La ricerca svolta dai dottorandi è strettamente affine a quella svolta nel Dipartimento ed è testimoniata dalla ricca produzione scientifica, pubblicata su riviste scientifiche contenute nelle banche dati internazionali “Scopus” e “Wos”, negli Atti di congressi italiani e internazionali e in capitoli di libri.
Per lo sviluppo del lavoro di tesi i dottorandi, anche grazie ai contatti dei membri del Collegio, i dottorandi hanno avuto la possibilità di svolgere il loro soggiorno presso numerose e prestigiose università estere.
DI SEGUITO SI RIPORTANO LE RELAZIONI ANNUALI DETTAGLIATE DEI DOTTORANDI DEL 39mo, 38mo e 37mo ciclo
Tutti i Dottorandi del 39° ciclo hanno presentato una relazione sulle attività formative e di ricerca per l'ammissione all’anno successivo. Si riportano i temi di ricerca e la produzione scientifica per ciascun dottorando:
- Comella Maria Chiara
In the first year of my PhD in Structural and Geotechnical Engineering at Sapienza University of Rome, I identified the research field I will focus on for my doctoral thesis. This field deals with plastic-damage models with gradient plasticity. Specifically, starting from the variational plastic-damage model developed during the XXV PhD cycle by Roberto Alessi, I will investigate the inclusion of first-order terms related to the plastic strain field in the functional representing the total energy to be minimized, aiming to find solutions through a variational approach. In relation to this research topic, I submitted a “Progetto per Avvio alla Ricerca Tipo 1”, which allowed me to secure funding that will be used to participate in conferences or other activities related to my research. During this first year, I studied and deepened my knowledge of elasticity and plasticity theory, fundamental topics for the research I will be conducting throughout my PhD. Additionally, I was awarded a tutoring scholarship, which enabled me to carry out 40 hours of tutoring in Structural Mechanics (Scienza delle Costruzioni) for the Master’s Degree in Building Engineering-Architecture. I also obtained another tutoring scholarship, for which I have begun tutoring in Solid Mechanics (Scienza delle Costruzioni I) for the Bachelor’s Degree in Civil Engineering. I also attended 10 courses organized by the PhD program in Structural and Geotechnical Engineering, as well as several seminars. Furthermore, I participated in the 10th International Operational Modal Analysis Conference (IOMAC 2024), where I submitted two contributions and presented them during the event.
Number of months spent abroad in academic institutions 0
Number of courses/seminars attended 17 (15 of which organised by the PhD)
Number of publications in journal papers 0
Number of publications in conference proceedings 2
Number of presentations in attended conferences 2
Number of supplementary teaching activity 1 course (40 hours)
- Di Santo Giacomo
L’argomento di ricerca di cui mi occuperò durante il dottorato riguarda la valutazione del danno indotto su edifici in muratura dallo scavo di gallerie. Dallo studio della letteratura, finalizzato all’apprendimento della materia e dello stato dell’arte, risulta di fondamentale importanza prevedere in maniera affidabile il comportamento del sistema galleria-terreno-struttura. Questo può essere colto efficacemente attraverso analisi agli elementi finiti accoppiate, in cui i fenomeni di interazione del sistema sono modellati e riprodotti opportunamente. Ho quindi definito un nuovo modello costitutivo fenomenologico elasto-plastico perfetto per riprodurre il comportamento meccanico non lineare della muratura, all’interno delle analisi numeriche accoppiate. Il successivo lavoro, da me svolto, di implementazione del modello nel codice di calcolo commerciale agli elementi finiti PLAXIS, mi ha permesso di validarlo e di utilizzarlo per replicare i risultati di alcune prove sperimentali eseguite su edifici in muratura in scala 1:2. Uno dei vantaggi di questo modello riguarda l’informazione, fornita dai risultati delle analisi, riguardo il giunto e il meccanismo di plasticizzazione della muratura. Inoltre, ho studiato alcuni metodi espliciti per integrare e implementare in futuro in PLAXIS un modello costitutivo per il terreno recentemente sviluppato secondo la teoria della Termodinamica con Variabili Interne. Il lavoro di ricerca è stato arricchito dalla partecipazione a 10 corsi di dottorato erogati dal Dipartimento di Ingegneria Strutturale e Geotecnica, 2 corsi di laurea magistrale in Ingegneria Civile, 5 seminari, 2 scuole di dottorato e 2 conferenze. Sono risultato vincitore di una borsa di studio per il supporto alla didattica del corso “Landslides and Slope Engineering” all’interno del corso di laurea magistrale in “Environmental Engineering”. Ho preso parte al PRIN intitolato “DAMAGE” che ha permesso di confrontarmi con ricercatori di altre università, sia italiane che estere.
Numero di mesi spesi all’estero presso istituzioni accademiche 0
Numero di corsi/seminari seguiti 17
Numero di pubblicazioni su rivista 1
Numero di pubblicazioni in atti di conferenze 0
Numero di presentazioni in conferenze 0
Numero di attività didattiche supplementari 1 corso
- Jamal Jasna
Participated in DIC workshop (for one week) organized by supervisor, involving various experimental activities such as Quasistatic testing on Polyurethane Cylinder (Compression), Compression testing on Small concrete cube, Dynamic excitation test on base isolator, Dynamic Excitation test on Aluminum plate using modal hammer and acquisition with Digital Image Correlation.
Attended Dissemination Workshop dedicated to the PNRR Extended Partnership Project "Return" (Multi risk science for resilient Communities under a changing climate) on February 1st and 2nd at Torino.
Attended Dissemination Workshop dedicated to the PE3-PNRR -RETURN Dissemination workshop on Multi risk Models assessment validation and decision making on June 19 – 21 at Bari and participated in the Poster Session.
In July Submitted abstract for Capacity Assessment of Corroded Reinforced Concrete Structures: from Research to Daily Engineering Evaluation CACRCS DAYS 2025. The work is currently ongoing for the preparation of the corresponding conference paper.
In the initial experimental campaign, two reinforced concrete samples were prepared, and the desired corrosion level was designed based on experimental requirements. The surface area of the cathode in relation to the anode was calculated, and the estimated time for achieving the desired corrosion percentage was determined using Faraday’s 2nd law of electrolysis
A trial corrosion test was performed on a 12mm diameter rebar, 50 cm in length. The estimated duration for achieving a 5% mass loss was 4 days, 6 hours, and 14 minutes. The experiment was completed within the estimated time frame, and the actual mass loss recorded was 5.5%.
Participated various preliminary Experimental activities such as 2D surface reconstruction of 20mm rebar, Tension test on rebar and Hypalon fabric using DIC equipment and UTM (universal testing machine) .
A preliminary experimental verification of the DIC machine was conducted using a dog bone specimen in conjunction with a UTM. The results from both methods were compared, and the values obtained from the DIC were consistent with those from the UTM, confirming the alignment between the two measurement systems Preliminary Experimental Verification of DIC Machine with UTM was carried out by using Dog bone specimen and compared the result each other. Values taken from DIC was aligned with UTM.
Number of months spent abroad in academic institutions 0
Number of courses/seminars attended, Courses:13 Seminars:26
Number of publications in journal papers 0
Number of publications in conference proceedings 0
Number of presentations in attended conferences 1 (conference Attended:2)
Number of supplementary teaching activity 0
- Karluklu Dogan
The first year of the PhD has been characterized by a great effort in overcoming a lack of knowledge in the area of structural engineering due to an own backgroud mainly in focused in architecture. Therefore, courses and seminars were followed to create the opportune preparaon for the following years and for a fruiul thesis. At the same me more focused studies have been conducted to understand the impact of novel approaches and instruments related to the so-called digitalizaon in the field of Structural and Architectural Engineering. The work will be, then, characterized in safety evaluaon and management, more than strictly in structural modelling, evidencing the impact of novel approaches such as Arficial Intelligence, Machine Learning and Arficial Neural Network, on the main quesons characterizing exisng structures in buldings and bridges. A specific atenon will be focused on themes related to “Green management”. At the same me, the explored approaches will be compared with more tradional manner to treat the structural problem mainly focused on the evaluaon of structural failures and descripon of the mechanical behaviour of novel structures and materials. Along this path, in the first year, a large effort has been devoted to the praccal aim of acquiring knowledge of specific digital tools and soware and related concepts needed in the research fileds (e.g. BIM, Revit, BlenderBIM, IFC, DigitalTwin, Monitoring, SHM, PointCloud etc). In the described general framework, a series of specific experiences has been conducted such as, descripon of defects in the BIM model of the Esedra belonging to the Musei Capitolini, management of sensors placed for the structural monitoring of the Esedra in BIM environment. The definion and usage method of the informaons obtained from the sensors were closely followed.
This serious specialized experience gained in the first year, connued in the case of the Bytca Bridge in Slovakia. Aer a series of research and experiments on structural defect detecon and visualizaon, the bridge defect images were visualized in the BIM environment by providing semanc informaons. A procedure was followed for a series of steps leading to the visualizaon process and the pros and cons of the procedure were determined. There are concepts, methods and sowares that were examined and included again in the studies. For example, Revit, BlenderBIM, AutodeskRecap, DigitalTwin, PointCloud, sensors, etc. As a result of this period, the achievement of a strong theorecal and praccal background for future researches permits to hope in novel contribuon in the PhD path and thesis.
Number of months spent abroad in academic institutions: 0
Number of courses/seminars attended: 20
Number of publications in journal papers: 0
Number of publications in conference proceedings: 0
Number of presentations in attended conferences: 1
Number of supplementary teaching activity: 0
- Lin Zhou
During my first year at Sapienza, I participated in various activities. Between June 19 and 21, I attended the ITALIAN CONCRETE CONFERENCE 2024 held in Florence, which showcased the latest advancements in the field of concrete structures and provided valuable inspiration for my research activities. My research topic focuses on studying the shear-flexural behavior of hollow-core bridge piers, as these piers are widely used in infrastructure such as urban bridges and highways, but are vulnerable to shear-induced damage or failure due to inadequate transverse confinement and thin wall thickness, leading to brittle shear failure. To investigate the shear behavior of the bridge piers, I analyzed the experimental data of nine hollow rectangular concrete bridge piers, examining the effects of different parameters on the shear-flexural behavior of hollow bridge piers. The test results regarding failure mode, lateral capacity, stiffness, ductility, energy dissipation capacity, and equivalent viscous damping were thoroughly analyzed. Additionally, I reviewed the existing shear models and formulas for solid and hollow bridge piers, including the truss model that considers the bridge pier as a truss structure, the Modified Compression Field Theory (MCFT), and the Disturbed Stress Field Model (DSFM), among others. I collected all available experimental data on rectangular hollow-core bridge piers and evaluated the existing shear models and formulas for bridge piers using this data. Based on this research, I attempted to propose a model that can simultaneously reflect shear and flexural behavior. The study of the flexural behavior part of this model has been completed, allowing for the prediction of the force-displacement relationship of bridge piers (only for pure flexural failure). The shear force-displacement relationship for the bridge piers is still under investigation. As for the training activities, I actively participated in most of the courses and seminars. Sapienza offers highquality courses and seminars, such as the "Finite Element Method for Linear and Nonlinear Mechanical Problems," which introduces the fundamentals of the Finite Element Method (FEM) to handle the numerical solution of general mechanical problems. The course "An Introduction to the Mechanics of Soils" enhanced my understanding of phenomena at the microscopic level. Recently, I attended the course "Seismic Safety and Sustainability: Next Generation of Low-Damage Concrete and Timber Buildings," which prompted me to think about the relationship between building safety and economy. Particularly, witnessing the various types of direct and secondary disasters that occur after seismic events made me consider how to integrate economic measures to enhance disaster prevention from the perspectives of both a structural engineer and a citizen or government official, in order to better serve society.
Number of months spent abroad in academic institutions: 0
Number of courses/seminars attended: 14 courses, 3 seminars
Number of publications in journal papers: 1
Number of publications in conference proceedings: 0
Number of presentations in attended conferences: 1
Number of supplementary teaching activity: 0
- Manelli Agnese
My research project aims to analyse the influence of undrained conditions on the seismic behaviour of retaining structures in coarse-grained soils. During the first year of my PhD in Structural and Geotechnical Engineering, I focused on reviewing the state of the art by conducting a critical analysis of the existing literature. This process allowed me to consolidate my knowledge on the subject and identify potential research gaps. In particular, the phenomenon under investigation has been studied through centrifuge tests and numerical analyses, with a focus on the influence of various parameters, such as the structural characteristics of the retaining wall (e.g., thickness) and the properties of the soil (e.g., relative density). However, the information gathered has not yet found practical application in design contexts. The goal of my research is to adapt recent innovative methods for studying the seismic behaviour of retaining structures under drained conditions (Callisto, 2014) so that they can account for undrained conditions as well. Additionally, I have continued to contribute to the development of a simplified method for analysing the seismic behaviour of a shallow circular tunnel, a project I began during my Master's thesis. The most recent developments of this research were presented in a paper at the conference “Computational Dynamic Soil-Structure Interaction” held in Assisi in September 2024. During the first semester, I attended the 'Bridge Theory and Design' course, part of the Master's program in Civil Engineering. I also participated in the PhD School organized by GNIG and attended the “IARG – Incontro Annuale RIcercatori Geotecnica” conference held in Gaeta in September 2024. Lastly, I attended the courses and seminars offered by the PhD program in Geotechnical and Structural Engineering.
Number of months spent abroad in academic institutions 0
Number of course/seminars attended 16
Number of publications in journal papers 0
Number of publications in conference proceedings 2
Number of presentations in attended conference 0
Number of supplementary teaching activity 0
- Pignanelli Christian
During my first year of PhD work, I focused on buckling behavior of reinforcement bars. This activity was carried out in continuity with the study of nonlinear structural analysis of reinforced concrete structures started first with the excellence program (which involved the construction, testing and nonlinear modeling of two 1:3 scale portal frame with and without infill walls), and then followed by my MSc thesis (on the evaluation of the predictive capacity of response models available in the literature to replicate the behavior of lightly reinforced columns under biaxial loading). The research on buckling led to the presentation and publication of an indexed paper at the EOSD 2024 conference, held in Beijing last July. I also presented my previous work at a seminar in Parma, where I was awarded a prize for my master thesis by CIAS association. In the last months since May, I began my PhD thesis work in the field of fluid-structure interaction, starting a collaboration with Professor Scott at Oregon State University, where I should spend about six months starting January 2025 (visa pending). The work is being carried out as part of a national research project under the
RELUIS consortium, which began last April. I have also been involved in tutoring courses on Seismic Design (Instructor: Paolo Franchin, MSc program in Civil Engineering) and Geometry (Instuctor: Giovanni Cerulli Irelli, Bachelor program in Civil Engineering).
In addition to the courses provided by the doctoral program, I attended a winter school on “Behavior, Analysis, and Management of Existing Structures during the Life Cycle,” organized by the DIST Department at the University of Naples Federico II last February (from February 26nd to March 1st), and a doctoral course on “Integrated Assessment and Retrofitting of Existing Buildings” at IUSS Pavia (from April 10th to 23nd).
Number of months spent abroad in academic institutions 0
Number of course/seminars attended 12
Number of publications in journal papers 0
Number of publications in conference proceedings 1
Number of presentations in attended conference 2
Number of supplementary teaching activity 0
- Saccomanno Chiara
Nel corso del primo anno di dottorato, il lavoro si è focalizzato sul consolidamento e approfondimento delle conoscenze e sulla definizione del tema di ricerca per la tesi. Sono stati seguiti seminari offerti dall'Università La Sapienza e corsi della laurea magistrale in Ingegneria Civile, Ingegneria Meccanica e Architettura. Tra gli insegnamenti più rilevanti vi sono:
- "Meccanica delle strutture bidimensionali", Prof. Achille Paolone;
- "Morfologia strutturale", Prof. Francesco Romeo;
- "Progetto di Costruzioni Antisismiche (moduli I e II)", Prof. Paolo Franchin;
- "Modellazione di macchine (Ansys)", Prof. Luca Cortese.
Sono state svolte anche attività didattiche extra, come la Winter School: Behavior, Analysis and Management of Existing Structures During the Life Cycle, organizzata dall'Università Federico II, e il progetto Erasmus+ REcube: REthink, REvive, Reuse - Transmitting the Knowledge for the Green Regeneration of the European Concrete Heritage. Quest'ultima esperienza ha fornito un'importante opportunità per approfondire le conoscenze sul retrofitting strutturale degli edifici in calcestruzzo armato, utilizzando materiali a base cementizia rinforzati con fibre. Parallelamente, è stata avviata la ricerca sullo stato dell'arte relativo al tema della tesi di dottorato, la quale si propone di studiare i gusci sottili, investigando le possibilità progettuali offerte dagli strumenti parametrici e l’utilizzo di nuovi materiali. Per acquisire consapevolezza sulle sfide progettuali legate all'uso dei software parametrici si sta prendendo parte alla competizione internazionale "FreeGrid” [1]. In relazione ai materiali, invece, la ricerca si è concentrata sullo studio del Textile Reinforced Concrete (TRC), materiale composito di grande interesse per la realizzazione di gusci sottili.
Numero di mesi trascorsi all'estero in istituzioni accademiche 0
Numero di corsi/seminari frequentati 11
Numero di pubblicazioni in articoli su riviste 0
Numero di pubblicazioni in atti di convegni 0
Numero di presentazioni in conferenze a cui ha partecipato 0
Numero di attività didattiche integrative 3
- Verrigni Petrei Castelli Eugenia
During my first year of PhD, I had the opportunity to study the state of the art in various fields related to structural engineering and the conservation of historical heritage. I attended the courses of the 2023/2024 schedule organized by PhD program in Structural and Geotechnical Engineering and some from the master program in Civil Engineering at Sapienza University of Rome. Moreover, in February 2024 I attended at the Federico II University of Naples the winter school on “Behavior, analysis, and management of existing structures during the life cycle”.
During this first year, I also spent a total of seven months conducting research at external institutions, research centers, and museums. In particular, I spent four months at the Etruscan National Museum at Villa Giulia in Rome (ETRU) and three months at the research center ENEA Casaccia, under the supervision of engineer Vincenzo Fioriti. These months allowed me to conduct non-destructive tests on some museum artifacts and analyze their records using the motion magnification technique. These tests were motivated by the observation of sliding and/or overturning of small and lightweight artifacts inside display cases, caused by human-induced vibrations. The research with ENEA and ETRU, still ongoing, led to the writing of an abstract for the “Structural Analysis of Historical Constructions” (SAHC) conference, which will be held in Lausanne in September 2025. As part of the SISTINA research project, the aim of which is to study traditional and innovative tie-rod systems for historical architectures, I conducted around 200 tensile tests in the laboratory of the Department of Structural and Geotechnical Engineering at Valle Giulia. These tests were aimed at evaluating the ductility and the failure modes of tie rods. The preliminary results were presented at the ICONREM conference, held in Turin in June 2024.
Number of months spent abroad in academic institutions 0
Number of course/seminars attended 11
Number of publications in journal papers 0
Number of publications in conference proceedings 2
Number of presentations in attended conference 0
Number of supplementary teaching activity 0
- Zhang Yang
Since October 2023, I have been in contact with my supervisor, Prof. Lacarbonara. At the end of October 2023, given that my scholarship is linked to the specific topic "Multi-Risks Resilience of Critical Infrastructures", we have had detailed discussions on the challenges that need to be addressed within this topic. In particular, professor noted that the system composed of transmission towers and lines is susceptible to collapse due to natural disasters, leading to significant socioeconomic losses. So, for the first year of PhD program, we tentatively decided to focus on transmission systems as the research object. The anticipated goal is to assess the risk of collapse of transmission towers and lines under multiple natural hazards, such as seismic, wind, rain, and snow. After that, we plan to explore the use of TMDs (Tuned Mass Dampers) to reduce vibrations so that we can enhance the resilience of the transmission system against those coupled natural disasters. In the future, we will also consider integrating artificial intelligence methods to help develop a digital twin and an assessment framework of this transmission system.
Number of months spent abroad in academic institutions 0
Number of course/seminars attended 15
Number of publications in journal papers 0
Number of publications in conference proceedings 0
Number of presentations in attended conference 2
Number of supplementary teaching activity 0
Tutti i Dottorandi del 38° ciclo hanno presentato una relazione sulle attività formative e di ricerca per l'ammissione all’anno successivo. Si riportano i temi di ricerca e la produzione scientifica per ciascun dottorando:
- Caldarini Giada
In questo anno accademico ho effettuato la taratura del legame 'Hardening Soil with Small Strain Stiffness' (HSsmall) cercando di individuare il migliore accordo sia con l’andamento del modulo di taglio a piccole deformazioni ottenuto usando una nota formula di letteratura sia con le curve di decadimento del modulo di rigidezza al taglio e del tasso di smorzamento ricavate il precedente anno dalla simulazione numerica di una prova di taglio semplice a controllo di deformazione in condizioni non drenate, dove per il materiale è stato assunto come legame costitutivo il SANISAND. Ho condotto inoltre delle analisi viscoelastiche lineari equivalenti (VE-LE), che mi hanno permesso di ricavare, per i tre valori di PGA scelti per scalare l’input sismico selezionato, i valori del modulo di taglio operativo e del fattore di smorzamento necessari per calibrare il modello viscoelastico (VE). Ho quindi eseguito simulazioni di risposta sismica locale in Plaxis 2D, considerando sia una colonnina di larghezza pari a 1 m e altezza di 29 m (altezza della stratigrafia considerata), sia un modello di larghezza pari a 112 m e altezza di 29 m, utilizzando i tre legami costitutivi scelti (Viscoelastico, Hardening Soil small e SANISAND). Successivamente ho eseguito delle analisi numeriche secondo un approccio accoppiato (considerando quindi anche la galleria nel modello). Queste hanno previsto la simulazione delle fasi di scavo in condizioni drenate, a cui ha fatto seguito un’analisi sismica in condizioni non drenate. Nell’anno accademico 2023/24, ho seguito sei corsi e due seminari organizzati nel programma di dottorato del Dipartimento di Geotecnica e Strutture della Sapienza Università di Roma, oltre a partecipare a una “Croce Lecture” (conferenza annuale in memoria del prof. Arrigo Croce). Ho condotto le esercitazioni e svolto 14 ore di tutoraggio per il corso di “Ingegneria e sicurezza degli scavi”, tenuto dalla prof.ssa Boldini. Inoltre, ho realizzato una revisione per la rivista Rock Mechanics and Rock Engineering
Number of months spent abroad in academic institutions: 0
Number of courses/seminars attended: 8
Number of publications in journal papers: 0
Number of publications in conference proceedings: 0
Number of presentations in attended conferences: 0
Number of supplementary teaching activity: 0
- Coniglio Alfonso Ferdinando
Nell’A.A. 2023/2024, oltre a dedicarmi alla tesi di Dottorato, ho svolto attività di tutoraggio, partecipato a conferenze internazionali e seguito diversi corsi e seminari, molti dei quali erogati dal DISG. Infine, ho approfondito diverse tematiche in più a quelle relative al mio argomento di tesi, quali lo studio degli esoscheletri per interventi di miglioramento sismico, delle connessioni esoscheletro-struttura e dei dispositivi dissipativi di tipo U-Shaped. Per quanto riguarda la tesi di Dottorato, sono partito dal lavoro svolto durante il primo anno per definire gli aspetti tecnici e le metodologie di ottimizzazione di un sistema modulare innovativo, ottenendo dei risultati che andranno validati ed approfonditi nel corso del terzo anno.
Number of months spent abroad in academic institutions: 0
Number of courses/seminars attended: 9
Number of publications in journal papers: 0
Number of publications in conference proceedings: 4
Number of presentations in attended conferences: 0
Number of supplementary teaching activity: 0
- De Canio Francesco
My research focuses on employing multiscale modeling techniques to design optimized components that utilize lattice structures as a novel construction material. Throughout this academic year, I continued my previous work by completing the paper titled "Printable Beam-Based Lattices: A Novel Geometry Generation Algorithm and Thermo-Mechanical Characterization via Asymptotic Homogenization." Co-authored with Dr. Pingaro and Prof. Trovalusci, this paper presents an innovative algorithm for generating unit cell geometries made up of cylindrical beams. This new approach facilitates the design of unique unit cell configurations and allows for continuous transitions in topology. The results of this work can be used by gradient-based optimization algorithms to simultaneously optimize both the volume fraction and cell topology within heterogeneous lattice structures. To this end, I am developing a novel gradient-based optimization algorithm that incorporates both cell size and manufacturing constraints into the optimization process. By integrating manufacturing considerations directly into the optimization algorithm, the new approach aims to ensure that the resulting designs are not only theoretically sound but also practically feasible for production. I am also developing an open-source software tool designed to reconstruct the optimized microstructure of a component based on an initial geometry and the specific geometry variables of each cell in the optimized microstructure. This software will enable the physical recreation of test items that can be tested for the assessment of the performance improvements given by this approach. Apart from the research activities, I attended seven courses and seminars organized by Sapienza University and participated as speaker at Lisbon’s ECCOMAS and Cagliari’s ICONSOM thematic conferences, as well as presented a poster at the EUROMECH conference in Rome.
Number of months spent abroad in academic institutions: 0
Number of courses/seminars attended: 7
Number of publications in journal papers: 1
Number of publications in conference proceedings: 4
Number of presentations in attended conferences: 2
Number of supplementary teaching activity: 0
- Elmoussawi Christina
The research work undertaken during my second year of PhD was centred on the development of a Reliability-based Global Factors Framework for Nonlinear Analyses, which also serves as the title of my PhD thesis. The activities this year were primarily dedicated to three key aspects. First, a new logic was defined for describing structural systems, serving as the foundation for an objective metric to identify global Limit State exceedance. This led to the determination of the mean global capacity 𝑅𝑚 of the system's Critical Local Failure Mechanism directly from the Local Failure Mechanisms (LFMs). A second aspect involved the development of an equation for determining the Global Factor (𝛾𝑅) as a function of the target reliability and the system logic. This equation is used to determine the design capacity, which is then calculated within the bounds of zero and full correlation between the basic random variables. Finally, the proposed framework was applied to a structural model developed using OpenSeesPy, demonstrating its practical application. This work builds upon the foundations established in the first year, moving from theoretical exploration to more concrete application and verification through case studies.
I provided tutoring support activities for the Structural Dynamics course (Environmental and Sustainable Building Engineering Master's Degree Course at the Sapienza University in Rieti) during the first semester of 2023-24 the academic year. To further enhance my expertise in key research areas, I also attended several advanced courses offered by our department. Furthermore, I participated in the World Conference on Earthquake Engineering (WCEE2024) held in Milan, which provided valuable insights into the latest developments in seismic engineering research and industry, as well as inspiration for my thesis work. Additionally, I presented my research titled “Global capacity assessment in non-linear analysis: integrating concurrent failure mechanisms with Global Factors”, at the OpenSees Days Eurasia - 6𝑡ℎ Eurasian Conference on OpenSees, held in Beijing, China, in July 2024.
Number of months spent abroad in academic institutions: 0
Number of courses/seminars attended: 8
Number of publications in journal papers: 0
Number of publications in conference proceedings: 1
Number of presentations in attended conferences1
Number of supplementary teaching activity: 40 hours
- Franco Giovanni
Durante il secondo anno di dottorato sono stati seguiti i corsi e i seminari offerti dal Collegio. È stata, inoltre, svolta un’attività di studio sulla modellazione e la verifica di costruzioni esistenti in muratura, con applicazioni specifiche a due casi studio. Il primo riguarda un aggregato strutturale danneggiato dal sisma dell’Aquila del 2009, oggetto di uno dei workpackage del progetto ReLUIS. La risposta sismica dell’aggregato è stata studiata con riferimento ai meccanismi locali di collasso, sia in termini di forza, sia in termini di spostamento, tenendo conto di quanto osservato in occasione del terremoto e delle limitazioni alla capacità poste dalle strutture trasversali orizzontali, quali solai e volte. Sono stati, inoltre, modellati interventi con tiranti tali da interessare più unità strutturali o essere forzati all’interno di una soltanto. Il tema dei meccanismi locali è stato affrontato anche per la concattedrale di Troia (FG). Anche in questo caso si è tenuto delle strutture orizzontali e, considerata la presenza di una muratura a blocchi lapidei squadrati, è stato modellato il contributo delle ammorsature attritive. In questo caso, con l’obiettivo di eseguire una valutazione della vulnerabilità sismica, è stata messa in atto una procedura volta alla creazione di un modello numerico tridimensionale a partire dalla documentazione disponibile, avvalendosi di una modellazione agli elementi finiti (EF) e adottando un modello di danno per la muratura. La procedura ha visto l’impiego di diversi software: AUTOCAD, RHINOCEROS, GRASSHOPPER, FEAP, che hanno consentito l’elaborazione dei dati di input e l’ottenimento di un modello numerico agli EF ottimizzato e finalizzato all’esecuzione di analisi non lineari, statiche e dinamiche. In parallelo è iniziato un lavoro di applicazione della “scheda cartis chiese 2020” ad una raccolta di chiese a disposizione con lo scopo di ottenere geometrie rappresentative utili per sperimentazioni fisiche o numeriche.
Numero di mesi trascorsi presso istituzioni accademiche 0
Numero di corsi e seminari frequentati 7 e 4
Numero di pubblicazioni su rivista 0
Numero di pubblicazioni a conferenza 1
Numero di presentazioni a conferenza 1
Ore di attività didattica integrativa 0
- Guarnieri Alessandro
Durante il secondo anno del programma PhD ho svolto le seguenti attività che riassumo in elenco puntato:
Assegnazione bando tutoraggio per il corso di Tecnica delle Costruzioni tenuto dal Professor Francesco Petrini, I e II semestre per un totale di 80 ore (40h + 40h) riconosciute di tutoraggio (lezioni frontali, ricevimenti agli studenti e supporto al docente durante gli appelli d’esame)
Assistenza alla didattica nei corsi Teoria e Progetto di Ponti (I Semestre) e Gestione di Ponti e di Grandi Strutture (II Semestre), tenuto dal Professor Fabio Brancaleoni
Assistenza all’organizzazione gestita dal Prof. Fabio Brancaleoni di visite guidate per il corso di Teoria e Progetto di Ponti che si sono tenute il 22 maggio 2024 (Ponti e viadotti ferroviari sia in c.a.p. che a struttura mista sulla nuova linea Napoli-Bari, tratta Apice-Irpinia Committenza RFI) e 29 maggio 2024 (Viadotto Tre Vescovi, committenza ANAS S.p.A.)
Partecipazione come speaker alla conferenza IABMAS 2024 tenutasi a Copenaghen nei giorni 24 – 28 giugno 24 con il lavoro “Simplified stage construction and Creep analysis of a segmental precast concrete bridge”
Visita tecnica guidata dell’Øresund Bridge (Copenaghen) – Gestione, monitoraggio e caratteristiche di ponti a grande luce
Individuazione di potenziali aziende che potessero produrre su misura i componenti mostrati nella ricerca al punto 4, elaborazione di tavole tecniche da inviare ai fornitori (appoggi e piastre di ancoraggio), accordi e successivo acquisto (da parte del Supervisor) dei materiali con lavorazioni su misura
Sviluppo della seconda parte della ricerca che si sposta dal monitoraggio strutturale dei ponti (argomento focus nel I anno di dottorato) allo sviluppo concettuale, numerico e applicativo di dispositivi di appoggio innovativo in grado di produrre e accumulare energia tramite le vibrazioni indotte dal traffico mediante tecnologia piezoelettrica avanzata e moduli innovativi per l’energy harvesting. Specifica al punto 4.
Approccio iniziale a micro-sensori innovativi posti nella testa delle unioni bullonate e utilizzabili per monitoraggio di coppia di serraggio nelle connessioni bullonate, temperatura e accelerazioni
Proposta e successiva approvazione per il bando Avvio alla Ricerca 2024 Classe 1 Macro D
Number of months spent abroad in academic institutions: 0
Number of courses/seminars attended: 2 Corsi, 4 Seminari
Number of publications in journal papers:0
Number of publications in conference proceedings: 2
Number of presentations in attended conferences: 1
Number of supplementary teaching activity: 3 corsi
- Guruva Sawan Kumar
Research activities AY 2023/2024.
Exploring Humerus Bone's Fracture Patterns and Fixation Systems through Laser Vibrometry:
This study investigates the dynamic behavior of healthy and fractured humerus bones, highlighting the importance of wave propagation in understanding the structural integrity of bone and the effectiveness of surgical interventions. Wave propagation is critical in identifying dispersion properties, which provide insights into the mechanical characteristics of bone and its healing status. To explore these concepts, an innovative external fixation technique that employs slender titanium bars in various spatial configurations applied to fractured bones. A Polytec PSV-500-3D laser scanning vibrometer captured key dynamic responses, such as resonance frequencies, mode shapes, and damping ratios. This methodology allowed for real-time monitoring of wave travel through different bone configurations, yielding valuable data on material properties and structural integrity. The results indicate that bones treated with the traditional fractured humerus bone with plate fixation (FHBP) and the fractured humerus bone with 8-titanium wires configuration, exhibit superior stability compared to other configurations. The FHB8 setup demonstrates consistent bending and torsional modes, reflecting mechanical responses like those of healthy humerus bones. Additionally, wave propagation analysis reveals smooth, uninterrupted trends, with measured velocities at critical points confirming enhanced structural continuity. The consistent dispersion properties observed in both the FHBP and FHB8 configurations suggest that
these methods effectively promote the transmission of mechanical waves, which is vital for healing and indicates restored mechanical integrity. This study underscores the significance of understanding wave propagation in bone structures and the impact of different fixation techniques on the healing process. The FHB8 fixation configuration shows promise for enhancing recovery in fractured bones by restoring mechanical function and structural integrity.
Number of months spent abroad in academic institutions: 0
Number of courses/seminars attended: 8
Number of publications in journal papers: 1
Number of publications in conference proceedings: 0
Number of presentations in attended conferences: 1
Number of supplementary teaching activity: 0
- Harrish Jagan Raj Joseph
Summary of the activities carried out in the AY 2023/2024:
1. Selected two different deep neural architecures namely, an Autoencoder (AE) and Generative Adversarial Networks (GANs) for damage detection in nonlinear system with acceptable results.
2. Construted these deep neural networks and tested on three different nonlinear systems with increasing complexity. Displacement data was numerically simulated to train and test the network. For these systems consisting of undamaged, 5%, 10%, 15%, 20%, 25% and 30% damage. The nonlinear systems considered in this study are:
• Duffing system (1DOF and 2DOF)
• A Vibration isolator with superelastic hysteresis and negative stiffness
3. Validated the architectures on a nonlinear experiemntal setup consisting of aluminium beam with steel mass at the tip with magnet having hardening behaviour.
4. Published the results as an international journal article in Nonlinear Dynamics, with title “Deep learning architectures for data-driven damage detection in nonlinear dynamic systems under random vibrations”
5. Presented “Deep learning-based damage identification in nonlinear dynamical systems” at ENOC11 – 11th European Nonlinear Oscillations Conference, Delft, Netherlands.
6. Presented “Exploiting time-frequency analysis for damage detection using Generative Adversarial Networks” at SMAR 2024 - 7th International Conference on Smart Monitoring, Assessment and Rehabilitation of Civil Structures, Salerno, Italy.
7. Acquired funding through Progetti per Avvio alla Ricerca - Tipo 1 on the title “Exploring the effectiveness of Generative Adversarial Networks for Damage Detection in Structural Systems: Numerical assessment and experimental validation.”
Numero di mesi spesi in università estere 0
Numero di corsi/seminari frequentati 6
Numero di pubblicazioni su rivista 1
Numero di pubblicazioni in conferenze 0
Numero di presentazioni in conferenze 2
Numero di attività didattica integrativa 0
- Matteoni Michele
Durante il secondo anno di dottorato, il dottorando ha partecipato attivamente a diverse iniziative di rilievo nel campo della valutazione del rischio multi-hazard e della resilienza urbana. Uno degli aspetti centrali del suo lavoro è stato il contributo alle riunioni del progetto CN1, collaborando alla definizione di un framework multilivello per l'integrazione degli effetti dei terremoti su edifici e reti idriche. Questo approccio ha consentito di combinare diverse scale di conoscenza, permettendo di modellare in modo più completo gli impatti sismici sulle infrastrutture.
Successivamente, il dottorando ha partecipato al progetto MultiCare, sotto la co-supervisione del professor Francesco Petrini, in collaborazione con l'Università di TU Delft. In questo contesto, si è concentrato sulla definizione di un framework a scala urbana per la quantificazione del rischio multi-hazard. Il suo lavoro ha incluso lo studio e l'analisi di modelli di vulnerabilità relativi a diversi archetipi di edifici, con particolare attenzione agli hazard legati alle inondazioni e ai venti estremi. L’azienda ARUP ha supportato il dottorando nella raccolta dei dati e nella revisione della letteratura riguardante i modelli di vulnerabilità esistenti, oltre ad aver contribuito all'implementazione di un workflow automatizzato per l'assessment su scala urbana di edifici residenziali in cemento armato (CA).
Infine, uno dei principali obiettivi del lavoro del dottorando è stato la definizione di un nuovo framework per la quantificazione delle perdite indirette in relazione alla resilienza delle aree urbane. Questo approccio mira a valutare non solo i danni diretti causati da eventi estremi, ma anche le ripercussioni economiche e sociali a lungo termine, fornendo così uno strumento prezioso per migliorare la capacità di recupero delle comunità colpite da disastri naturali.
Il dottorando ha presentato i risultati della sua attività di ricerca in due conferenze di rilevanza nazionale ed internazionale.
Numero di mesi spesi in università estere 7
Numero di corsi/seminari frequentati 15
Numero di pubblicazioni su rivista 1
Numero di pubblicazioni in conferenze 6
Numero di presentazioni in conferenze 2
Numero di attività didattica integrativa 40 ore
Tutti i Dottorandi del 37° ciclo STANDARD hanno presentato una relazione sulle attività formative e di ricerca per l'ammissione alla discussione finale. Si riportano i temi di ricerca e la produzione scientifica per ciascun dottorando:
- Batocchioni Lorenzo
During the third year of my Ph.D., I had a valuable opportunity to significantly advance my research as a visiting doctoral student at ETH Zurich, where I worked in close contact with Prof. Kalman Kovári and Prof. Georgios Anagnostou. This unique opportunity allowed me to gain in-depth insights into the research area of my doctoral thesis. Working within one of the leading academic groups in tunneling was intellectually stimulating and very useful in refining my project framework.
This year, I presented my work at several important conferences: the Incontro Annuale dei Giovani Ricercatori (IAGIG, Torino 2024), the World Tunnel Congress (WTC, Shenzhen 2024), and the ISRM European Rock Mechanics Symposium (EUROCK, Alicante 2024). I also began preparing publications for journal submission.
My work in the research group of Prof. Miliziano had significant advancements with the development of the numerical analyses that are the basis of my phd thesis. With the help of the new version software recently bought, I had the opportunity to focus on the last aspects that will complete the thesis concepts
In the final phase of my Ph.D., I plan to concentrate on refining my research outcomes and beginning the process of writing my dissertation. Finally, I continued my teaching role in Prof. Miliziano’s course "Fondamenti di Geotecnica".
N° of months spent abroad in academic institutions: 3
N° of courses/seminars attended: 1
N° of publications in journal papers: 0
N° of publications in conference proceedings: 5
N° of presentations in attended conferences: 6
N° of supplementary teaching activity: 1
- Dasari Saaranya Kumar
During the academic year 2023/2024, I participated in a mobility program at the CREATE centre, University of Southern Denmark (SDU), Odense, from November to May 2024. This period allowed me to make substantial advancements in my PhD research on the structural optimization of spatial structures. The focus was on practical applications of an integrated optimization approach for shell structures, specifically using reclaimed timber. The following is a summary of my accomplishments:
Research Progress in 2023/2024:
Throughout the academic year 2023/2024, research activities focused on advancing sustainable construction methods by integrating reclaimed timber into complex architectural designs. This work encompassed multiple projects, each aimed at addressing the challenges and opportunities of circular economy principles in the built environment. Key projects included a series of material reclamation and assessment protocols for waste timber, enabling its use in structural applications. These efforts involved experimental studies on mechanical properties such as tensile strength, compressive strength, and shear resistance of reclaimed wood, with the goal of optimizing its structural performance. The research further explored shape and topology optimization strategies for timber plate and shell structures, leveraging computational tools to refine material distribution and structural efficiency. Robotic fabrication techniques were integrated to achieve precise assembly and reduce human labor in handling irregular timber materials. Additionally, sustainability assessments via Life Cycle Analysis (LCA) were conducted to evaluate the environmental benefits of using reclaimed timber, quantifying reductions in carbon emissions and energy use. Overall, this year’s research activities contribute significantly to developing a framework for reclaimed wood applications in construction, supporting my PhD thesis and setting a foundation for broader industry adoption.
Number of months spent abroad in academic institutions: 6 months
Number of courses/seminars attended: 2 seminars
Number of publications in journal papers: 3
Number of publications in conference proceedings: 1
Number of presentations in attended conferences: 1
Number of supplementary teaching activities: 0
- De Angelis Michela
This year, my research has centered on advancing my thesis, which explores the energy-based methodology for designing low-damage structures with a focus on sustainable materials, particularly timber and steel. A portion of this work was conducted at the University of Waterloo in Canada under the guidance of Professor Tesfamariaman experience that profoundly enhanced my expertise and extended my research. The research employs Akiyama’s Energy-Based Design (EBD) methodology, a forward-looking approach aligned with the upcoming Eurocode standards. EBD is recognized for its efficiency in seismic energy management and damage reduction, especially in timber and steel structures. My work aimed to fulfill two main objectives: developing an EBD framework tailored for rocking systems and analyzing optimal placement strategies for energy dissipation devices. In the case of timber structures, EBD enabled a balanced distribution of seismic energy, concentrating damage within secondary, replaceable components. This approach preserves the primary structural integrity, underscoring timber’s potential as a resilient and sustainable building material. For steel structures, a distributed configuration of dissipative devices led to significantly reduced drift and acceleration, effectively minimizing localized damage. Compared to traditional seismic design methods, EBD proved more efficient and cost-effective, achieving lighter structural sections and reducing material use by 17%. These findings affirm the promise of EBD in contemporary, sustainable seismic design. Not only does the approach enhance seismic resilience, but it also results in structures that are easier to repair post-event. Future research will focus on optimizing dissipative device configurations and conducting large-scale testing to establish EBD as a standard for high-resilience seismic design.
Number of months spent abroad in academic institutions: 0
Number of courses/seminars attended: 0
Number of publications in journal papers: 0
Number of publications in conference proceedings: 2
Number of presentations in attended conferences: 0
Number of supplementary teaching activity: 0
- Lombardi Giuseppe
Il mio terzo anno di dottorato si è focalizzato sulla messa a punto di un metodo semplificato per valutare il comportamento sotto azioni cicliche di fondazioni superficiali in terreni saturi, oggetto del mio lavoro di tesi. L’approccio adottato è quello del macroelemento, dove questo riproduce la risposta di un sistema tramite una legge costitutiva alla macroscala, che viene poi impiegata in un analisi di interazione con una struttura. Il macroelemento proposto deriva dall’applicazione al caso di fondazioni superficiali di una formulazione concepita di recente per riprodurre il comportamento idro-meccanico accoppiato di diverse opere geotecniche. Attraverso l’esecuzione di analisi 3D agli elementi finiti in ambiente OpenSees il macroelemento è stato calibrato su un caso di riferimento. Successivamente è stato implementato in una routine Matlab. Infine è stato validato tramite il confronto diretto con il modello numerico per percorsi ciclici a differenti combinazioni di forze. Il lavoro è stato presentato in due conferenze, una nazionale e una internazionale. In parallelo è stato perfezionato un metodo semplificato per determinare l’incremento di sollecitazione indotto da un terremoto sul rivestimento di una galleria circolare. Quest’ultimo si configura come un estensione dell’analisi statica non lineare ad un sistema geotecnico. La domanda sismica è descritta tramite lo spettro elastico di risposta dell’azione considerata, mentre la capacità del sistema è riprodotta dalla sua curva di capacità. L’incremento di sollecitazione è ottenuto dall'intersezione tra domanda e capacità mediante una procedura iterativa. Durante il periodo all’estero di 3 mesi svolto presso l’Università di Washington (Seattle, USA) ho avuto modo di mettere a punto uno script Python che si interfaccia con un modello numerico OpenSees di galleria e consente di ottenere agevolmente la sua curva di capacità. Il lavoro è infine stato presentato in una conferenza internazionale.
Number of months spent abroad in academic institutions: 3
Number of courses/seminars attended: 4
Number of publications in journal papers: 0
Number of publications in conference proceedings: 2
Number of presentations in attended conferences: 3
Number of supplementary teaching activity: 0
- Perna Giuseppe
Nel corso del terzo anno di dottorato ho continuato gli studi sui sistemi isolati accoppiati a dispositivi di fine corsa disposti simmetricamente ed ad una certa distanza dal sistema isolato (Vibro-Impact Isolation System, V-IIS), sia ad un solo grado di libertà (SDOF) che molti gradi di libertà (MDOF) sottoposti ad input di tipo sismico. Lo scopo di questi sistemi è quello di mitigare i problemi dei sistemi di isolamento lineari legati ai grandi spostamenti; pertanto, sono caratterizzati da un sistema, SDOF o MDOF, isolato alla base e arricchito dalla presenza di due vincoli monolateri disposti simmetricamente rispetto al sistema stesso e ad una certa distanza (gap). I vincoli monolateri sono definiti da paracolpi deformabili e dissipativi che fungono da dispositivi di fine corsa (Bumper). La progettazione dei V-IIS segue dei criteri di ottimalità che hanno come obbiettivo di ridurre gli spostamenti senza introdurre incrementi significativi delle accelerazioni. Questi criteri permettono un’opportuna scelta dei parametri di progetto che sono la rigidezza e lo smorzamento dei Bumper, il gap e la frequenza di isolamento del sistema. Gli studi condotti hanno permesso la definizione di alcuni modelli numerici con i quali sono state effettuate delle analisi con input sismici. I risultati di queste analisi hanno permesso la partecipazione a due conferenze: WCEE 2024, dove sono stati trattati i SDOF con V-IIS; AIMETA 2024 dove invece sono stati trattati i MDOF con V-IIS. Oltre alle analisi numeriche, è stata condotta una campagna sperimentale su un telaio a 4 piani isolato alla base (rappresentativo di una sistema a 5 gradi di liberta) vincolato con dei diverse tipologie di bumper disposti ad una certa distanza (gap). Queste analisi sperimentali, sono state condotte variando sia la tipologia di input sismico (grado di pulse-like dell’azione e contributo in frequenza) che le dimensioni del gap, oltre alle caratteristiche dei bumper. Oltre a svolgere attività di ricerca, ho dato supporto alla didattica nei corsi di Elementi di Dinamica delle Strutture, tenuto dal Prof. De Angelis, e di Tecnica delle Costruzioni, tenuto dal Prof. Perno, entrambi erogati per il corso di studi in Ingegneria Edile-Architettura.
Numero di mesi trascorsi all'estero: 0
Numero di corsi/seminari frequentati: 4
Numero di pubblicazioni in riviste specializzate: 1
Numero di pubblicazioni in atti di conferenze: 1
Numero di presentazioni in conferenze: 2
Numero di attività didattiche integrative: 2
- Rezaei Abdolmajid
Il Collegio di Dottorato ha preso atto che il candidato Abdolmajid Rezaei non si è presentato alle convocazioni obbligatorie previste, sia nella sessione intermedia del 2024 che in quella del 14 gennaio per l'ammissione all'esame finale. Inoltre, il candidato non hai mai presentato il report annuale richiesto per il terzo anno di dottorato. Non è pertanto stato possibile valutarlo. Rimane agli atti il solo report valutativo del supervisore, prof. Nicholas Fantuzzi, Alma Mater Studiorum, Alma Mater Studiorum Università di Bologna.
Months spent abroad in academic institutions:
Courses/Seminars attended:
Publications in journal papers:
Publications in conference proceedings:
Presentations in attended conferences:
Supplementary teaching activity:
- Spaggiari Chiara
The final year of the Ph.D. in Structural and Geotechnical Engineering was dedicated to the study of the contribution of masonry infill walls to the response of framed structures subjected to tunnel excavation. The research activity mainly took place at the University of Nottingham (UoN) and was devoted to experimental tests utilising geotechnical centrifuge equipment during a 10-month period abroad. In particular, the Coupled Centrifuge-Numerical Modelling (CCNM) approach was adopted, in which the tunnel-soil-foundation system was modelled in the centrifuge and the framed structure was simulated in the numerical model. Centrifuge and numerical models are integrated by allowing displacements and loading data to be exchanged at the structurefooting interface in “real-time” during the tunnelling process. The CCNM approach, developed at the UoN, was extended to a three-dimensional numerical space to accommodate more realistic framed building configurations in which the infill walls were located both longitudinally and transversally to tunnel advancement. Furthermore, the influence of the adopted constitutive model for masonry walls and potential separation mechanisms between the panels and frame were investigated. Preliminary results of these experimental tests showing the applicability of the CCNM methodology to 2D and 3D framed buildings were presented at the “Incontro Annuale dei Ricercatori di Geotecnica" (IARG 2024) and “5th European Conference of Physical Modelling in Geotechnics" (ECPMG 2024). The research activity on the numerical modelling of compensation grouting was further elaborated by studying a field trial at Campo di Marte (Florence), part of the undercrossing project for the new high-speed high-capacity railway connection. I also attended five courses and seminars organised by my Ph.D. program in Structural and Geotechnical Engineering. Finally, I participated in the “Scuola di Dottorato 2024”, and attended numerous events organized by the “Italian Tunnelling Society”.
Number of courses/seminars attended 10
Number of publications in journal papers 10
Number of publications in conference proceedings 0
Number of presentations in attended conferences 3
Number of supplementary teaching activity 2
Tutti i Dottorandi del 37° ciclo PON (data inizio gennaio 2022) hanno presentato una relazione sulle attività formative e di ricerca per l'ammissione alla discussione finale. Si riportano i temi di ricerca e la produzione scientifica per ciascun dottorando:
- Abidi Imene
During the third year of my PhD studies, I performed several activities in blended and presential modes, including seminars and courses planned by the PhD program of the Department of Structural and Geotechnical Engineering at the University of Sapienza. I participated in several conferences, namely, EUROMECH Colloqium642 (poster presentation), ICCS27 (oral presentation) and ECCOMAS 2024 (oral presentation). From September 2023 to February 2024, I carried international mobility for six months at Mendel University of Brno in the Czech Republic, in this period I performed an intensive experimental study of clay-reinforced hemp and wood fibres. Afterwards, I started an internship at the 3D WASP company in Italy to investigate the additive manufacturing of clay-based composites. During the internship, I investigated the printability and stability of clay structures and printed multiple models derived from topology optimization analysis.
Number of months spent abroad in academic institutions: 6
Number of courses/seminars attended: 2
Number of publications in journal papers: 0
Number of publications in conference proceedings: 1
Number of presentations in attended conferences: 3
Number of supplementary teaching activity: 0
- Al-Jamaei Ahmed Ahmed Hussein Saleh
In the third year of the doctoral program in the DISG department, many activities were carried out, including academic and research activities. Academic activities include attending online webinars, and academic meetings. In terms of research, some geotechnical experiments were conducted to assess the effect of biocementation technology and its potential as a substitute for conventional cement in soil enhancement applications. Consequently, the laboratory work centered around conducting the Tension Brazilian test.
For the training activities, I collaborated with GEEG on two primary projects. The first focused on characterizing clay soil samples from the Viterbo site as part of preliminary tests in preparation for centrifuge testing, which included the Proctor test, fall cone test, CBR and pull-out test. The second project involved analyzing the chemical composition resulting from treatments with Ordinary Portland Cement and lime at varying percentages (1, 1.5, 2, 2.5, and 3%) over curing periods extending up to 60 days.
Number of months spent abroad in academic institutions: 0.5
Number of courses/seminars attended: 0
Number of publications in journal papers:20
Number of publications in conference proceedings: 0
Number of presentations in attended conferences: 0
Number of supplementary teaching activity: 0
- Catarci Stefano
Durante il 3 anno di Dottorato è stato preso contatto con l’azienda di ingegneria Studio Galli s.r.l con cui è stato concordato ed identificato il sito per il progetto di un ponte tensairity di piccola luce. E’ stata migliorata e ricondotta la parte di identificazione e caratterizzazione meccanica sperimentale del prototipo di tensairity presente in laboratorio a fronte dell’acquisto di un sistema automatico di martello con cella di carico. Si è lavorato sul miglioramento dei modelli numerici e si sono ottenuti miglioramenti nei confronti con la caratterizzazione meccanica del prototipo. Si è realizzato un modello parametrizzato per la progettazione del ponte e si stanno conducendo le analisi per lo sviluppo del progetto in azienda. E’ stato dato sostegno per l’attività di insegnamento sia in relazione ai corsi sia in relazione a tesisti, inoltre è stato dato supporto in fase sperimentale ad alti Dottorandi.
Numero di mesi passati fuori sede: 0
Numero di corsi/seminari seguiti: 3
Numero di pubblicazioni in riviste: 1
Numero di pubblicazioni nei convegni: 0
Numero di pubblicazioni nelle conferenze: 0
Numero dei corsi di didattica integrativa seguiti: 0
- Ciminelli Franco
Nel terzo anno di dottorato, la ricerca si è focalizzata sulla gestione del rischio associato ai ponti e viadotti esistenti, proseguendo gli sviluppi avviati nei due anni precedenti. Ho sviluppato strumenti computazionali avanzati per ciascun livello delle nuove Linee Guida Ponti, con l'obiettivo di fornire supporto decisionale a processo di gestione delle infrastrutture. Per il Livello 0 (censimento), ho realizzato un algoritmo per la generazione delle combinazioni libere e vincolate, censendo tutte le opere previste dalle Linee Guida e creando un database. Nel Livello 1 (ispezioni), ho collaborato con un partner industriale per sviluppare un software capace di riconoscere automaticamente i difetti sulle pile dei ponti, impiegando tecniche di deep learning per analizzare le immagini e identificare situazioni di degrado sulle strutture. Nel Livello 2 (classi di attenzione), ho utilizzato il database del Livello 0 per investigare le distribuzioni probabilistiche delle classi di attenzione e ho effettuato analisi previsionali delle stesse, utilizzando algoritmi di machine learning. Questa fase ha comportato un'attenta selezione dei parametri e l'implementazione di modelli predittivi, consentendo di ottenere informazioni sulle tendenze del rischio. I risultati delle analisi sono stati presentati al convegno Fabre di Genova. Per i Livelli 3 e 4 (valutazioni preliminari e accurate), ho condotto un'analisi parametrica mirata a valutare l'influenza del degrado sul comportamento delle sezioni in calcestruzzo armato di pile e travi da ponte. In particolare, ho sviluppato un modello per la previsione tramite AI del momento-curvatura, analizzando come variabili come la geometria della sezione, la percentuale di armatura, il confinamento, il tasso di lavoro a compressione, i pattern e l’intensità di degrado influenzino le prestazioni strutturali. Inoltre, ho partecipato allo sviluppo del Metodo Six Simple per la valutazione di opere con luce minore di 6 metri.
Numero di mesi trascorsi all'estero presso istituzioni accademiche: 0
Numero di corsi/convegni/seminari frequentati: 2
Numero di pubblicazioni su riviste: 1
Numero di pubblicazioni in atti di conferenze: 3
Numero di presentazioni in conferenze a cui si è partecipato: 2
Numero di attività didattiche supplementari: 0
- Formichetti Giada
attraverso una stretta collaborazione con l'azienda XLAM DOLOMITI S.p.A., specializzata nella produzione di legno ingegnerizzato. In particolare, è stato analizzato un caso studio basato su un edificio reale costruito con pannelli x-lam (CLT), progettato e realizzato dall'azienda stessa. L’edificio è stato successivamente riprogettato utilizzando il sistema strutturale a basso danneggiamento Pres-Lam. Le attività hanno incluso l’analisi della performance sismica, la progettazione e lo sviluppo di tutti i dettagli costruttivi, con l’obiettivo di creare un abaco di riferimento per le connessioni in Pres-Lam. Inoltre, è stato valutato l’impatto ambientale delle due soluzioni progettuali attraverso un'analisi del ciclo di vita (Life-Cycle Assessment). Un risultato chiave della collaborazione è stata la prima analisi dei costi di produzione e costruzione di un edificio con tecnologia Pres-Lam in Italia, effettuata attraverso un computo metrico estimativo basato sui dati diretti forniti dall'azienda. La collaborazione ha anche previsto una visita agli uffici e allo stabilimento produttivo di Trento, seguita dalla partecipazione al "Mass Timber Seminar Italia 2024", organizzato da Rothoblaas. Parallelamente, i risultati della ricerca svolta durante il secondo anno di dottorato sono stati presentati alla 18th World Conference on Earthquake Engineering, tenutasi a Milano nel Luglio 2024, con la successiva pubblicazione del paper. Infine, durante questo anno accademico, ho partecipato come membro di ricerca a diversi progetti di rilievo nazionale ed europeo, incentrati su sistemi resilienti e sostenibili per edifici esistenti e di nuova costruzione. A integrazione di queste attività, ho proseguito lo sviluppo delle iniziative previste dal progetto finanziato "Avvio alla Ricerca 2023", portando avanti gli obiettivi di ricerca delineati.
Numero di mesi spesi in università estere: 0
Numero mesi svolti in collaborazione con l’azienda (smart-working) 6
Numero di corsi/seminari frequentati: 0
Numero di pubblicazioni in rivista: 0
Numero di pubblicazioni in conferenze: 1
Numero di presentazioni in conferenze: 1
Numero di attività didattica integrativa: 2
- Janga Vinay Yadav
Summary of Research Activities
- To comprehend the structural behaviour of a reinforced concrete (RC) infilled structure, various studies were conducted, such as modal, gravity, nonlinear static, and cyclic pushover analyses. A Nonlinear Time History Analysis was used to evaluate the effectiveness of the Hybrid Tuned Mass Damper (HTMD) that was optimised for this building.
- To determine the ideal HTMD design for a prototype structure, an experimental campaign was conducted. The results were then evaluated on a prototype model to confirm performance.
- Both geometric and material nonlinearities incorporated while building the Transmission Tower. This model underwent modal analysis, gravity analysis, and pushover analysis based on modal lateral loads and concentrated static wind loads, factoring in varying yaw and tilt angles.
- HTMD was optimised for the tower under seismic loads. For both the model with and without HTMD, a nonlinear time history analysis was conducted to evaluate the HTMD’s efficacy.
- An Incremental Dynamic study (IDA) was conducted on the tower model with and without the HTMD to perform a fragility study and determine the probability of tower failure under seismic stresses. The failure threshold of the tower increased from 0.8g to 1.5g because of the HTMD, effectively improving resilience under seismic stress.
- Completed a six-month position at Leaf Srl (from 01/02/2024 to 31/07/2024), working with Dr. Fabio Angeletti to create sensor network systems for monitoring structural responses to environmental and external excitations. This experience also allowed me to recognise Dewesoft Srl’s excellent data collecting in 3 axis technological capabilities.
- Engaged in MakerFaire held in Rome from October 25 to 27, 2024, showcasing and illustrating the functionality and effectiveness of the HTMD in earthquake scenarios
Number of months spent abroad in academic institutions: 0
Number of Courses/seminars attended: 4
Number of publications in journal papers: 1
Number of publications in conference proceedings: 0
Number of presentations in attended conferences: 0
- Mileto Andrea
Durante il terzo anno ho approfondito lo studio di un nuovo campo di ricerca sul tema ponti, lato carichi anziché geometria (tematica sviluppata negli anni precedenti). Infatti, assieme al Dr Lofrano e al Prof. Arena, si è proposta una procedura riguardante l’identificazione di treni di carichi viaggianti su ponti e viadotti per mezzo della programmazione di un algoritmo genetico che implementa un modello analitico di trave con accoppiamento flesso-torsionale. L’accoppiamento è dato dall’eventuale sghembezza del ponte che consente così di tenere in considerazione un più vasto panorama di ponti esistenti. È stata inoltre portata avanti un’analisi approfondita per l’individuazione della funzione obiettivo più adatta per l’identificazione del carico a partire dalle storie accelerogrammetriche. Oltre a questo sono state anche proposte differenti modalità di convergenza per l’algoritmo evolutivo e portate avanti delle operazioni di implementazione nella sua capacità di calcolo. I risultati ottenuti hanno dimostrato una significativa capacità del Differential Evolution di risolvere il problema dell’identificazione del carico viaggiante e questi sono stati mostrati al 35° Congresso Nazionale di AIMETA svolto a Napoli tra il 3 e il 9 settembre 2024 con il titolo “Multi-Parameter Identification Of Moving Loads In Beam Road Bridges” i cui Proocedings sono attualmente in fase di pubblicazione.
Number of months spent abroad in academic institutions: 0
Number of courses/seminars attended: 0
Number of publications in journal papers: 1
Number of publications in conference proceedings: 1
Number of presentations in attended conferences: 1
Number of supplementary teaching activity: 0
- Palmiotta Annarita
Nel corso dell'ultimo anno, sono state svolte numerose attività mirate al raggiungimento degli obiettivi prefissati all'inizio del periodo di riferimento. Le attività hanno incluso la partecipazione a convegni in cui sono state presentate diverse memorie contenenti i risultati preliminari di alcune attività di ricerca condotte anche in collaborazione con l’Università degli Studi della Basilicata. Inoltre, è stato svolto il periodo di collaborazione richiesto con l'azienda Cimolai S.p.a., della durata di 9 mesi, di cui 6 (febbraio-agosto) in presenza presso la sede operativa di Porcia (PN), durante il quale è proseguita l'attività di ricerca legata agli obiettivi prefissati per la tesi di dottorato. Di seguito sono riportati i principali eventi a cui si è partecipato, insieme a una breve sintesi delle tematiche trattate:
• FABRE Congress (12-15 Febbraio)
Durante il convegno sono state presentate alcune considerazioni derivanti dall'attività di collaborazione “Convenzione Provincia di Matera - Classificazione e gestione del rischio dei ponti esistenti ai sensi delle linee guida MIT”. Sono state illustrate quattro memorie che hanno trattato principalmente il tema dell'analisi difettologica dei ponti esistenti, con un focus specifico sui ponti situati nel Sud Italia, in particolare in Basilicata.
- 18th World Conference on Earthquake Engineering (WCEE2024 –30 Giugno –5 Luglio)
Durante il convegno sono state presentate due memorie relative a risultati preliminari ottenuti in due diverse attività. La prima ha riguardato strutture modulari in acciaio, un tema strettamente legato all'attività di dottorato, mentre la seconda ha riguardato sull'elaborazione di un modello numerico di un dissipatore a forma di U, validato attraverso risultati sperimentali.
- 22nd International Conference of Numerical Analysis and Applied Mathematics (ICNAAM 2024 –11-17 Settembre)
Durante il convegno sono state presentate due memorie riguardanti alcuni risultati preliminari ottenuti durante il progetto “GENIOSISM”. In particolare, sono stati mostrati i risultati ottenuti dalla valutazione del rischio sismico di una caserma effettuando anche analisi parametriche nonlineari.
Infine, la collaborazione con Cimolai S.p.a. ha consentito di avanzare nella stesura della tesi di dottorato, integrando aspetti legati alle scelte progettuali che influenzano i processi di progettazione, produzione, trasporto e montaggio in situ, coinvolgendo direttamente l'azienda.
Number of months spent abroad in academic institutions: 9
Number of courses/seminars attended: 5
Number of publications in journal papers: 1
Number of publications in conference proceedings: 12
Number of presentations in attended conferences: 4
Number of supplementary teaching activity: 0
- Tatangelo Matteo
The activities of the third year of Ph.D., together with the supervision of prof. Franco Braga and prof. Michele D’Amato, was finalized to develop a reliability-based procedure for life-cycle management of new and existing constructions with the objective of build an unitary methodology regarding the entire life-cycle both for design of new constructions and assessment of the existing ones. I took part in several collaborations with some Universities and Industrial Partners (including PROGE77) regarding the research projects, named GENESIS (gestion of seismics risk for tourism enhancement of the south). The main goal is to develop, in an ad hoc web platform, a methodology that is able to manage seismic risk by proposing solutions for its reduction in respect of historic villages for tourism enhancement. Transversally to study and research activities, I took part in the teaching support and tutoring activities for the " Advanced structures design " and " Seismic risk reduction " courses held by prof. Rosario Gigliotti. I participated at the conferences WCEE 2024 and ICNAAM 2024 presenting a contribution on seismic risk assessment and on the fragility curves derivation issues.
Number of courses/seminars attended: 0
Number of publications in journal papers: 2
Number of publications in conference proceedings: 3
Number of presentations in attended conferences: 3
Number of supplementary teaching activity: 40 hours
- Vidwans Aditya
This section contains a summary of activities I have done as a 37th cycle PON student in the third year of my PhD which started in January 2024 till December 2024. In this year, I studied various thesis and papers related to green composites, material homogenization, crystal plasticity and fatigue design. I tried to understand and analyze the behavior of steel under monotonic loading and cyclic loading. Also, efforts were made to achieve the Ramberg Osgood parameters of the material behavior observed under both loading conditions. Literature study is done on expressing the material behavior with the help of crystal plasticity. I studied various crystal plasticity theories and how they are implemented and applied. Efforts were made to replicate the behavior of steel, both monotonic and cyclic, with the help of crystal plasticity finite element modelling (CPFEM). Also, efforts are made to derive the crystal plasticity material parameters required to model the behavior of the stee with crystal plasticity. Also both the stress strain curve obtained from the experiment and from crystal plasticity are compared and analyzed. The paper with title “Comparison between stiffened plate and steel aluminum foam sandwich panels” got published in journal “Practice Periodical on Structural Design and Construction” on January 18, 2024 (https://doi.org/10.1061/PPSCFX.SCENG-1309). Also I finished the working on the paper “Numerical and experimental analysis and verification of plastics derived from post-consumer plastic wastes”. The paper has been submitted to the “Mechanics of Advanced Materials and Structures” Journal. Currently waiting for reply from the journal. Also, I started to work on writing few chapters of my thesis. Thesis writing work is in progress. I worked on the chapters related to Introduction, state of art, Homogenisation theories or Multiscale approaches, Polymer Analysis, Crystal Plasticity. Currently work is being done on the chapter related to crystal plasticity.
Number of months spent abroad in academic institutions: 0
Number of courses/seminars attended: 0
Number of publications in journal papers: 3
Number of publications in conference proceeding: 0
Number of presentations in attended conferences: 0
Number of supplementary teaching activity: 0
Tutti i Dottorandi del 37° ciclo Bando Regione Lazio (data inizio giugno 2022) hanno presentato una relazione sulle attività formative e di ricerca per l'ammissione alla discussione finale. Si riportano i temi di ricerca e la produzione scientifica per ciascun dottorando
- Farina Ilaria
Nella prima parte del terzo anno di dottorato, l’attività di ricerca ha riguardato soprattutto l’esecuzione di prove triassiali cicliche presso la Geores s.r.l., azienda partner del Dottorato Industriale. La sperimentazione è stata rivolta ad investigare la risposta non drenata a carichi ciclici dei terreni piroclastici e il ruolo dei fattori d’influenza, in particolare del contenuto di fine, sulla resistenza a liquefazione. Inoltre, da agosto 2024 ha preso avvio un periodo di ricerca all’estero, presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale dell’Università di Auckland (Nuova Zelanda), con la supervisione del Prof. Orense, per approfondire il comportamento sismico di altri tipi di terreni di origine vulcanica. L’obiettivo è lo sviluppo di un programma sperimentale mirato ad evidenziare le caratteristiche peculiari dei terreni con elevato contenuto di pomici, anche mediante un approccio energy-based. La valutazione dell’energia dissipata accumulata sul meccanismo di generazione delle sovrappressioni interstiziali e delle deformazioni distorsionali, ha permesso di investigare il comportamento dei terreni oggetto di studio. Sono stati effettuati test che mostrano che i terreni vulcanici di Presenzano con elevato contenuto di fine (FC=40%) presentano trascurabile rottura delle particelle. Prove triassiali monotone hanno permesso la definizione dello stato critico, con il fine di utilizzare il parametro di stato per valutare il potenziale di liquefazione, a prescindere dalle caratteristiche intrinseche dei terreni. Alcuni risultati preliminari sono stati presentati al 18th World Conference on Earthquake Engineering, all’Incontro Annuale dei Giovani Ingegneri Geotecnici 2024, al 7th International Symposium on Dams and Earthquakes (Atene) e al Convegno Internazionale GeoMontreal svoltosi in Canada a settembre 2024. Un contributo scientifico è in stesura per il Convegno Internazionale NZGS Symposium 2025, New Zealand Geotechnical Society, Auckland (NZ).
Number of months spent abroad in academic institutions: 2
Number of courses/seminars attended: 2
Number of publications in journal papers: 0
Number of publications in conference proceedings: 5
Number of presentations in attended conferences: 2
Number of supplementary teaching activity: 0
- Proietti Giulio
Le attività di ricerca condotte durante il secondo e inizio del terzo anno di dottorato, in collaborazione con l’azienda partner Somma, co-finanziatore della borsa di studio e con il Prof. Nicola Nisticò, sono state finalizzate allo sviluppo degli obiettivi definiti dal bando di ammissione, che prevede studi sulla concezione di dispositivi di protezione sismica per il miglioramento delle prestazioni di edifici prefabbricati. In particolare, dopo aver approfondito lo stato dell’arte sul tema di ricerca, sono stati realizzati in Abaqus modelli numerici di dispositivi isteretici, al fine di analizzarne le peculiarità. Questa fase è supportata da prove sperimentali eseguite presso l’Università di Salerno per la caratterizzazione del materiale, mediante l’ausilio della correlazione digitale delle immagini per l'acquisizione dei dati locali. Successivamente, è stato selezionato un modello tipo di edificio in calcestruzzo armato prefabbricato, al fine di definire nuove connessioni tra gli elementi strutturali mediante l'impiego dei dispositivi isteretici oggetti di studio. L'obiettivo finale comprenderà la concezione di una nuova tipologia di edificio prefabbricato sismoresistente, variando la geometria in altezza e considerando diversi scenari di vulnerabilità sismica. Per l’ultimo anno di dottorato si prevede il perfezionamento delle simulazioni numeriche e la validazione sperimentale di un dispositivo isteretico specifico con il relativo sistema di ancoraggio. Le attività di ricerca hanno incluso inoltre la frequenza a 3 seminari erogati dal Dipartimento e 1 conferenza presso l’Università degli Studi di Roma Tor Vergata. Le produzioni scientifiche comprendono l’elaborazione in corso di un articolo per rivista e un contributo pubblicato negli atti di convegno della conferenza sopracitata, in cui si è partecipato come speaker.
Number of months spent abroad in academic institutions: 0
Number of courses/seminars attended: 4
Number of publications in journal papers: 1
Number of publications in conference proceedings: 1
Number of presentations in attended conferences: 1
Number of supplementary teaching activity: 0