Metodi all'equilibrio limite e agli elementi finiti applicati allo studio della stabilità di un pendio soggetto a scavi profondi a fini urbanistici

Abstract

Il presente elaborato affronta il tema dell’instabilità dei versanti, una criticità ampiamente diffusa sul territorio italiano, caratterizzato da un’orografia complessa e variegata. L’arco alpino, la dorsale appenninica e i molteplici rilievi collinari e montuosi che punteggiano la penisola rendono il Paese particolarmente vulnerabile ai fenomeni di dissesto, con implicazioni significative per la sicurezza e la sostenibilità delle infrastrutture civili. Sia i pendii naturali che quelli artificiali possono esserne interessati, rendendo necessario un approccio multidisciplinare che integri competenze di ingegneria strutturale, geotecnica e geologica. Lo studio si concentra su un caso applicativo riguardante la costruzione di un complesso residenziale su un ripido versante collinare. A supporto dell’intervento edilizio sono stati previsti rilevanti lavori di sbancamento, finalizzati a riconfigurare il pendio mediante gradonatura sistematica, al fine di ottenere delle superfici pianeggianti funzionali alla realizzazione delle opere e utili per la gestione del cantiere. Il lavoro si focalizza sulla progettazione e verifica di un sistema di paratie tirantate a sostegno dei fronti verticali di scavo. L’analisi è condotta con un approccio integrato, combinando i metodi all’equilibrio limite per la valutazione della stabilità con la modellazione numerica agli elementi finiti per studiare il comportamento meccanico del sistema e stimare le deformazioni attese. L’obiettivo è analizzare l’interazione terreno-struttura, non con l’intento di proporre una soluzione progettuale esaustiva, bensì di evidenziare il contributo essenziale della modellazione teorica e numerica nella comprensione e nella gestione dei fenomeni geotecnici complessi.

This paper addresses slope instability, a widespread issue across Italy’s complex and varied orography. The Alpine arc, the Apennine ridge, and the numerous hilly and mountainous sectors that punctuate the peninsula render the country particularly susceptible to slope-failure events, with far-reaching implications for the safety, resilience, and long-term sustainability of civil infrastructure. Both natural slopes and engineered cuts may be involved, necessitating a multidisciplinary approach that integrates structural, geotechnical, and geological expertise. The present analysis examines a case study involving the construction of a residential complex on a steep hillside. Extensive earthworks were planned to support the development, aiming to reconfigure the slope through systematic benching and terracing, thereby generating level platforms optimized for foundation installation, construction operations, and efficient site management. This investigation focuses on the design and verification of an anchored retaining wall system supporting the vertical excavation faces. The analysis employs an integrated methodology: limit-equilibrium methods for stability assessment, coupled with finite-element numerical modeling to investigate the mechanical behavior of the soil-structure system and estimate the expected deformations. The objective is to analyze soil-structure interaction, not with the intention of proposing an exhaustive design solution, but rather to highlight the essential contribution of theoretical and numerical modeling in understanding and managing complex geotechnical phenomena.