Mitigazione dei rischi geologici con approfondimenti normativi - parte 2

SPT - Correzione del valore di N

La correzione tiene conto dei differenti dispositivi di infissione utilizzati e delle procedure esecutive. Il valore di N, corretto secondo la formula proposta da Skempton, assume il valore:

N = C * N60 * ER * B * S * R * SPT

dove:

• N = valore corretto per le procedure esecutive
• 60C = fattore di correzione per il rapporto di energia
• ER = fattore di correzione per il diametro del foro
• BC = fattore di correzione per il tipo di campionatore
• SC = fattore di correzione per la lunghezza della fune
• RN = valore misurato SPT

I valori dei fattori di correzione proposti da Skempton sono elencati nella tabella seguente.

Correzione del valore di N per le tensioni litostatiche

Viene utilizzata la seguente correzione proposta in letteratura:

(N ) = C * Nl * 60 / N 60

dove:

• (N ) = valore corretto per le tensioni litostatiche e per le procedure esecutive
• l 60N = valore corretto per le procedure esecutive
• 60C = fattore di correzione per la tensione litostatica

Il valore del fattore C proposto da Liao e Whitman

è:Nsigma corrisponde alla tensione verticale efficace in kg/cm^3 31

Correlazioni per la stima della densità relativa Dr → (misura lo stato di addensamento)

Correlazione, riportata in “Manual on estimating soil properties” (Cornell University, 1990) elaborata dai metodi di Skempton e di Liao & Whitman, valida per sabbie NC

Correlazioni per la stima del modulo di deformabilità

“Manual on estimating soil properties” (Cornell University, 1990)

E = 10 · N valida per “clean NC sands”

60E = 15 · N valida per “clean OC sands”

2(E = modulo di deformabilità in kg/cm )

D’Appolonia et al. (1970)

E = 0.756 N + 18.75 (MPa) per sabbia e ghiaia NC

SPTE = 1.043 N + 36.79 (MPa) per sabbia OC

SPTSchultze & Menzenbach (1961)

E = 0.517 N + 7.46 in MPa

SPTPasqualini (Politecnico di Torino,1983)

Da correlazioni tra SPT e pressiometriche (Tornagli, Franke,Ghionna-Lancellotta-Maniscalco, Albert-Hegg-Manassero.con

B = 7MPa

Esistono anche correlazioni valide per terreni argillosi

Coesione non drenata

c = α · Nu SPT

con α coefficiente che varia a seconda degli autori (tra 3.8 e 12.5, in kPa)

Modulo edometrico

M = β · NSPT

con β che varia tra 500 e 600, in kPa)

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CONSIDERAZIONI

Le correlazioni vanno applicate con molta cautela tenendo conto dei seguenti aspetti:

1. Le prove SPT sono prove rudimentali e affette da errori, difetti esecutivi e anomalie difficilmente verificabili.
2. Le correlazioni sono state sperimentate su prove eseguite con la punta aperta (campionatore Raymond).
3. Le prove SPT si eseguono con due tipi di campionatori: punta conica chiusa con angolo di apertura a 90° (per materiali più consistenti, non consente il prelievo di campioni), e per materiali sciolti si usa il campionatore Raymond a punta aperta. Esso consente di mettere in relazione granulometria e numero di colpi per turare fuori l’angolo di attrito interno.
4. Verificare anomalie

4) Le prove SPT sono adatte per terreni sabbiosi.

5) I valori ricavati dalle correlazioni andrebbero sempre confrontati con i campi di valori usuali per quel tipo di terreno.

ESEMPIO: un valore di N = 60 su sabbia fornirebbe un valore di angolo di attrito di 45°, SPT irrealistico per un terreno sabbioso.

In generale: non superare valori di ϕ = 35-38° per sabbie e 38-40° per ghiaie.

Nella pratica progettuale è consigliabile seguire alcuni indirizzi:

1. Tenere conto dell'affidabilità delle prove e delle correlazioni utilizzate, con particolare cautela per le prove in terreni coesivi.
2. Non applicare in maniera automatica le correlazioni, ma stabilire dei valori limite dei parametri da non superare tenendo conto delle caratteristiche granulometriche e delle condizioni geologiche del deposito.
3. Fare riferimento a valori approssimati e con poche cifre significative.

(evitaredecimali).4) Evitare di utilizzare le correlazioni che forniscono direttamente dei valori progettuali(“portanza”, cedimenti, ecc..) a meno che non siano disponibili numerosi dati e siaconcordata con il progettista l’applicazione di specifiche relazioni (ad es. metodo diReese & O’Neill per i pali). Maggiore affidabilità per i pali battuti 332. Prove CPTContinuous penetration test. Le SPT sono una prova discontinua ovvero si va acaratterizzare il comportamento del terreno a determinati intervalli di profondità. La CPT èuna prova continua e statica. La componente argillosa deve essere prevalente, materialecoesivo. Le prove CPT misurano resistenza al ??? e la resistenza di attrito lungo le aste.Tiltimetro controllo della verticalità della batteria delle aste. Spingendo le aste possonoflettersi.CPTe → mi dice quando incontro la falda (prova penetrometrica con punta elettrica). Si pagaal metro lineare.CPTU → prova con

piezocono (prova di dissipazione). Si paga a tempo. Si mette nel terreno una pietra porosa satura. Quando si entra con la batteria di aste, l'acqua viene spinta lateralmente. L'acqua non può entrare nella pietra. Si misura la pressione sulle pareti della pietra porosa. La dissipazione mi dice il comportamento al lungo termine del materiale. Vedi appunti Bozzano.

INTERPRETAZIONE DELLE PROVE

Il primo passo è quello della stima delle caratteristiche granulometriche

Metodo di Begemann

Si considera il rapporto tra Rp e Rl 34

Metodo di Schmertmann

Confronto tra Rp e il rapporto delle resistenze Fr

Fr%=100 Rl/Rp

Metodo di ROBERTSON

Per tirare fuori i parametri da prove CPT 35

Stima dei parametri geotecnici

- Per terreni coesivi

Coesione non drenata

c = (Rp - σ ) / Nu vo kt

Modulo edometrico

Kulhawy e Mayne (1990)

M = 8.25·(Rp - σ )vo

Mitchell e Gardner

M = α·Rp

Con α variabile tra 0.7 e 5 in funzione del tipo di terreno

- Per terreni

1. Le prove CPT sono meno condizionate da criticità legate alle modalità esecutive (aparte la corretta taratura degli strumenti).
2. Rispetto alle prove SPT è possibile avere profili continui, con la possibilità di effettuare correlazioni stratigrafiche tra prove contigue (ma solo come interpolazione tra sondaggi carotati).
3. Le correlazioni trovano una diffusa applicazione nei terreni coesivi e vanno utilizzate, possibilmente, con prove di taratura in situ (confronto con prove di laboratorio).
4. Anche per le prove CPT esistono correlazioni che forniscono direttamente alcuni parametri per il calcolo delle fondazioni. Le relazioni per il calcolo dei pali sono ritenute affidabili (ad es. le relazioni di Bustamante e Giasenelli) se disponibili in quantità significative.

3. Prove penetrometriche dinamiche continue

Sono diffusi numerosi tipi di penetrometri dinamici continui che si differenziano per massa e altezza del maglio, punta, aste.

consistenza (possibilità di infissione delle palette)- Profondità di prova limitata (rigidezza torsionale delle aste)

Bjerrum ha proposto un coefficiente di correzione μ funzione dell'indice di plasticità IP per ottenere la S in situ a partire dalla S misurata.

Un ulteriore parametro stimabile è la "sensitività" intesa come rapporto tra resistenza massima e residua.

PROVE DILATOMETRICHE

Le prove dilatometriche misurano la deformazione del terreno attarverso una membrana infissa nel terreno: dalle prove si ricava il modulo "dilatometrico" E, l'indice delle tensioni Dorizzontali K e un indice di materiale I che fornisce informazioni sulla granulometria del terreno.

Tramite specifiche relazioni vengono ricavati i valori del modulo confinato (edometrico) e la resistenza a taglio non drenata.

Un parametro importante per determinati problemi (gallerie, opere in sotterraneo) è il coefficiente di spinta a riposo K.

Che viene stimato dalla prova dilatometrica attraverso relazioni con l'indice K. Di minori affidabilità hanno le correlazioni per la stima dell'angolo di attrito.

PROVE PRESSIOMETRICHE (350 euro, dipende anche dalla profondità (sfilare aste))

Si tratta di una prova molto diffusa in Francia (e paesi francofoni) dove viene utilizzata come mezzo di indagine indispensabile per la progettazione geotecnica. Le Norme francesi fanno infatti riferimento specifico ai risultati di queste prove non solo per la valutazione di alcuni