Il progetto di Dottorato di ricerca del proponente riguarda lo studio degli effetti di danneggiamento indotti in ammassi rocciosi da sollecitazioni dinamiche (vibrazioni) ricorrenti, quali quelle indotte dal transito ferroviario. Il cumularsi di tali effetti nel tempo, può condurre a processi di neo-fratturazione, a loro volta precursori di eventi di frana per crollo o scorrimento da pareti in roccia. Oltre che alle forzanti vibrazionali di origine antropica, l¿ammasso roccioso risulta soggetto anche a quelle naturali, in particolare il vento e le escursioni termiche. Il Progetto di Avvio alla Ricerca è volto, pertanto, ad approfondire alcuni aspetti della suddetta tematica, sfruttando i dati che deriverebbero dall¿installazione di un sensore sismometrico ad elevata sensibilità, che sarebbe possibile collegare ad un sistema di acquisizione già disponibile presso il Dipartimento di Scienze della Terra (DST).
L¿impiego del nuovo sensore sismometrico, andrebbe ad integrare il sistema di monitoraggio ambientale, tenso-deformativo e sismometrico installato su un blocco di roccia predisposto a fenomeni di crollo nel sito sperimentale di Acuto (FR), già selezionato nell¿ambito del Progetto di Eccellenza del DST.
Tale sensore permetterebbe di impostare un confronto fra i diversi set di dati, al fine di rilevare la sussistenza di rapporti di causa-effetto fra le diverse condizioni ambientali e il comportamento vibrazionale del blocco di roccia. Inoltre, il sensore potrà poi essere impiegato per medesime sperimentazioni su un altro ammasso roccioso collocato in prossimità di una linea ferroviaria attiva.
Quale fine della ricerca, l¿analisi degli effetti di danneggiamento degli ammassi rocciosi, legati al cumularsi dell¿effetto delle sollecitazioni dinamiche nel tempo e delle forzanti naturali meteo-climatiche, può portare alla valutazione della pericolosità associata ai fenomeni di frana per distacco di blocchi, nell¿ottica della mitigazione del rischio ad essi associato.
L¿approccio quantitativo allo studio dei fenomeni di rock mass damaging ed alla loro stabilità nel lungo termine, consiste nel realizzare delle modellazioni numeriche i cui parametri meccanici richiesti dai modelli vengono progressivamente modificati in modo da rispecchiare i valori rilevati da sensori tenso-deformativi e microsismometrici installati in sito (Xu et al. 2014; Tang et al. 2015). In tali studi, sono poi utilizzati degli indici di danneggiamento quantificati a partire da misure di variazioni di tensione, deformazione o energia rilasciata in forma di emissioni acustiche e/o vibrazionali. Tuttavia, questi studi non considerano gli effetti della viscosità, basandosi solamente sul decadimento dei parametri meccanici, e peraltro, ritengono migliorabili le tecniche di monitoraggio microsismico adottate.
L¿innovatività della ricerca qui proposta risiede, quindi, nell¿intento di studiare come le variazioni di viscosità dell¿ammasso roccioso indotte dal progressivo danneggiamento, possano implicare un aumento del tasso di deformazione per creep e quindi anticipare la fase terziaria che porta al collasso generalizzato dell¿ammasso.
Poiché il ripetersi e l¿accumularsi di oscillazioni termiche può rappresentare un fattore predisponente per le frane in roccia, causando deformazioni non reversibili all¿interno dell¿ammasso roccioso (Gunzburger et al., 2005), questa ricerca consentirebbe di studiare anche il contributo dei fattori ambientali, in particolar modo dell¿escursione termica giornaliera e di lungo periodo, nel determinare fenomeni di danneggiamento dell¿ammasso roccioso.
Inoltre, la messa a punto di una metodologia di analisi del rumore sismico ambientale, volta all¿individuazione di variazioni nel suo andamento (trend), imputabili a fenomeni di danneggiamento, può rappresentare un nuovo approccio per il riconoscimento di un incipiente processo di fratturazione, ed essere quindi utile ai fini dell¿allertamento per fenomeni di frana.