Opere geotecniche - Appunti ed esercizi

Sommario

Richiami di meccanica delle terre ............................................................................................................................ 6

• Descrizione e classificazione dei terreni ....................................................................................................................... 6
• Tensore degli sforzi di Cauchy ....................................................................................................................................... 7
• Tensore delle deformazioni .......................................................................................................................................... 7
• Principio degli sforzi efficaci .......................................................................................................................................... 8
• Storia tensionale ........................................................................................................................................................... 9
• ′ℎ0Effetto della storia tensionale sulla .................................................................................................................... 10
• Preconsolidazione dovuta ad aging ............................................................................................................................ 10
• Moto transitorio – consolidazione monodimensionale .............................................................................................. 11
• Caso infinitamente esteso....................................................................................................................................... 11
• Prova edometrica ........................................................................................................................................................ 12
• Parametri di compressibilità ................................................................................................................................... 12
• Coefficiente di consolidazione primaria ..................................................................................................................... 13
• Teoria della consolidazione monodimensionale - Terzaghi ........................................................................................ 14
• Resistenza al taglio ...................................................................................................................................................... 15
• Prova triassiale ............................................................................................................................................................ 16
• TXCD – Prova triassiale consolidata drenata .......................................................................................................... 16
• TXCU – Prova triassiale consolidata non drenata ................................................................................................... 17
• TXUU – Prova triassiale non consolidata non drenata............................................................................................ 17

Comportamento non drenato delle sabbie ........................................................................................................ 19

• Resistenza al taglio delle sabbie in condizioni drenate .............................................................................................. 19
• Comportamento non drenato delle sabbie ................................................................................................................ 22
• Prove TXCU su sabbia Bending Sand ....................................................................................................................... 22
• Risposte sperimentali osservabili in laboratorio ..................................................................................................... 23
• Stato stazionario di deformazione .......................................................................................................................... 25
• Integrazione: ........................................................................................................................................................... 25

Comportamento critico dei terreni sotto carico ciclico ............................................................................... 27

• Sollecitazioni di un elemento di terreno durante un evento sismico ......................................................................... 27
• Apparecchio di taglio semplice ciclico ........................................................................................................................ 28
• Risposta di un terreno soggetto a sollecitazioni cicliche ............................................................................................ 29
• Domini di comportamento in relazione ai livelli deformativi ..................................................................................... 30
• Soglie di deformazione e ........................................................................................................................ 31
• , Evoluzione della rigidezza del rapporto di smorzamento e della dovrapposizione∆ interstiziale in funzione della deformazione a taglio ................................................................... 32
• Rigidezza in funzione del livello di deformazione .................................................................................... 330
• Campi di variazione delle curve - ........................................................................................................ 33
• Terreni a grana grossa (sabbia di Toyoura) ................................................................................................ 331
• Terreni a grana fine ........................................................................................................................................... 34
• Variare dello smorzamento con il livello di confinamento ................................................................. 34
• Risultati di prove di taglio torsionale ciclico (CTS) su provini di sabbia allo stato denso ........................................... 35
• Risultati di prove di taglio torsionale ciclico (CTS) su provini di sabbia allo stato sciolto ........................................... 36
• Risultati di prove di taglio semplice ciclico su provini di sabbia allo stato sciolto ...................................................... 36
• Risultati di prove di taglio semplice ciclico su provini di sabbia a comportamento dilatante (sabbia densa) ........... 37
• Riassunto ..................................................................................................................................................................... 37
• Resistenza al taglio ciclica dei terreni granulari .......................................................................................................... 37
• Sintesi .......................................................................................................................................................................... 38

Stati di equilibrio limite attivo e passivo ............................................................................................................. 39

• Richiamo di spinta delle terre ............................................................................................................................... 39
• Condizione a riposo ................................................................................................................................................. 39
• Equilibrio limite inferiore ........................................................................................................................................ 40
• Equilibrio limite superiore ....................................................................................................................................... 41
• Ripasso ................................................................................................................................................................... 41
• Equilibrio limite di un mezzo non coesivo delimitato da un piano inclinato – stato limite attivo.......................... 42
• Equilibrio limite di un mezzo non coesivo delimitato da un piano inclinato – stato limite passivo ....................... 42
• Teoria di Coulomb ................................................................................................................................................... 43
• Considerazioni sulle ipotesi del metodo e sulla sua applicabilità ........................................................................... 44
• Muri ............................................................................................................................................................................. 46
• Modalità di rottura di opere di sostegno flessibili ...................................................................................................... 46
• Paratie ......................................................................................................................................................................... 46
• Paratia senza ancoraggio in terreno incoerente ......................................................................................................... 48
• Paratia senza ancoraggio in terreno coesivo saturo ................................................................................................... 50
• Paratia con ancoraggio (metodi per la progettazione) ............................................................................................... 51
• Metodo ad appoggio fisso ............................................................................................................................... 51
• Metodo ad appoggio libero ............................................................................................................................. 52

Metodo dello stress path ........................................................................................................................................ 53

• Percorsi di carico eseguibili in una cella triassiale avanzata ....................................................................................... 53
• Rilevato costruito su un substrato argilloso normalconsolidato ................................................................................ 56
• Rilevato costruito su un substrato argilloso molto sovraconsolidato ........................................................................ 57
• Stabilità di un’opera di sostegno ................................................................................................................................ 58
• Stabilità di un’opera di sostegno flessibile ................................................................................................................. 59
• Costruzione graduale di un rilevato ............................................................................................................................ 61
• Scelta dei parametri nell’analisi di stabilità ................................................................................................................ 62

Indagini geotecniche ................................................................................................................................................. 63

• Campionatori .......................................................................................................................................................... 64
• Prova penetrometrica statica (CPT) ............................................................................................................................ 642
• Prova penetrometrica statica “meccanica” ................................................................................................................ 65
• Prova penetrometrica statica “elettrica” .................................................................................................................... 65
• Prova penetrometrica con piezocono (CPTU) ............................................................................................................. 65
• Prova penetrometrica con piezocono sismico (SCPTU) .............................................................................................. 66
• Definizione della stratigrafia ....................................................................................................................................... 67
• Esempi di profili stratigrafici ....................................................................................................................................... 68
• Guida per la stima del tipo di terreno da risultati di prove CPT con la punta meccanica tipo Begermann................ 68
• Carte di classificazione di Robertson .......................................................................................................................... 69
• Indice di materiale I ............................................................................................................................................... 71
• cInterpretazione nei terreni a grana fine ..................................................................................................................... 71
• Prova di dissipazione ................................................................................................................................................... 73
• Interpretazione nei terreni a grana grossa ................................................................................................................. 75
• Esempio di interpretazione di una prova penetrometrica ......................................................................................... 76
• Prova penetrometrica dinamica (SPT = standard penetration test) ........................................................................... 81
• Prova dilatometrica ..................................................................................................................................................... 82
• Vane test o prove con scissometro ............................................................................................................................. 84

Metodo dell’analisi limite ....................................................................................................................................... 86

• Equilibrio .............................................................................................................................................................. 87
• Congruenza ......................................................................................................................................................... 87
• Legame costitutivo ............................................................................................................................................ 87
• Equazione di continuità .................................................................................................................................. 87
• Metodi di analisi per la soluzione dei problemi di stabilità ........................................................................................ 88
• Metodi dell’analisi limite ............................................................................................................................................ 88
• Cinematismi di collasso compatibili ............................................................................................................................ 90
• Applicazione dei teoremi dell'analisi limite per la valutazione della capacità portante di fondazioni superficiali .... 91
• Esempi di soluzione di limite inferiore ........................................................................................................................ 91
• Analisi in termini di tensioni efficaci (condizioni drenate) ...................................................................................... 91
• Analisi in termini di tensioni totali (condizioni non drenate) ................................................................................. 92
• Applicazioni del teorema del limite inferiore ............................................................................................................. 96
• Condizioni drenate – analisi nel lungo termine ...................................................................................................... 96
• Condizioni non drenate – analisi nel breve termine ............................................................................................... 97
• Esempi di soluzione di limite superiore ...................................................................................................................... 98
• Condizioni drenate – analisi nel lungo termine ...................................................................................................... 98
• Condizioni non drenate – analisi nel breve termine ............................................................................................. 101

Fondazioni superficiali .................................................................................................................................................. 104

• Capacità portante ..................................................................................................................................................... 104
• Meccanismi di rottura ............................................................................................................................................... 104
• Formula di Terzaghi ................................................................................................................................................... 1063
• Formula di Brinch-Hansen......................................................................................................................................... 108

Fondazioni superficiali – cedimenti ....................................................................................................................... 110

• Evoluzione dei cedimenti nel tempo ........................................................................................................................ 110
• Fasi che caratterizzano il calcolo dei cedimenti delle fondazioni ............................................................................. 111
• Distribuzione delle tensioni nel sottosuolo .............................................................................................................. 111
• Caso “0”: Soluzione di Boussinesq (1885) ................................................................................................................. 111
• Carico uniformemente distribuito su un’area circolare (Abaco di Forest Ahlvin) .................................................... 113
• Carico uniformemente distribuito su un’area retta