Studio sperimentale del Porto di Daghmar in modello 3D per la valutazione della tracimazione ondosa e della stabilità della mantellata utilizzando strumenti ottici

The Department of Civil, Environmental and Architectural Engineering (DICEA) of the University of Padua was commissioned to study the design solution proposed for the breakwater of the future port of Daghmar, in Oman. To do this, a three-dimensional physical model was created. The Maritime Construction laboratory is equipped with a marine pool for performing physical models of this type. The objective is to analyze whether the designed rubble-mound structure can withstand the most severe events, thus studying stability, wave overtopping and wave agitation within the port. This thesis therefore focuses on describing the activities carried out, presenting the results obtained and evaluating alternative solutions to the project. Firstly, the wave calibration phase was performed: scaled waves were reproduced in the marine pool according to Froude similarity. Subsequently, the rubble-mound structure was constructed, with CORE-LOC™ artificial units in its armor layer. The waves produced in the previous calibration phase were then regenerated, this time with the aim of studying the stability of the breakwater. The experimental results allow to understand that, in many cases, it’s impossible to generate waves with the significant height required. Indeed, focusing on the breaking index, it can be observed that in many tests the required value was enormously high and therefore impossible to reproduce in a physical model. The structure proved to be stable: there aren’t CORE-LOC™ extractions and their displacements are limited. The only extractions involved a very small number of rocks from the toe berm and therefore the degree of damage is minimal. The identification of the rock movements was carried out using two different methodologies in a coordinated manner. When applied individually, each method has limitations. The overtopping discharge is extremely small and far from dangerous values for the structure even for events with an extremely long return period. Wave agitation inside the breakwaters is minimal: the harbor will be fully operational. Finally, a further chapter is dedicated to evaluating alternative solutions to the project. While continuing to ensure structural stability, other possible solutions are explored, also focusing on economic aspects and environmental sustainability. The use of CORE-LOC™ artificial units is the most economical option and one of those generating the lowest emissions. Overall, the structure appears to be properly dimensioned.

Il Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Ambientale (DICEA) dell’Università degli Studi di Padova ha ottenuto l’incarico di studiare la soluzione progettuale pensata per l’opera di difesa del futuro porto di Daghmar, in Oman. Per fare ciò si è realizzato un modello fisico tridimensionale. Il laboratorio di Costruzioni Marittime presenta infatti una vasca marittima per eseguire modelli fisici di questo tipo. L’obiettivo è analizzare se l’opera a gettata progettata resiste agli eventi maggiormente impattanti, studiando quindi la stabilità, la tracimazione e l’agitazione ondosa all’interno del porto. Questo elaborato si focalizza quindi sulla descrizione delle attività svolte, sulla presentazione dei risultati ottenuti e sulla valutazione di soluzioni alternative al progetto. Inizialmente è stata eseguita la fase di calibrazione delle onde: si sono riprodotte nella vasca marittima le onde scalate rispettando la similitudine di Froude. Successivamente è stata realizzata l’opera a gettata, che presenta nella mantellata unità artificiali CORE-LOC™. Si sono quindi generate nuovamente le onde, prodotte nella precedente fase di calibrazione, con l’obiettivo stavolta di studiare la stabilità della struttura di difesa. I risultati sperimentali hanno portato alla conclusione che, in molti casi, risulta impossibile generare le onde con l’altezza significativa richiesta. Focalizzandosi sull’indice di frangimento si nota infatti che in molte prove il valore richiesto risulta enormemente alto e quindi di impossibile realizzazione in un modello fisico. L’opera risulta stabile: non avvengono estrazioni di CORE-LOC™ e i loro spostamenti sono modesti. Le uniche estrazioni riguardano i massi della berma al piede ma sono in numero estremamente limitato e perciò il grado di danneggiamento è minimo. L’individuazione dei movimenti dei massi è stata eseguita utilizzando in maniera coordinata due diverse metodologie. Utilizzati singolarmente infatti, i due procedimenti hanno dei limiti. La portata di tracimazione è davvero piccola e ben lontana dai valori che metterebbero a rischio la stabilità dell’opera anche per eventi con un tempo di ritorno estremamente elevato. L’agitazione ondosa all’interno dei frangiflutti è minima: il porto sarà perfettamente operativo. Un ulteriore capitolo è dedicato infine alla valutazione di soluzioni alternative al progetto. Continuando a garantire la stabilità dell’opera, si sono studiate altre possibili soluzioni, focalizzandosi anche sull’aspetto economico e sulla sostenibilità ambientale. L’utilizzo di unità artificiali CORE-LOC™ è l’opzione più economica e una di quelle che genera meno emissioni. Nel complesso quindi l’opera risulta correttamente dimensionata.