Il progetto si propone di studiare il comportamento di pali soggetti ad azioni orizzontali, installati in terreni parzialmente saturi. Quando un palo di fondazione è sollecitato da un¿azione ortogonale al proprio asse coinvolge il volume di terreno più superficiale, che tipicamente può trovarsi al di sopra della falda freatica. Tale terreno quindi si trova spesso in condizioni di parziale saturazione. La parziale saturazione conferisce al terreno maggiore rigidezza e resistenza a seconda della forma della curva di ritenzione del terreno, la quale è fortemente legata alla granulometria dello stesso. Sul comportamento dei pali tali effetti si traducono in una riduzione degli spostamenti e delle sollecitazioni per l'opera strutturale a parità di carico trasmesso. Attraverso simulazioni numeriche tridimensionali si vuole valutare la possibilità di ottimizzare la progettazione dei pali di fondazione e migliorare in generale la comprensione del problema di interazione. Si vuole valutare inoltre l¿effetto che una variazione delle condizioni idrauliche al contorno ha sulla stabilità dell'opera considerando sia oscillazioni del livello della superficie libera che la saturazione dovuta a processi di infiltrazione dal piano campagna. L'impianto teorico e matematico necessario a condurre le analisi e ad interpretare i risultati è il modello di Cam-Clay modificato esteso al parzialmente saturo (Tamagnini, Desideri 2004), per il comportamento alle medie e grandi deformazioni. Il modello di calcolo verrà calibrato sulla base dei risultati di una campagna sperimentale in centrifuga geotecnica effettuata all'Ifsttar di Nantes dal responsabile del progetto, focalizzata proprio sull'interazione palo-terreno in condizioni di parziale saturazione. Si cercherà quindi di fornire delle soluzioni pratiche e semplici che siano di aiuto ai progettisti.
I recenti sviluppi tecnologici, soprattutto nel campo della modellazione numerica consentono di modellare problemi alquanto complessi in tempi ragionevoli. Attraverso un modello tridimensionale un legame costitutivo avanzato per il terreno, si vuole valutare l'influenza della parziale saturazione nella progettazione dei pali di fondazione soggetti ad azioni orizzontali unendo alla consolidata esperienza nella progettazione dei pali le nuove conoscenze sulla meccanica dei terreni parzialmente saturi. Tale processo può portare ad un'ottimizzazione della progettazione stessa, sfruttando al meglio le potenzialità del sottosuolo. La modellazione numerica dei terreni parzialmente saturi è molto diffusa per simulare o riprodurre il comportamento delle opere in terra quali i rilevati stradali o gli argini fluviali, mentre ancora poco si è fatto per quanto riguarda l'interazione terreno struttura. Esistono diversi approcci per modellare il comportamento dei terreni parzialmente saturi. Uno di questi, sviluppato presso il DISG (Tamagnini 2004), si presta bene alla simulazione di problemi al finito, perché essendo formulato in tensioni efficaci, consente di passare agilmente dalle condizioni sature a quelle non sature e viceversa. Nel modello il legame tra la suzione e il grado di saturazione del terreno è legato dalla curva di ritenzione del terreno alla quale è possibile assegnare un ciclo di isteresi.
I pali soggetti ad azioni orizzontali coinvolgono in genere gli strati del terreno prossimi al piano campagna che, molto spesso, si trovano al di sopra della superficie libera della falda. I terreni al di sopra della falda si trovano in condizioni di parziale saturazione che può essere correttamente modellata grazie anche al codice di calcolo sviluppato presso il DISG.
Il modello di calcolo che verrà sviluppato nel progetto consentirà una valutazione dettagliata dei percorsi di carico a cui è soggetto il terreno permettendo così acquisire una maggiore conoscenza del problema. Con il modello sarà possibile valutare esplicitamente la dipendenza della CRI dall'indice dei vuoti e valutare e razionalizzare gli effetti di quest'ultima e della posizione della superficie libera sui parametri di maggior interesse per la progettazione dei pali di fondazione.