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Comprensione del comportamento reale di opere geotecniche attraverso un sistema innovativo per la misura delle deformazioni tramite sensori distribuiti in fibra ottica
Nell'ingegneria geotecnica il monitoraggio in situ è fondamentale per assicurarsi che il progetto sia affidabile, che la costruzione sia eseguita in sicurezza e che l'opera geotecnica in costruzione soddisfi le specifiche stabilite dalla committenza. Il monitoraggio deve arricchire il bagaglio di esperienza ingegneristica attraverso il confronto del comportamento reale con quello previsto dal progetto. In questa conferenza viene presentato un sistema innovativo per la misura delle deformazioni tramite sensori distribuiti in fibra ottica. Il sistema equivale a miglia di estensimetri disposti lungo un cavo connesso a strutture, immerso nel terreno o cementato in un foro di sondaggio. La semplice e veloce procedura d’installazione fa sì che la misura con sensori distribuiti in fibra ottica sia confrontabile con quella di altre tecniche convenzionali. In questa nota sono descritti diversi casi di studio in cui i sensori distribuiti in fibra ottica sono stati utilizzati per monitorare il comportamento di strutture geotecniche durante la costruzione o sotto l'influenza di strutture adiacenti. La disponibilità di dati di deformazione distribuiti all’interno delle strutture ha fornito ulteriori conoscenze sul comportamento “reale”di pali, muri di sostegno e gallerie, difficilmente ottenibili con sistemi di monitoraggio di tipo convenzionale. La comprensione del comportamento effettivo o “reale” delle opere geotecniche consente di costruire strutture che siano potenzialmente più economiche (ridotto diametro dei pali, paratie più sottili e minori strutture di rinforzo) e tuttavia sicure. L’utilizzazione dei più recenti ritrovati nel campo della strumentazione in situ e dei sistemi di monitoraggio, consente di raggiungere una maggiore incisività nel colmare lo iato esistente tra teoria e applicazioni pratiche.
Field monitoring is essential in geotechnical engineering in order to ensure that (i) the design is sound, (ii) the construction is executed safely, and (iii) the geotechnical structure we built satisfies the specifications set by the clients. It has to be part of gaining engineering experience by comparing the actual behaviour with the design prediction. In this paper, an innovative distributed fibre optic strain measurement system is introduced. The system allows us to have thousands of “strain gauges” along a single cable connected to structures, embedded in soil or grouted into boreholes. Because of the simple and quick installation technique, distributed optical fibre sensing can be as equally practical as the other conventional measurements. This paper describes several case studies where fibre optic based distributed strain measurement systems were used to monitor the performance of geotechnical structures during construction or when influenced by adjacent structures. The distributed nature of strain data provided additional insights into the “real” behaviour of piles, retaining walls and tunnels, which would be difficult to gain from conventional monitoring systems. The understanding of the actual or ‘real’ performance of geotechnical structures provides more opportunity for us to make potentially more economical (i.e. smaller diameter pile, thinner wall or less reinforcement) and yet safe geotechnical structures. By using recent advances in field instrumentation and monitoring systems, we can be more proactive than we used to in closing the gap between theory and applications.
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