Vibrazioni indotte nel terreno da treni ad alta velocità: modellazione numerica di un caso reale

Il presente lavoro di tesi ha riguardato lo studio delle vibrazioni indotte nel terreno dal passaggio di un treno, con particolare riferimento ai seguenti aspetti del problema:
1. ampiezza e caratteristiche spettrali delle vibrazioni alla sorgente (in corrispondenza delle rotaie);
2. modifica del segnale vibratorio ad opera del binario;
3. ampiezza e caratteristiche spettrali delle vibrazioni sul terreno;
4. effetto delle varie grandezze in gioco (caratteristiche del treno, distanza dal binario, velocità del treno) sulle vibrazioni indotte nel terreno;
5. modellazione numerica della propagazione delle vibrazioni nel sottosuolo;
6. efficacia delle barriere e delle trincee come sistema di attenuazione delle vibrazioni ferroviarie.

Il lavoro svolto è stato incentrato sullo studio di un caso reale, per il quale è stato possibile disporre di misure sperimentali delle vibrazioni prodotte dal passaggio di treni ad Alta Velocità (Degrande et al., 2000). Un’attenta analisi dei dati sperimentali ha consentito di trarre utili informazioni sulle caratteristiche delle vibrazioni ferroviarie e sulle principali grandezze in gioco.
I dati stessi hanno permesso la validazione di un modello numerico agli elementi finiti, consentendo l’individuazione dei fattori più importanti e delle maggiori difficoltà che si incontrano nella modellazione numerica del fenomeno di propagazione delle vibrazioni ferroviarie nel sottosuolo.
Sulla base della dettagliata analisi di letteratura svolta da Sica S.(1997) sono state definite le principali grandezze che governano il potere isolante delle barriere e delle trincee: di primaria importanza risulta il rapporto d/l fra l’altezza del sistema di isolamento e la lunghezza delle onde da schermare.
Come confermato dal modello numerico, proprio tale rapporto limita fortemente l’efficacia delle barriere e delle trincee nel caso delle vibrazioni dovute a linee ferroviarie di superficie, essendo queste ultime caratterizzate da una forte presenza di basse frequenze (e, quindi, elevate lunghezze d’onda).