Apparecchiature di laboratorio, parte 2

STABILITA’ DI UN FRONTE DI SCAVO

Ha lo stesso meccanismo di scivolamento lungo una superficie curvilinea, può interessare il

terrapieno provocando lo scivolamento del terreno sotto il suo peso perché la resistenza al taglio

lungo la superficie di scivolamento è stata raggiunta

e quindi il terreno non po’ offrire la resistenza

affinché sia stabile e quindi si può verificare una

rottura.

Nella resistenza al taglio si sviluppano tensioni

normali e tangenziali per l’attrito. Ma la resistenza

al taglio non dipende solo dall’attrito ma anche

dall’effetto della dilatanza.

La nostra necessità è quella di andare a stabilire

lungo la superficie in cui si mobilità la resistenza al

taglio una relazione esistente fra la TENSIONE

che si mobilità lungo la superficie di

DI TAGLIO

scorrimento, lungo la quale due parti di terreno

scorrono relativamente l’una all’altra mobilitando

le resistenze di tipo ATTRITIVO.

Questa resistenza di tipo ATTRITIVO è espressa

dal valore della tensione tangenziale τ.

La resistenza dell’attrito è generalmente

proporzionale alla tensione normale che agisce sulla superficie lungo la quale si sviluppa l’attrito.

Immaginiamo di avere una superficie orizzontale scabra, ossia capace di sviluppare attrito, e un

blocchetto poggiato su questa superficie.

Questo blocchetto è sottoposto ad una forza N. Lungo la superficie di

contatto fra l’interfaccia e la superfice scabra si sviluppa ATTRITO,

infatti se applichiamo una forza parallela alla superficie che

provocherebbe una traslazione, questo blocchetto comincia a traslare

nel momento in cui T raggiunge un valore che supera la forza di attrito

T che si sviluppa all’interfaccia fra superficie scabra e blocchetto.

A

Nel momento in cui T aumenta, diventando maggior di T ci darà la condizione di moto del

A

blocchetto sulla superficie.

T è proporzionale allo sforzo N. Se stano incrementando N sul blocchetto aumenta anche T , ci

A A

vuole quindi una T maggiore per far traslare il blocchetto sulla superficie scabra.

Infatti esiste una relazione di proporzionalità tra T ed N:

A

T = N*tgΦ’

A

tgΦ’ è il coefficiente di attrito statico che esiste fra la superficie scabra e il blocchetto.

CONDIZIONI DRENATE

La variazione di stato tensionale avviene molto lentamente rispetto al tempo necessario per la

dissipazione delle sovrappressioni neutre.

Le pressioni interstiziali assumono il valore imposto dalle condizioni al contorno e possono essere

determinate risolvendo il processo di filtrazione. Note le pressioni interstiziali, è possibile calcolare

le pressioni efficaci σ’ e correlarle alle azioni tangenziali τ.

CONDIZIONI NON DRENATE

La variazione di stato tensionale avviene molto rapidamente rispetto al tempo necessario per la

dissipazione delle sovrappressioni neutre.

Il volume non subisce variazione. Le sovrapressioni aumentano (positive) o diminuiscono

(negative) ma non sono note a priori. Non è possibile calcolare le pressioni efficaci σ’, e pertanto la

relazione τ = τ(σ)viene determinata in termini di pressioni totali (attraverso prove non drenate).

OSSERVAZIONE SPERIMENTALE

τ = σ’*tgΦ’

τ = f(σ)

SPERIMENTAZIONE DI LABORATORIO

Nella sperimentazione di laboratorio i piccoli campioni di terreno sono sottoposti a vari stati

tensionali che si possono riprodurre attraverso le apparecchiature di laboratorio. A seconda dello

stato tensionale riprodotto sul campione avremo un tipo di prova.

1) PROVA DI COMPRESSIONE TRIASSIALE VERA

Questo è un campione a forma cubica.

Sulle facce della stessa dimensione agiscono 3 tensioni normali

(tensioni principali).

Otteniamo una prova che si chiamerà PROVA DI COMPRESSIONE

Triassiale vera perché le tre tensioni σ , σ σ

TRIASSIALE VERA. 1 2, 3

sono dette tensioni principali e sono una indipendente dall’altra.

Questa prova di compressione triassiale vera si distingue dalla prova di

compressione triassiale in ci cui si sfrutta una simmetria del

campione.

2) PROVA DI COMPRESSIONE CILINDRICA (TRIASSIALE)

In questo caso il campione è un cilindro.

Su questo cilindro agiscono tensioni radiali che sono uguali (σ = σ ),

2 3

mentre la σ è indipendente dalla σ .

1 3

Abbiamo la compressione triassiale ma non è la triassiale vera,

perché in questo caso c’è una simmetria, una ASSIAL-SIMMETRIA

o che comporta il fatto che le tensioni

SIMMETRIA CILINDRICA

radiali sono uguali, quindi la condizione meccanica che noi

imponiamo al campione è σ ≠ σ = σ .

1 2 3

Questa si chiama PROVA DI COMPRESSIONE CILINDRICA.

A noi dal punto di vista della sperimentazione sono questi casi (1-2), in particolare la compressione

cilindrica che sarà l’oggetto del nostro studio.