del comportamento di gallerie realizzate mediante scavo meccanizzato

La realizzazione in sotterraneo di opere civili rappresenta una soluzione valida e sostenibile sia dal punto di vista ingegneristico che da quello ambientale, sia in area urbana che extra-urbana. Lo studio delle gallerie ha tradizionalmente richiesto l’adozione di importanti ipotesi semplificative, che sono state parzialmente e gradualmente rimosse grazie ai rilevanti progressi della ricerca in questo campo ed alla diffusione dell’analisi numerica. Tuttavia, la complessità del problema è tale che la progettazione di questa tipologia di opere risente ancora di un marcato empirismo. Il lavoro sviluppato nella tesi si inquadra all’interno di un filone di ricerca che ha come obiettivo di lungo termine la messa a punto di procedure di calcolo robuste che permettano di valutare accuratamente le caratteristiche di sollecitazione sui rivestimenti, necessarie per una corretta progettazione. La tesi affronta lo studio dell’interazione terreno-rivestimento nel caso di gallerie realizzate mediante scavo meccanizzato in terreni a grana fine. Si tratta di fenomeni complessi nei quali il comportamento meccanico delle argille svolge un ruolo di grande rilevanza; le non linearità e la significativa dipendenza dal percorso di carico, nonché l’interazione acqua-scheletro solido, essenziale per una accurata valutazione delle sovrappressioni interstiziali in condizioni non drenate, richiedono infatti l’impiego di legami costitutivi avanzati, in grado di simulare fedelmente tali aspetti della risposta tensio-deformativa. Per tale ragione nella tesi è stato implementato un modello costitutivo a incrudimento cinematico per argille naturali, ritenuto idoneo allo studio dello specifico problema applicativo. Il modello è stato impiegato nell’analisi del problema al finito con riferimento ad un caso di studio, adoperando una metodologia innovativa che prevede l’utilizzo accoppiato di analisi piane ed analisi assialsimmetriche. I risultati delle analisi numeriche sono stati confrontati con i dati di monitoraggio relativi ad un caso di studio e con i risultati di analisi condotte impiegando un legame costitutivo semplice

Design of an underground railway station beneath a historic building in Rome and class A predictions of the induced effects

The railway station Flaminio, currently located at street level, will be relocated underground to connect the railway with the existing line A metro station. This paper describes the technical and technological solutions adopted in the design to minimize tunnelling-induced effects on the surface and, in particular, on an old masonry building, whose foundations are very close to the roof of the new three-tunnel station. To reduce the risks, pre-confinement works and soil improvements were designed; furthermore, a very stiff pre-support system consisting of 36 horizontal steel pipes filled with concrete, located just above the tunnels and installed using a special Micro Tunnel Boring Machine, was devised. The paper also presents the numerical models developed both in 2D and 3D to study the soil-structure interaction and the class A predictions in terms of expected settlements and potential damages induced

Optimized Flight Preparation Process for the First Vega Ride-Share Mission

The first European ride-share mission will be carried out by the Vega launch system in mid 2019. The VEGA PoC (Proof of Concept) flight using the SSMS (Small Satellite Mission Service) hardware was conceived in the context of ESA LLL Initiative. This paper describes the Light Sats aggregate selection process and the preparation of the first European ride-share mission with Vega launcher, update on the hardware preparation status and provide insight on the methods and tools used for its implementation. Based on Vega flights accumulated experience, the development of multi-Payload mission concept started from analysis of the activities currently foreseen to fly a single payload mission adapted to the needs multi payload rideshare missions. Evaluation of impacts in terms of technical feasibility, missioning schedule and related programmatic and cost elements where considered for the missioning of the Light Sats launch service. Major elements of the process described in this paper envelope mission analysis, launch preparation including AIT approach and launch service aspects with customers, before and after launch service agreement signature. The described process is intended to constitute a first step using the Vega launch system, useful towards the ultimate goal to support the definition of a finally optimized process applicable to all European launchers

Comparative study of the Martian suprathermal electron depletions based on Mars Global Surveyor, Mars Express and Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN missions observations

Nightside suprathermal electron depletions have been observed at Mars by three spacecraft to date: Mars Global Surveyor, Mars Express, and the Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN (MAVEN) mission. This spatial and temporal diversity of measurements allows us to propose here a comprehensive view of the Martian electron depletions through the first multispacecraft study of the phenomenon. We have analyzed data recorded by the three spacecraft from 1999 to 2015 in order to better understand the distribution of the electron depletions and their creation mechanisms. Three simple criteria adapted to each mission have been implemented to identify more than 134,500 electron depletions observed between 125 and 900 km altitude. The geographical distribution maps of the electron depletions detected by the three spacecraft confirm the strong link existing between electron depletions and crustal magnetic field at altitudes greater than ~170 km. At these altitudes, the distribution of electron depletions is strongly different in the two hemispheres, with a far greater chance to observe an electron depletion in the Southern Hemisphere, where the strongest crustal magnetic sources are located. However, the unique MAVEN observations reveal that below a transition region near 160–170 km altitude the distribution of electron depletions is the same in both hemispheres, with no particular dependence on crustal magnetic fields. This result supports the suggestion made by previous studies that these low-altitudes events are produced through electron absorption by atmospheric CO2

Stability analysis of the Martian obliquity during the Noachian era

We performed numerical simulations of the obliquity evolution of Mars during the Noachian era, at which time the giant planets were on drastically different orbits than today. For the preferred primordial configuration of the planets we find that there are two large zones where the Martian obliquity is stable and oscillates with an amplitude lower than 20$^\circ$. These zones occur at obliquities below 30$^\circ$ and above 60$^\circ$; intermediate values show either resonant or chaotic behaviour depending on the primordial orbits of the terrestrial planets

Recent and Current Educational Research with and in Developing Countries by Researchers from Britain

SUMMARY A survey of British work on education in developing countries lists projects under a number of headings — from ‘qualifications and job selection’, to ‘small countries’, and ‘in service training’. The article ends with a plea for more interdisciplinary work, as well as more cross?national collaboration. RESUMEN Investigación educacional británica reciente con y en los países en desarrollo Este estudio del trabajo británico sobre educación en los países en desarrollo, proporciona una lista de proyectos bajo títulos que van desde ‘calificaciones y selección de trabajo’ a ‘países pequeños’ y ‘en capacitación de servicio’. El artículo termina solicitando mayor trabajo interdisciplinario y mayor colaboración bilateral. SOMMAIRE La récente recherche actuelle sur l'éducation par des chercheurs de Grande?Bretagne avec et dans les pays en voie de développement Un rapport du travail britannique sur l'éducation dans les pays en voie de développement énumère les projets sous différentes rubriques — de ‘qualifications et sélection d'emploi’, à ‘petits pays’, et ‘formation sur le tas’. L'article se termine par des arguments pour un travail plus interdisciplinaire, ainsi qu'une plus grande collaboration transnationale