Concetti Chiave
- Le deformazioni di un mezzo granulare sono influenzate dalla granulometria e dalle interazioni tra particelle, con meccanismi meccanici predominanti su quelli elettrostatici.
- In un mezzo granulare saturo, la variazione di volume avviene solo se l'acqua viene espulsa o assorbita, con la permeabilità determinata dalla dimensione delle particelle e dei pori.
- Le condizioni non drenate impediscono il cambiamento di volume, e la sovrappressione neutra emerge poiché l'acqua nei pori non può fuoriuscire.
- In terreni a grana grossa, la permeabilità consente un libero drenaggio durante le variazioni di tensione, mantenendo costante la pressione neutra.
- In terreni a grana fine, la bassa permeabilità limita il drenaggio durante il carico, richiedendo operazioni in condizioni non drenate.
Indice
Deformazioni del mezzo granulare
Nell'ipotesi di mezzo granulare soggetto a carico esterno le deformazioni del terreno possono essere viste come somma di aliquote dovute a: modifica di posizione relativa, deformazione delle particelle.all'interno di un mezzo granulare le particelle, le quali possono avere diverse granulometrie, si trovano a dover interagire tra di loro con delle interazioni che dipendono dalla loro superficie specifica. in particolare, se le particelle presentano una granulometria grossa, risentiranno di azioni solo di tipo meccanico. viceversa se non saranno trascurabile le forze di superficie, le loro interazioni saranno di tipo elettrostatico. Il primo meccanismo è maggioritario rispetto al secondo, tanto che possiamo considerare le particelle incomprimibili. Quindi le particelle nel nostro modello presenteranno lunghezza, spessore e profondità infinite e qualsiasi variazione di volume nel mezzo complessivo corrisponderà un uguale variazione del volume dei pori.
Mezzo granulare saturo
Nel caso in cui il mezzo granulare fatto da particelle incomprimibili sia saturo d'acqua, anch'essa incomprimibile, e si mantenga saturo nel corso della deformazione, la variazione di volume è possibile solo se tale mezzo viene espulso o assorbito dall'esterno in un volume d'acqua identico. Il tempo in cui ciò deve accadere può avere lunghezza variabile, e il fattore più influente è la permeabilità, la quale dipende dalla dimensione dei pori, la quale proporzionali a sua volta la dimensione delle particelle. In un terreno a grana grossa la permeabilità è alta abbastanza da poter consentire all'acqua di allontanarsi dal terreno liberamente fin dall'atto di applicazione del carico. Se il terreno è a grana fine la permeabilità è ridotta, pertanto l'acqua al momento dell'applicazione del carico rimane intrappolata nei pori e succede che fuoriesce solo dopo.Condizioni non drenate
In condizioni non drenate il mezzo può variare la sua forma, modificando la sua posizione relativa non connessa a una variazione di volume e quindi senza espellere acqua. Non sono consentite le variazioni di volume che portano a espulsione di acqua. In condizioni non drenate la tendenza delle particelle ad avvicinarsi o respingersi a causa del carico applicato è contrastata dall'acqua all'interno dei pori, la quale non può fuoriuscire e subisce una variazione di pressione. Tale pressione è detta sovrappressione neutra.Risposta del terreno a tensioni totali
Quando il terreno è a grana grossa, tipicamente molto permeabile, durante la variazione di tensioni è consentito il libero drenaggio, pertanto la pressione neutra rimane invariata. Il carico applicato al contorno del mezzo si trasferisce interamente sullo scheletro solido; se il terreno è a grana fine, invece, presenta permeabilità ridotta e quindi la variazione di tensioni non consente un apprezzabile drenaggio durante la fase di carico. Per questo motivo i carichi sono applicati in condizioni non drenate.Domande da interrogazione
- Quali sono i meccanismi di deformazione in un mezzo granulare?
- Come si comporta un mezzo granulare saturo durante la deformazione?
- Cosa accade in condizioni non drenate in un mezzo granulare?
- Come risponde il terreno a grana grossa e fine alle tensioni totali?
Le deformazioni in un mezzo granulare sono dovute a modifiche di posizione relativa e deformazione delle particelle, influenzate dalla granulometria e dalle interazioni meccaniche o elettrostatiche tra le particelle.
In un mezzo granulare saturo, la variazione di volume è possibile solo se l'acqua viene espulsa o assorbita dall'esterno, con la permeabilità che gioca un ruolo cruciale nel determinare la velocità di questo processo.
In condizioni non drenate, il mezzo può cambiare forma senza variazioni di volume, poiché l'acqua nei pori non può fuoriuscire, causando una sovrappressione neutra.
In terreni a grana grossa, il drenaggio è libero e la pressione neutra rimane invariata, mentre in terreni a grana fine, la bassa permeabilità impedisce un drenaggio apprezzabile, richiedendo l'applicazione di carichi in condizioni non drenate.
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