Un approccio micro-macro per la modellazione multiscala di colmate di argilla a blocchi

Dredging and excavation operations in clayey soils generate large volumes of material that are often considered unsuitable for reuse and therefore destined for disposal, resulting in resource wastage and uncontrolled land consumption. The classification of these materials as “unsuitable” largely stems from a lack of technical knowledge concerning their potential reuse, particularly with regard to understanding and modelling the hydro-mechanical processes that influence their properties and geotechnical response when employed as construction materials. This contribution proposes a modelling strategy for the hydro-mechanical behaviour of these materials based on the distinction between two levels of porosity: the porosity of the material constituting the individual blocks and the porosity associated with the voids between them. Particular attention is devoted to the role of mass transfer between inter-block and intra-block voids, for which a formulation based on Cryer’s theory (1963) is proposed. Implemented within a coupled finite-element formulation, the model makes it possible to evaluate the duration of the consolidation process as a function of the characteristic size of the blocks.

Le operazioni di dragaggio e di scavo in materiali argillosi implicano la produzione di grandi volumi di terreno, spesso considerato inadatto al riuso e destinato allo smaltimento, che comporta spreco di risorse e consumo incontrollato di suolo. La classificazione di questi materiali come “inadatti” deriva da una carenza di conoscenze tecniche sul loro possibile riutilizzo, in particolar modo riguardanti la comprensione e la modellazione dei processi idro-meccanici che ne influenzano le proprietà e la risposta geotecnica quando usati come materiali da costruzione. In questo contributo, si propone una strategia di modellazione per il comportamento idro-meccanico di questi materiali, basata sulla distinzione tra due livelli di porosità, ovvero quella del materiale che costituisce i blocchi e quella che descrive i vuoti tra i blocchi. Si mette in evidenza in particolare il ruolo giocato dal trasferimento di massa tra i vuoti “inter” e “intra-blocco”, per il quale si propone una formulazione basata sulla teoria di Cryer (1963). Il modello, implementato in una formulazione del problema accoppiato a elementi finiti, permette di valutare la durata del processo di consolidazione in funzione della dimensione caratteristica dei blocchi.