Richiami di geologia, idraulica e scienza delle costruzioni

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I moti di filtrazione nei terreni descrivono il movimento dell acqua o di altri fluidi attraverso il suolo o una massa di terra porosa.

Questo fenomeno avviene quando un fluido si infiltra nei pori di un materiale solido, guidato dalla differenza di pressione tra

diverse zone del terreno. I moti di filtrazione sono fondamentali nello studio dell idrogeologia e della meccanica delle terre, in

particolare per capire come l acqua si muove attraverso i suoli, influisce sulla loro stabilità e alimenta falde acquifere o bacini

idrici sotterranei.

Principali concetti coinvolti nei moti di filtrazione:

1. Legge di Darcy: È la legge che descrive il flusso dell acqua nei mezzi porosi. Secondo la legge di Darcy, il flusso

(Q) è proporzionale alla differenza di pressione tra due punti e inversamente proporzionale alla distanza tra questi. L equazione

si esprime così:

Q = -K A DeltaH / L

dove: • Q è il flusso volumetrico,

• K è la permeabilità del terreno,

• A è l area attraverso cui avviene il flusso,

• ΔH è la differenza di carico idraulico (o pressione),

• L è la lunghezza del percorso del flusso.

2. Permeabilità (K): Misura la capacità di un terreno di far passare acqua o altri fluidi. I terreni sabbiosi, per

esempio, hanno alta permeabilità, mentre le argille, con pori più piccoli, la hanno molto bassa.

3. Gradiente idraulico (i): È il rapporto tra la differenza di carico idraulico (pressione) e la distanza percorsa dal

fluido. Un gradiente maggiore genera un flusso più rapido.

4. Portata di filtrazione: Indica la quantità di acqua che attraversa una sezione del terreno in un determinato

intervallo di tempo. Dipende sia dalla permeabilità che dal gradiente idraulico.

5. Pressione interstiziale: È la pressione dell acqua all interno dei pori del terreno. Nei terreni saturi, può avere un

effetto significativo sulla stabilità del terreno, influenzando fenomeni come il consolidamento o il liquefazione.

Fattori che influenzano i moti di filtrazione:

• Struttura del terreno: I suoli più porosi (come sabbie o ghiaie) permettono un flusso più facile rispetto ai terreni

compatti (come le argille).

• Saturazione: Nei terreni saturi, tutti i pori sono riempiti d acqua, mentre nei terreni insaturi il fluido deve superare

tensioni capillari, rallentando il flusso.

• Proprietà del fluido: Viscosità e densità del fluido influenzano il movimento attraverso il terreno.

• Condizioni di confine: La presenza di strati impermeabili o il livello della falda influenzano come e dove l acqua si

muove.

I moti di filtrazione sono di cruciale importanza in diversi contesti, come nella costruzione di dighe e bacini, nel controllo delle

acque sotterranee o per prevedere i rischi di frane e di erosione. 30.09

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