Nel consolidamento dei rilevati ferroviari, stradali o autostradali può risultare vincente la soluzione delle paratie che si fronteggiano vincolate tra loro con tiranti orizzontali, per il semplice motivo che in questo modo è possibile sfruttare un particolare comportamento del terreno; inoltre, la presenza dei tiranti, che agiscono come vincoli di appoggio, consente di limitare la lunghezza di infissione dei pali o dei micropali nel pieno rispetto delle leggi dell’equilibrio nei confronti delle forze e dei momenti.

Per comprendere il concetto si faccia riferimento alla figura che segue (estratta dal mio testo Teoria e Pratica della Consolidazione dei Terreni), dalla quale risulta che la curva sforzi-deformazioni dei terreni (notoriamente elastoplastica, fortemente non lineare, dipendente dalla storia tensionale e dal livello di sforzo imposto) risponde anche alla presenza dei vincoli imposti, ossia può essere:

• contraente, con degenerazione progressiva della rigidezza qualora il terreno sia sottoposto a prove di compressione cilindrica (o triassiale);
• irrigidente, qualora il terreno sia sottoposto a prove di compressione edometrica.

Nel caso dei rilevati le condizioni edometriche esistono soltanto lungo l’asse verticale baricentrico (essendo asse di simmetria trasversale), mentre in tutti gli altri punti del sottosuolo permangono condizioni triassiali di degenerazione della rigidezza; di conseguenza, la realizzazione delle coppie di paratie reciprocamente vincolate tra loro consente lo sviluppo di condizioni edometriche in ogni punto del sottosuolo contenuto al loro interno, essendo del tutto impedita la dilatazione laterale.

In altre parole, all’interno del complesso rilevato-sottosuolo si vengono a ricreare le condizioni previste dalla curva di compressione edometrica di figura sopra, per la quale vale la condizione K₀ < 1, che conduce ad un continuo incremento di rigidezza dei terreni in funzione delle sollecitazioni imposte, ovvero conduce ad un progressivo incremento della rigidezza indotta dallo stesso traffico ferroviario o stradale (per i dettagli fisico-matematici si veda il Manuale Avanzato di Meccanica delle Terre).

Nel caso dei rilevati ferroviari ho introdotto, tra il 2016 e il 2017 (in qualità di Responsabile del settore Geologia e Progettazione Geotecnica della società d’ingegneria “Petrella Engineering” di Milano), i tiranti in fibra di vetro, essendo del tutto vietati quelli classici stante la presenza delle correnti vaganti.

La loro progettazione ha richiesto la scelta del tipo di fibra e della matrice, seguito dallo studio della micromeccanica del composito (ortotropa) le cui caratteristiche elastomeccaniche E_i, G_ij e ν_ij dipendono da quelle della matrice (E_m, G_ij e ν_m) e del rinforzo (E_r, G_r e ν_r)] combinabili tra loro attraverso la regola delle miscele. A seguire ho progettato il dispositivo di ancoraggio e tesatura, connesso ai tiranti mediante un connettore, la cui lunghezza deve essere tale da garantire la trasmissione degli sforzi attraverso l’uso di apposite colle strutturali di derivazione aeronautica.

Le prove di laboratorio hanno, infine, fornito risultati confrontabili con quelli teorici al punto che tale tecnologia è diventata un format diffusamente adottato in ambiente ferroviario (si veda la figura seguente che illustra alcuni esempi progettuali, in alcuni casi abbinati alla tecnica delle iniezioni di resine poliuretaniche).