Appunti Geotecnica parte 4

Prove triassiali (16)

Celle triassiali

La cella di gomma deve essere impermeabile ma deformabile per permettere al provino di deformarsi. Sopra al provino vi è una testa di carico e la membrana è collegata a tale testa di carico e alla base di sotto attraverso un O-ring di gomma che tengono sigillata la membrana. Lo spazio esterno al provino è delimitato da un cilindro plexiglas che permette l'isolamento dall'ambiente esterno. Tale spazio è riempito da acqua e attraverso un circuito che si trova alla base è messa in pressione. Avremo quindi pressioni che agiscono sia lateralmente al provino in maniera isotropa, sia pressioni che agiscono assialmente attraverso il pistone di acciaio.

Nelle celle che operano su terreni saturi, le variazioni di volume si determinano attraverso la misura dei volumi in ingresso e uscita dal provino.

Con il rubinetto sul circuito di drenaggio si possono imporre CND: se il rubinetto è aperto permetto delle condizioni drenate; se il rubinetto è chiuso impongo che la condizione non sia drenata (condizione necessaria ma non sufficiente).

Prove triassiali (16)

Celle triassiali

La cella di gomma deve essere impermeabile ma deformabile per permettere al provino di deformarsi. Sopra al provino vi è una testa di carico e la membrana è collegata a tale testa di carico e alla base di sotto attraverso un O-ring di gomma che tengono sigillata la membrana. Lo spazio esterno al provino è delimitato da un cilindro plexiglas che permette l'isolamento dall'ambiente esterno. Tale spazio è riempito da acqua e attraverso un circuito che si trova alla base è messa in pressione. Avremo quindi pressioni che agiscono sia lateralmente al provino in maniera isotropa, sia pressioni che agiscono assialmente attraverso il pistone di acciaio.

Nelle celle che operano su terreni saturi, le variazioni di volume si determinano attraverso la misura dei volumi in ingresso e uscita dal provino.

Con il rubinetto sul circuito di drenaggio si possono imporre CND: se il rubinetto è aperto permetto delle condizioni drenate; se il rubinetto è chiuso impongo che la condizione non sia drenata (condizione necessaria ma non sufficiente).

Nelle fasi non drenate delle prove triassiali, con il trasduttore di pressione si possono misurare le pressioni interstiziali all'interno del provino stesso. Se il rubinetto è aperto le pressioni misurate non è detto che siano quelle presenti nel provino.

Il volumometro è costituito da un galleggiante che, spinto dalla pressione dell'acqua, si può muovere verso l'alto o verso il basso e attraverso un micrometro può misurare lo spostamento e di conseguenza l'acqua che entra o esce dal provino.

Per favorire il drenaggio del provino si mette un foglio di carta da filtro che però non viene messo con continuità sul provino ma viene tagliato, in modo che non venga creato nessuno vincolo alla deformazione radiale del provino. L'acqua entra nella carta da filtro e va verso l'alto o il basso raggiungendo le piastre porose.

Il micrometro permette di misurare lo spostamento assiale dato dalla forza applicata sul pistone.

Cella triassiale a percorso tensionale controllato

Cella Bishop

Esecuzione delle prove triassiali

Si prelevano tre provini cilindrici dallo stesso campione.

Su ognuno di essi si esegue una prova triassiale, che consiste in due fasi:

• Applicazione della pressione di cella
• Applicazione del carico assiale (generalmente, con velocità di accorciamento controllato)

Le pressioni di cella sono differenti nelle tre prove.

Con l'apparecchiatura triassiale si possono eseguire anche prove di compressione isotropa.

Dimensioni dei provini

I provini hanno forma cilindrica con direttrice circolare. L’altezza è generalmente almeno il doppio del diametro della sezione di base, questo per permettere di ritenere, almeno della parte centrale del provino, principali le tensioni assiali e radiali. Il diametro più correntemente utilizzato per prove su terreni a grana fine è 36-38 mm. Di conseguenza l’altezza minima varia tra 72 e 76 mm. Esistono anche triassiali che permettono di eseguire prove su provini con diametro di 50, 80, 100 mm e anche oltre (questi ultimi, utilizzati per il rockfill).

Tipologie usuali di prova

Prova:

• Triassiale consolidata isotropicamente e drenata (CID), rottura per sforzo assiale
• Triassiale consolidata isotropicamente e non drenata, rottura per sforzo assiale non drenato
• Triassiale non consolidata e non drenata (UU)

Applicazione pressione di cella e la back pressure:

• Si attende la consolidazione
• Si attende la consolidazione
• Non si permette la consolidazione

Applicazione carico assiale:

• Si applica il carico assiale tanto lentamente, da considerare questa fase come drenata (sigla: TX - CID)
• Si applica il carico assiale con il circuito di drenaggio chiuso. Condizione non drenata (sigla: TX - CIU)
• Si applica il carico assiale con il circuito di drenaggio chiuso