(3/7) Fondamenti di geotecnica: Determinazione in laboratorio dei parametri dei modelli

DETERMINAZ. IN LAB. dei PARAMETRI dei MODELLI

X valutare CARATTERISTICHE MECCANICHE TERRENI (g. F.)

• PROVE IN LABORATORIO: Solo x TERRENI A G. F.
• Perde/e' possibile avere CAMPIONI INDISTURBATI

PROVE di COMPRIMITA'

(NON PORTANO A ROTTURA)

• ISOTROPA
• EDOMETRICA

PROVE di RESISTENZA

(PORTANO A ROTTURA)

• TAGLIO DIRETTO
• TRASSIALE

1) Prova Edometrica

• Serve a misurare la compress. di un terreno
• Attivarsi una compr. assiale & def. radiale impedito
• Utilizzando "EDOMETRO" & info ricavabili da prova edometrica

DETERMINAZ. IN LAB. dei PARAMETRI dei MODELLI

PROVE in LABORATORIO

• PROVE di COMPR. (NON PORTANO a ROTTURA)
  • 1. ISOTROPA
  • EDOMETRICA
• PROVE di RESISTENZA (PORTANO a ROTTURA)
  • 2. TAGLIO DIRETTO
  • 3. TRIASSIALE (C.I.D., C.I.U., U.U.)

Prova Edometrica

• SI usa il COMPR. E lo TERRENI
• ATTUATORi una COMPR. ASTALE
• utilizzando "EDOMETRO" (pag. dietro)

Edometro

Comparatore o trasduttore(misura di quanto si abbassasistema di carico)

Fa

Pelo liberoH₂O

Anello inox(impermeabile)

Provino(5 x 2,5 cm)

Testa di carico

Pietra porosa

Carta da filtro

Anello inox

Pietra porosa

b) Provino cilindrico(5 x 2,5 cm)

drenaggio = rapido- meno attrito partilaterali

Modello esemplificativo CONSOLIDAZIONE : analogia con :

Pistone forato posto in un cilindro pieno di H₂O con molla↑ aperto/chiuso

Fa

Pistone con valvola(opp.: la massarimbal. sotto/cedo)

H₂O nel cilindro(opp.: H₂O nel terreno)

Molla(opp.: sig. SS)

1. Molla e H₂O incomp.
2. Applico Fa con valvola chiusa↓ H₂O in solare ↑ (ΔT = Δu↑)
3. Apro valvola↓ H₂O esce la molla si abbassa↓ (Consolidazione)

Velocità processo dipendente da:

• Dimensione e quantità valvole (buri nel terreno - permeabilità)
• Rigidezza molla (deformabilità terreno)

1. Consolidazione
2. Dissipaz. soprap. interstiz.
3. Progressivo incremento σ'

Procedura di prova

• CAMP. INDIST. posti nell'odomotro
• CARICO VERT. F_a
  • 4 all'inizio BTI - C.N.D. → dopo 24h L.T. - C.D.
• INCREMENTO GEOMETRICO CARICO ogni 24h secondo la legge ΔF_a/F_a (carico raddoppiato)
• MISURA NE_E ASSIALE (misurando lo spost. rel alle basi del provino)
  • E_a = c_b/h_o
  • Er = 0 def. radiale impedita

Invarianti p'/q

• Grafico con q su asse verticale e p' su asse orizzontale
• RETA r = cost.
• q/p' = (1-k_o)J_a/ (1+2k_o)J_a/3 = ^3(1-k_o)/_1+2k

• wggo degli STATI TENS. EFF. in ord. radom. & fine cons.

MISURO I SEDIMENTI nel tempo (x studiare la consolidaz.)

• Grafico sedimento nel tempo (t su asse orizzontale e e su asse verticale)
• CONS. LENTA - CONS. VECE
• E_a = ЕЃL/1+е₀

GRAFICO CARICO,SCARICO

• σ_a = F_a/Δ
• Grafico di carico; recupero elastico di E_a compl. elastoplastico

e

e = e_o - C_c log

Processi di carico-scarico-ricarico

a

e

(OC)

Rapporto di consolidazione

=

TENS. MAX che ha subito il materiale

OCR = 1; NC

OCR > 1: OC.

RIGIDEZZA

MODULO EDOMETRICO

Eed = Δ_σq / Δ_εa

Eed varia al variare del pto incr funzione inf. dei limi scelto e dive vene scelto

Eed = Δ_q / Δ_ev = -Δ_σq / Δ_e (1+e_o)

Per TERRENI GG

In corrispondenza dei gomito cambia gravimetria

Rapida variazione pendenza forte compr. rispetto strutture

Per σ_q molto elevate, anche materiali con Dr + s. comportano allo stesso modo

log₁₀σ_q

x TERRENI OCR

e_max = e_o - cs log σ_1max / σ_ao

e_f = e_max - cc log σ_1af / σ_1max

2) Prova di Taglio diretto

• Serve x studiare il comportamento a rottura del materiale(rotura e scorrimento indefinito)• Applicando una comp. assiale e il seguito imponendo unosforzo relativo σ nel cont. v. generano taglio fino a rottura• Utilizando l' apparecchio di taglio diretto (a scatola ocasagrande)

info ricavabili daprova al taglio diretto

Criterio di Mohr-Coulomb

P = c' + σ'tgφ'_P/⬅ ⬅ σ ↗/

Apparecchio di taglio diretto

MicrometroMisura quantosi stacca latesta dicarico

Fa

Testa dicarico

Manicomiacciaio

Misura la forza che muore(mantiene) che blocca ildiaframma

AnelloDinamometro

Pesorosso

Bombadi ricolo

PesoRosso

Ruotex permetterelo scorrimento

Procedura di prova

1. Provino all'interno delle 2 semicassette (che possano muoversi l'una rispetto all'altra)
   • Scat. sup. A tenuta ferma dal manico di acciaio
   • Scat. inf. B si può spostare
2. Carico vert. F_V [σ_a=F_a/A]
   • Misuro def. assiale = c'è consolidazione come nella prova edom.
3. Un certo n° di provini (almeno 3) vengono portati a rottura imponendo alle 2 semicassette uno spost. rel. a vel. cost.
   • Applico T imponendo Δh (spost. orizz.)
   • Nasce forza di taglio τ=T/A
   • Durante lo spost. la testa di carico potrebbe alzarsi o abbassarsi Δv

Lo stato di tens. e def. non può essere determinato completamente: conosco solo τ - σ_a - σ_a del piano di spinta

• Non è possibile costruire unico cerchio di Mohr perché conosciute le altre principali
• Lo stato di def. non è uniforme (perché il provino è confinato nella scatola ed è sottoposto a due coesioni)

Lo utilizzo x determinare i parametri di rottura c, φ dei criteri di Mohr-Coulomb

Conoscendo τ - σ_a nei piani norm si ha un punto x

Punto di rottura

X TERRENI G.G.

SABBIA SCIOLTA

Dr bassa e alta

• c1o NON C'È COESIONE
• 3 PROVE hs 3 PTI 2 TRONC. RETTA x l'ORIGINE

TE(N)S DI ROTT:

1. fra1
2. fra2
3. TeND fra1
4. fra2

• PRODOTTI OTTIMALE
• MATERIALE OTTIMALE

SPUT. OO.2. delle 2 semis. IMPOSITO

gonno ⌀

CURVE delle 4 fasi SOVRAPPOSTE (PERCHÉ COMP. SIMILE)

Il pav. SI DEBOSSA fino ad un certo punto di STRUTT. si richiude

TERRANO G.F. N.C COME TERRENO G.G. SCOLTO

X TERRENI G.G.

SABBIA ADDENSATA

Dr ALTO e bassa

• PICCOLI RESISTERÀ

SABBIA SCOLTA

1. Lo1
2. σd1
3. σd2
4. σd3

FLESSO

AUMENTO POROSITÀ

SUPRIMMENTO a V VOTANTE TESTAR CARICO FERMA (3 & en)

• MOVIMENTO GARNLI
• MODIFICA2 ROTTURA

FENOMENO DILATANZA

RICHED RICEA di vol.ume (DILATAZIONE) perché i granuli devono aprire la struttura x poter succiere

COMBO’s MOHR

c_1_ c' FUNZ. DI ST

INTERPAZION con retta MOLINA CRTIDERIO ROST. RU

TERRANO G.G. D.C COME TERRENO G.G. ADDENSAT0

Dipendenza ϕ' da condizioni iniziale

Res q vol. cost.

Lavoro motie, strutt pali

Angolo attrito granulo-granulo

Res terreno G.G.

• No cambi.indist.
• Prove in sto

• ϕ_r
• Proposto iniziale
• D_r: densità rel. iniziale
• ϕ_cv
• ϕ_r attrito granulo-granulo
• Forma granuli
• Assortimento granuli

Prova triassiale

Serve a studiare il comportamento a rottura del materiale

• Applicando una compr. assiale e una compr. radiale
• _σ1σ3 registro:singolarmente; posso considerare tutto stato di sforzo
• Utilizzando la cella triassiale

Compr. Isotropa

1. Fase
2. Applica _Pc e _Uo
3. Misura _ΔV

Compr. Assiale

1. Fase
2. Applico _Fa, _Pc cost
3. Rilascio i param. di rottura

Rubinetto aperto ➡️ C.I.D. Consolidata isotropicamente drenata

Rubinetto chiuso ➡️ C.I.U. Consolidata isotropicamente non drenata

U.U. Non consolidata non drenata

Nelle prove non drenate possono misurare parametri di sforzo

A ➡️ B ➡️ A se _σc = _σr

Cella triassiale

• Fa
• Compr. assiale
• Micrometro (misuradif. testa di carico)
• Cella in plexiglass
• Membrana in lattice
• Provino (4x8cm)
• Collegamento con cella (posso mandare liquido a pressione)
• Pc
• Pressione cella
• Base metallica
• Misuratore pressione _H2O
• Filtro
• Carta da filtro
• Pietra porosa

Rubinetto (uniux drax)

Uo

Bacetta regolabile

Misura _H2O ure ente ed il esce dai provini

Circuito idraulico permette il deflux e del liquido espulso dai provini camp

C.I.D.

1 Fase Compr. Isotropa

σᵥ = Pcp = Pcq = 0

2 Fase Compr. Isotropa

σᵥ = Pcp' = Pc - u₀q' = 0

3 Fase Compr. Isisale

σᵥ = Pc + FQ/Aσ'ᵥ = Pc + FQ/A - u₀p' = Pc + FQ/3Aq' = FQ/A

• Εᵥ = ΔV/V₀ = Εθ + 2Εr
• Εθ = Εr
• Εr = Εᵥ/3

Risultati x Argilla N.C.

σ'ᵥ = Pc₁ + FQ/Aσ'ₐ = Pc₂ + FQ/A

Risultati x Argilla O.C.

Resist. al Picco

σ'ᵥ = Pc₁ + FQ/Aσ'ₐ = Pc₂ + FQ/A

Andamento Curva

C.I.U.

Fase 1 Comportamento Isotropo

• σ₀' = Pc
• τ = 0
• p = Pc
• q = 0

• σf = Pc + ΔPc
• τf = 0
• pf = Pc
• qf = 0

Stato di Sforzo

• εv = -ΔV/V
• εq = εr
• εr = εv/3

Stato di Deformazione:

• εv = 0
• εq = 2/3 n₀ - n
• εr = -εq/2

Risultati per Argilla N.C.

Risultati per Argilla O.C.