Presentazione

Il Corso di Dottorato in Ingegneria Strutturale e Geotecnica, di durata triennale, si colloca al terzo livello della formazione universitaria ed è finalizzato ad assicurare l'avviamento alla ricerca scientifica e fornire le competenze necessarie per esercitare attività di ricerca, anche a livello internazionale, e attività professionali di alta qualificazione con particolare riferimento alle tematiche proprie della Meccanica dei Solidi e delle Strutture, inclusi i terreni e le fondazioni.
Argomenti di interesse riguardano la ricerca di base e avanzata su: aspetti costitutivi relativi a materiali tradizionali (murature) e "innovativi" (compositi, nano-compositi, bio-materiali); dinamica delle strutture; stabilità delle strutture; geomeccanica e ricerca applicata nel settore strutturale e geotecnico in riferimento ad attività connesse con la difesa del suolo, la prevenzione del patrimonio edilizio e monumentale dal rischio sismico, l'adeguamento di infrastrutture, il risparmio energetico.
Il Dottorato di Ricerca in particolare comprende i temi propri dei settori scientifici disciplinari di Scienza delle Costruzioni, Tecnica delle Costruzioni e Geotecnica specificati nelle seguenti declaratorie.

SCIENZA DELLE COSTRUZIONI
Il settore si interessa dell’attività scientifica e didattico-formativa inerente la meccanica dei solidi, dei materiali e delle strutture. I contenuti scientifico-disciplinari riguardano le conoscenze teoriche e sperimentali relative alla risoluzione dei problemi legati alla determinazione del comportamento meccanico (anche in presenza di accoppiamenti multi-fisici) di strutture, con particolare riferimento a organismi o elementi resistenti dell’ingegneria civile, dell’architettura, di altri settori dell'ingegneria o di altre scienze applicate. I problemi affrontati coinvolgono gli aspetti relativi alla statica, la dinamica, la modellazione costitutiva dei materiali tradizionali e "innovativi", la meccanica della frattura e della fatica, la stabilità dell'equilibrio, il controllo strutturale attivo e passivo, la meccanica sperimentale come verifica dei modelli adottati. Le tecniche e i metodi utilizzati sono quelli propri della modellazione fisico-matematica, della meccanica computazionale, della meccanica sperimentale, della diagnostica e dell’identificazione strutturale. Altri temi riguardano l'interazione fra le strutture e l’ambiente fisico che le circonda, la meccanica dei materiali innovativi e delle strutture non convenzionali, indipendentemente dalla scala della loro osservazione e modellazione, lo studio critico dello sviluppo storico dei modelli utilizzati e la lettura in chiave strutturale di manufatti storici e monumentali.

TECNICA DELLE COSTRUZIONI
Il settore si interessa dell’attività scientifica e didattico-formativa inerente teorie e tecniche rivolte sia alla concezione strutturale ed al progetto di nuove costruzioni, sia alla verifica ed alla riabilitazione strutturale di quelle esistenti. I contenuti scientifico-disciplinari riguardano: le azioni sulle costruzioni, compreso l’effetto dell’azione sismica, il comportamento delle strutture in funzione della tipologia e della morfologia, dei materiali, delle tecniche e delle tecnologie, dell’interazione col terreno e con l'ambiente, dei modi e delle strategie d'uso e di controllo; i metodi e gli strumenti per la progettazione strutturale con approccio prestazionale, sistemi strutturali e non-strutturali con materiali tradizionali ed innovativi, la realizzazione e la gestione di strutture; le valutazioni di vulnerabilità, affidabilità, comfort, sicurezza e durabilità; sperimentazione, collaudo e monitoraggio delle costruzioni; le indagini storiche sul costruire, verifiche di sicurezza, modellazione numerica e soluzioni d'intervento strutturale applicabili all’edilizia ordinaria, storica ed ai monumenti; l'architettura strutturale.

GEOTECNICA
Il settore si interessa dell'attività scientifica e didattico-formativa inerente i principi, le teorie e le metodologie analitiche, computazionali e sperimentali per la modellazione fisico-meccanica delle terre e delle rocce e per la valutazione del loro comportamento in problemi al finito in cui tali materiali naturali interagiscono con manufatti tipici dell’Ingegneria Civile in condizioni statiche e dinamiche. In particolare, una parte della ricerca è orientata alla osservazione sperimentale del comportamento meccanico dei terreni e delle rocce alla scala dell’elemento di volume, nonché alla correlata formulazione di modelli costitutivi non lineari in grado di riprodurne gli aspetti
salienti. Tali modelli matematici richiedono lo sviluppo di specifiche strategie di integrazione numerica, che costituiscono un altro ambito di ricerca del settore, affinché possano essere implementati in codici di calcolo per l’analisi di problemi al finito. Il passaggio all’analisi del comportamento di opere geotecniche, quali, ad esempio, le fondazioni, le costruzioni in sotterraneo, gli scavi e le opere di sostegno, le gallerie, i rilevati o le dighe in materiali sciolti, richiede, inoltre, di sintetizzare i risultati della caratterizzazione geotecnica pervenendo alla
formulazione di uno specifico modello geotecnico di sottosuolo, la cui definizione è parte integrante del processo di analisi tipico del settore. La ricerca relativa ai suddetti problemi al finito ha un impatto diretto sulla pratica tecnica, sia in sede progettuale, sia nella fase realizzativa delle opere di Ingegneria Civile. Infine, ma non ultimo per importanza, vi è l’ambito di ricerca geotecnica finalizzato all’analisi a differenti scale di problemi connessi ai rischi ambientali che caratterizzano il territorio in cui viviamo. Esso include l’analisi della stabilità di pendii naturali, quella sismica, volta, ad esempio, a quantificare gli effetti di risposta sismica locale o il rischio di occorrenza di fenomeni di liquefazione, ed anche quella riguardante i danni ambientali di origine antropica, con particolare riferimento alla bonifica di siti inquinati.
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I temi del Dottorato in Ingegneria Strutturale e Geotecnica sono centrali nel settore dell’Ingegneria Civile e dell’Architettura, ma possono avere declinazioni anche più ampie verso altri settori come l’Ingegneria Industriale (ad esempio nel campo meccanico, aerospaziale, navale) o la Fisica Matematica, restando caratterizzati dall’attenzione agli aspetti teorici, sperimentali, computazionali, applicativi.
Trovano spazio anche temi di ricerca diversi come la sicurezza in caso di azioni estreme come incendi ed esplosioni, i problemi di meccanica non convenzionale, le tecnologie di frontiera, le tecnologie basate su comportamenti accoppiati o di ispirazione biologica, le problematiche biostrutturali, i metodi di ottimizzazione euristici, i problemi di ‘security’, l’’energy harvesting’, aspetti di sostenibilità, ingegneria forense, aspetti di storia della meccanica strutturale e dei metodi di progettazione.

Il corso di Dottorato di Ricerca in Ingegneria Strutturale e Geotecnica è articolato in due curricula:

a) Ingegneria delle Strutture (Scienza e Tecnica delle Costruzioni)
b) Ingegneria Geotecnica.

Gli argomenti di ricerca favoriti sono vari e caratterizzati da rigore e adeguato approfondimento. Oltre ai temi specifici dei due curricula, sono incoraggiati i lavori di tesi di carattere interdisciplinare anche svolti in collaborazione con diverse Istituzioni (Università, Enti pubblici e privati).
Sono altresì favoriti i lavori di tesi su tematiche trasversali che possano indirizzare i futuri Dottori non solo in ambiti accademici e di ricerca, ma anche verso percorsi professionali qualificati e di alta consulenza.


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