Il livello freatico si può definire come il luogo dei punti in cui la pressione dell’acqua è pari a 0. Inserendo la “superficie freatica”, in condizioni idrostatiche, il valore della pressione neutra aumenta, in modo lineare, con la profondità e in funzione del suo peso specifico (Figura 16). Il carico esterno dovuto al “serbatoio” (carico idraulico) si modella applicando una tensione normale agente sulla superficie del pendio di intensità pari alla pressione esercitata dall’acqua. Così come mostra la Figura 47, la tensione applicata aumenta linearmente con la profondità nella parte inclinata del pendio, mentre assume valore costante lungo il livello di fondazione.
Fig. 46. Modellazione della superficie libera.
Fig. 47. Carico del serbatoio.
Queste tensioni vengono poi convertite in carichi equivalenti applicati ai nodi degli elementi finiti che compongono la mesh. Le falde freatiche sono definite da due o più punti e non sono in grado di interagire con la struttura geometrica del modello. Al di sopra del livello freatico la pressione interstiziale sarà nulla, mentre, al di sotto, si verifica una distribuzione idrostatica della pressione in ciascun punto d’integrazione di Gauss.
Le condizioni iniziali delle acque sotterranee si generano in due differenti modi: il primo consiste nella definizione del livello di falda freatica e nella generazione della pressione interstiziale, mentre il secondo consiste nell’analisi esplicita del flusso stazionario che richiede la definizione dei carichi totali sui bordi della mesh di elementi finiti.