La ricerca geotecnica nel Progetto DPC-ReLUIS 2024-2026: dai meccanismi di instabilità all’interazione terreno-fondazione-struttura

L’articolo propone una lettura organica delle principali attività di ricerca nel campo della geotecnica sismica, sviluppate nell’ambito del Progetto DPC-ReLUIS 2024-2026, così come presentate al Convegno 2025 da Francesco Silvestri. Il contributo inquadra i risultati più recenti sui temi della liquefazione, della stabilità dei pendii e dell’interazione terreno-fondazione-struttura, mettendo in evidenza il valore di un approccio sistemico alla sicurezza sismica. Emergono con forza il ruolo della sperimentazione, l’uso di modelli numerici avanzati e l’importanza dell’integrazione tra ingegneria strutturale e geotecnica. L’obiettivo è offrire al lettore una sintesi critica dello stato dell’arte e delle prospettive di ricerca, con ricadute dirette sulla pratica progettuale.

Il ruolo del Work Package geotecnico nel quadro del Progetto DPC-ReLUIS

Nel corso del Convegno 2025 del Progetto DPC-ReLUIS 2024-2026 sono stati presentati gli avanzamenti delle attività di ricerca sviluppate dalle unità coinvolte nei 18 Work Package previsti dall’Accordo. In questo quadro si inserisce il contributo del Work Package geotecnico, coordinato da Stefano Aversa e articolato in due task principali: la stabilità dei siti, linea di ricerca coordinata da Sebastiano Rampello, e l’interazione terreno-fondazione-struttura, tematica coordinata da Francesco Silvestri, che ha effettuato la relazione nel corso dell'evento.

Le competenze geotecniche non sono tuttavia confinate in un unico ambito tematico, ma attraversano trasversalmente più Work Package, in particolare quello finalizzato alla definizione dell’input sismico e alla risposta sismica locale (WP 18), ambiti nei quali le caratteristiche del sottosuolo e il comportamento dinamico dei terreni rivestono un ruolo determinante. L’approccio complessivo del Progetto mira quindi a superare una visione settoriale dei problemi, favorendo una lettura integrata dei fenomeni che coinvolgono il sistema terreno-struttura nel suo insieme.

Liquefazione e instabilità dei pendii: modelli previsionali, osservazioni in sito e tecniche di mitigazione

Una parte rilevante delle attività del WP geotecnico è dedicata allo studio della liquefazione dei terreni granulari saturi e alla stabilità sismica dei pendii.

Sul fronte della liquefazione, la ricerca si muove lungo due direttrici principali. La prima mira a sviluppare metodi previsionali per la valutazione dell’innesco del fenomeno e delle sue ricadute sul costruito, a partire dai tradizionali approcci basati sul confronto tra sollecitazioni cicliche indotte dal sisma e resistenza ciclica del terreno, integrandoli con l’uso di prove in sito e parametri geotecnici avanzati. In questo contesto, l’esperienza italiana nello sviluppo e l’interpretazione della prova dilatometrica consente di affinare le correlazioni empiriche, includendo anche l’effetto della frazione fine sulla stima della suscettibilità alla liquefazione.

Accanto agli sviluppi teorici e numerici, un ruolo centrale è svolto dalla sperimentazione. Le prove di laboratorio e le osservazioni in scala reale permettono di cogliere effetti di sistema che emergono nei depositi stratificati, dove strati liquefacibili e non liquefacibili interagiscono durante l’evento sismico. I risultati mostrano come la distribuzione degli spessori e la posizione relativa degli strati influenzino in modo significativo la resistenza ciclica complessiva del deposito. Le indagini post-sisma condotte dopo il terremoto in Turchia hanno inoltre offerto un importante banco di prova per mettere in relazione i cedimenti osservati negli edifici con le proprietà geotecniche misurate in sito, contribuendo allo sviluppo di relazioni predittive utili per la valutazione del danno atteso.

Parallelamente, la ricerca affronta il tema della mitigazione della liquefazione, esplorando soluzioni innovative come i trattamenti con silice colloidale e le tecniche di parziale saturazione mediante iniezione di aria compressa. Le prime evidenze sperimentali indicano incrementi significativi della resistenza anche con percentuali modeste di additivo, mentre le indagini sulla parziale saturazione si concentrano oggi soprattutto sulla durabilità degli interventi nel tempo, aspetto cruciale per un’applicazione su larga scala.

Sul versante della stabilità dei pendii, l’attenzione si è ampliata rispetto alle precedenti convenzioni, includendo in modo più sistematico i pendii in roccia, che statisticamente rappresentano una quota rilevante dei dissesti sismici osservati. Gli studi riguardano sia i meccanismi di innesco, legati al degrado delle asperità e alle geometrie dei blocchi rocciosi, sia le fasi di propagazione del crollo, modellate attraverso approcci numerici avanzati applicati a casi reali. Per i pendii in terra, l’innovazione metodologica passa attraverso l’introduzione di modelli che tengono conto dell’incremento delle pressioni interstiziali e dell’interazione tra fattori meteorici e sismici, superando gli schemi tradizionali basati su ipotesi semplificate e consentendo una valutazione più realistica degli spostamenti permanenti.

Ricerca e Protezione Civile insieme per la riduzione del rischio sismico: il Convegno DPC-ReLUIS 2025
Il Convegno 2025 del Progetto DPC-ReLUIS ha presentato l’avanzamento delle attività dei 18 Work Package e il confronto con il Dipartimento della Protezione Civile. Due giornate dedicate a ricerca, prevenzione e applicazioni operative per il sistema di protezione civile.
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Dall’interazione terreno-fondazione-struttura a una visione di sistema per la sicurezza sismica

Il secondo grande filone di ricerca del WP geotecnico riguarda l’interazione terreno-fondazione-struttura, affrontata con l’obiettivo di superare l’impostazione classica che separa rigidamente il comportamento del sottosuolo da quello della struttura. Le attività spaziano dallo studio delle fondazioni superficiali soggette a cinematismi rotazionali (rocking), analizzate attraverso modellazione numerica e prove su prototipi fisici, fino alle fondazioni intermedie e profonde di ponti e viadotti, per le quali vengono sviluppati domini di resistenza che tengono conto della simultaneità delle azioni orizzontali, verticali e flettenti e delle condizioni di vincolo imposte dall’impalcato.

Un aspetto particolarmente innovativo riguarda l’analisi degli effetti di gruppo tra fondazioni, che mette in discussione l’ipotesi di indipendenza dei singoli elementi di fondazione ancora largamente utilizzata nella pratica progettuale. Gli studi su aggregati edilizi reali colpiti da recenti eventi sismici, come nel caso di Visso dopo la sequenza del 2016-2017, mostrano come l’interazione tra fondazioni contigue modifichi in modo significativo la risposta globale del sistema edificio-terreno. Analogamente, le ricerche sulle fondazioni miste e profonde mirano a fornire strumenti di progetto più aderenti alla complessità reale delle strutture infrastrutturali.

Nel complesso, il quadro che emerge dalle attività del Progetto DPC-ReLUIS 2024-2026 è quello di una progressiva evoluzione verso una concezione sistemica della sicurezza sismica, in cui il comportamento del terreno, delle fondazioni e delle strutture viene analizzato in modo integrato. L’invito a uscire dalla “comfort zone”, richiamato in apertura del Convegno, trova riscontro concreto nella crescente contaminazione tra ingegneria strutturale e geotecnica e nel superamento di modelli semplificati come l’ipotesi di base fissa o la separazione delle verifiche nelle diverse direzioni di carico. In questa prospettiva, la ricerca in corso non rappresenta solo un avanzamento scientifico, ma anche un passo verso pratiche progettuali più consapevoli e coerenti con la complessità dei fenomeni reali.

IN SINTESI
-Avanzamento dei metodi di previsione della liquefazione e integrazione tra prove in sito e di laboratorio, modellazione numerica e osservazioni post-sisma.
-Sviluppo e verifica sperimentale di tecniche innovative di mitigazione della liquefazione, con attenzione alla durabilità degli interventi.
-Nuovi approcci alla valutazione della stabilità sismica dei pendii in roccia e in terra, includendo gli effetti delle pressioni interstiziali e dei fattori meteorici.
-Evoluzione dei modelli di interazione terreno-fondazione-struttura, con superamento delle ipotesi di base fissa e analisi degli effetti di gruppo tra fondazioni.
-Verso una visione di sistema della sicurezza sismica, basata sulla contaminazione tra ingegneria strutturale e geotecnica.

DI SEGUITO LA REGISTRAZIONE INTEGRALE DELL'INTERVENTO DI FRANCESCO SILVESTRI.

Il testo è stato elaborato mediante la videoregistrazione dell'intervento, con l'uso dell'IA.