L’interazione dinamica palo-terreno è un fenomeno molto studiato da ricercatori nazionali ed internazionali in quest’ultimo decennio: il motivo di tale interesse risiede negli effetti che esso produce sui pali di fondazione, i quali, sotto sollecitazioni sismiche, subiscono uno stato tensionale e deformativo che di fatto va ad aggiungersi a quello causato dalle azioni orizzontali inerziali provenienti dalla sovrastruttura.

Tanto la Normativa Europea (EC8), quanto la nuova Normativa Italiana (NTC’08), riconoscono l’influenza svolta dall’interazione cinematica sulla risposta sismica dei pali di fondazione, prescrivendo analisi di tipo cinematico, allorquando si verificano contemporaneamente alcune condizioni relative alle condizioni stratigrafiche del terreno ed alla sismicità dell’area, oltre che alla classe d'uso della struttura in elevazione.

In tale ambito è prassi comune ricorrere al metodo delle sottostrutture, il quale presuppone che l'interazione cinematica e l'interazione inerziale possano essere studiati separatamente, sovrapponendone quindi gli effetti. Tuttavia, una valutazione accurata del fenomeno richiede uno studio dinamico a tre componenti pali-terreno-sovrastruttura di notevole complessità.

Nella presente memoria sono mostrati alcuni risultati di due studi svolti in parallelo: uno di interazione dinamica completa e l’altro di sola interazione cinematica, effettuati con riferimento ad un palo di fondazione immerso in un terreno che presenta una discontinuità stratigrafica; ovvero in un terreno con due strati caratterizzati da velocità delle onde di taglio leggermente diverse, condizione poco studiata nella letteratura geotecnica e non presa in considerazione dalle vigenti normative. Sono state realizzate modellazioni agli elementi finiti in campo tridimensionale: nello specifico, è stata analizzata l’incidenza dell’interazione cinematica sul momento totale, nonchè l’entità dell’errore commesso nel valutare separatamente gli effetti inerziali da quelli cinematici. Le analisi sono state effettuate prevedendo una modesta variazione del rapporto delle velocità delle onde di taglio  dei due strati di terreno.

Alla base dei sistemi F.E.M. sono stati applicati 30 accelerogrammi reali, scalati a 1 m/s², con diverso contenuto in frequenza: il terreno è stato suddiviso con elementi “3D-solid”, mentre il palo di fondazione con elementi monodimensionali di tipo “beam”.

I risultati mostrano chiaramente che l’aliquota del momento cinematico in testa al palo non è mai trascurabile: inoltre, confrontando i valori del momento totale in testa al palo con quelli massimi localizzati in corrispondenza  della discontinuità, si sono individuati alcuni casi in cui i valori sono paragonabili. Si comprende l’importanza di dimensionare l’armatura dei pali per momenti flettenti derivanti da studi di interazione dinamica completa, con particolare attenzione alla profondità di localizzazione di discontinuità stratigrafiche, dove i valori del momento flettente potrebbe essere rilevante ai fini progettuali.