Concetti Chiave
- La consolidazione è un fenomeno idrodinamico transitorio che coinvolge pressioni neutre non equilibrate, dissipandosi nel tempo a partire da un carico esterno in condizioni non drenate.
- Il processo di dissipazione inizia con l'acqua che si muove dal terreno verso il contorno drenante, riducendo le sovrappressioni neutre fino a tornare ai livelli iniziali.
- Le sovrappressioni neutre rappresentano pressioni eccedenti rispetto a quelle idrostatiche, spesso causate da variazioni nelle condizioni idrauliche al contorno.
- La modifica delle condizioni al contorno dipende dalla composizione degli strati di terreno, con diversi diagrammi di sovrappressione neutra in base alla stratificazione e alle variazioni della falda.
- Il grado di consolidazione si misura come il rapporto tra la tensione efficace e la tensione totale, influenzando il comportamento del mezzo solido e liquido.
Indice
Caso edometrico
la consolidazione è un fenomeno idrodinamico transitorio che parte da una condizione iniziale in cui esiste una aliquota di pressione neutra non equilibrata con le condizioni idrauliche del contorno, che col tempo si dissipa. Un esempio è il carico esterno esterno applicato in condizioni non drenate su un semispazio in cui per esempio regnano pressioni neutri idrostatiche. all'istante di applicazione del carico la distribuzione di pressione neutre si modifica. in condizioni non drenate si fa riferimento al mezzo monofase equivalente.
Dissipazione
per effetto del carico motore inizia un moto dell'acqua dal terreno verso il contorno drenante. le sovrappressioni neutre tendono a dissiparsi nel tempo. a ogni istante di tempo t si può definire un isocronica, che rappresenta le sovrappressioni neutre lungo lo spessore dello stato all'istante di tempo scelto. in condizioni non drenate un carico applicato sull'aria finita induce nel sottosuolo delle sovrapressioni assimilabili a una distribuzione triangolare. dopodiché si sviluppa il fenomeno della consolidazione fino al completamento di tali sovrappressioni. alla fine le pressioni neutre coincidono con quelle precedenti l’applicazione del carico.
Pressioni e sovrappressioni neutre
Le sovrappressioni neutre sono state definite come la parte eccedente le pressioni neutre idrostatiche, ovvero le pressioni che gravano direttamente sull'aliquota liquida del mezzo; possono anche insorgere per effetto di una variazione della condizione idraulica al contorno punto in generale è possibile definirle rispetto a una qualsiasi distribuzione di pressione neutre equilibrata con delle condizioni idrauliche al contorno.
Modifica condizioni al contorno
Il diagramma di sovrappressioni neutre nel caso in cui uno strato d'argilla di un substrato impermeabile sia posto al di sotto di uno strato di sabbia fine è di tipo rettangolare. Nell'argilla le pressioni neutre si equalizzano lentamente e si mettono in equilibrio quella condizione delle sabbie superiori.invece nel caso di uno strato di argilla sovrapposto a uno strato di ghiaia è posto al di sotto di uno strato di sabbia fine in cui la falda subisce variazioni rapide per emungimento la pressione neutra il contorno inferiore dell'argilla si mantiene costante e il diagramma di sovrappressione neutra iniziali e triangolare, mentre la condizione finale stazionaria non è idrostatica.
quando il flusso d'acqua è accoppiato a deformazioni dello scheletro solido la divergenza del campo di velocità è uguale alle derivate parziali rispetto al tempo delle deformazioni. il grado di consolidazione è il rapporto tra la tensione efficace in un punto e la tensione totale, mentre il valore medio è l'integrale delle interazioni efficaci fratto l'integrale delle tensioni totali. La tensione efficace è l'aliquota gravante sul mezzo solido, mentre la tensione totale comprende anche le pressioni neutre.
Domande da interrogazione
- Che cos'è la consolidazione nel contesto del caso edometrico?
- Come avviene la dissipazione delle sovrappressioni neutre?
- Cosa sono le sovrappressioni neutre e come si formano?
- Come si modificano le condizioni al contorno in presenza di diversi strati di terreno?
La consolidazione è un fenomeno idrodinamico transitorio che inizia con una pressione neutra non equilibrata e si dissipa nel tempo, come quando un carico esterno viene applicato in condizioni non drenate.
La dissipazione avviene quando l'acqua si muove dal terreno verso il contorno drenante a causa di un carico motore, riducendo le sovrappressioni nel tempo fino a coincidere con le pressioni neutre iniziali.
Le sovrappressioni neutre sono pressioni eccedenti le pressioni neutre idrostatiche, che possono insorgere da variazioni delle condizioni idrauliche al contorno.
Le condizioni al contorno variano a seconda della composizione degli strati, come nel caso di argilla sotto sabbia fine, dove le pressioni neutre si equalizzano lentamente, o argilla sopra ghiaia, dove le variazioni rapide della falda influenzano il diagramma di sovrappressione.
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