Geotecnica: teoria & esercizi
Introduzione
UNIMORE Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia
Filippo Ribes
Autore degli appunti: Filippo Ribes. Gli appunti sono stati scritti sulla base delle lezioni svolte dalla Professoressa Francesca Dezi. Per dubbi, chiarimenti o altro, mi trovi su Instagram: ig: NoteWave_RF fig: fil_ribes
Teoria
Domande di teoria frequenti
Cerchio di Mohr
È una rappresentazione grafica dello stato piano di tensione interna in un punto. Si riportano su un piano di riferimento cartesiano, con σ in ascissa e τ in ordinata, le componenti normali (σn) e le componenti tangenziali (τmn) dello stato di tensione su una generica giacitura passante per il punto. Al variare della giacitura nel piano, i punti rappresentativi dello stato tensionale (σn, τmn) descrivono un perimetro detto cerchio di Mohr. Tale cerchio permette di ricostruire lo stato tensionale su una qualsiasi giacitura passante per il punto, individuando le tensioni principali e le direzioni principali del piano di tensione.
Costruzione
Lo stato di tensione in un punto è definito come:
σ = σσxτxyτxzτyxσyτyzτzxτzyσz con τij = τji
Si forma una terna d’assi rispetto alla quale le tensioni tangenziali τij sono nulle e sull’elemento agiscono le sole forze tangenziali → queste sono dette tensioni principali.
σ = σσ0100σ2000σ3
Tracciare il cerchio di Mohr
- Note le tensioni massime e minime σ1 e σ3, le si riporta sull'ascissa e si traccia il cerchio di apertura σ1 - σ3 e centro σ1 + (σ1 - σ3)/2.
- Mohr Ωm - Tmax (centro e raggio) il cerchio di Mohr può essere tracciato come in figura, con σm = (σ1 + σ2)/2; centro Tmax = (σ1 - σ2)/2; raggio.
- Mohr i valori delle tensioni normali e tangenziali secondo due assi ortogonali (x1, x2) nel piano τ - σ, il cerchio di Mohr può essere tracciato grazie a due punti noti del cerchio: (σ1, τxz) e (σ2, τxz), di conseguenza centro e raggio.
N.B. qualsiasi retta passante per il polo delle giaciture interseca il cerchio in un punto (σn, τn) e le coordinate sono i parametri similativi allo stato tensionale agente su quella giacitura. Individuando il polo delle giaciture, si trovano: valore delle tensioni principali; direzioni principali.
Modello elastico
È un modello reversibile: l'energia spesa nella deformazione viene integralmente restituita allo scarico; è inoltre governato dalla legge di Hooke: F = k · δ con:
- F = forza applicata
- k = costante elastica
- δ = deformazione avvenuta
Modello plastico
I parametri che costituiscono il modello plastico sono:
- Resistenza al taglio
- Criterio di rottura
La resistenza al taglio di un terreno dipende dalla resistenza attritiva delle aree di contatto dei granuli e della loro mutua posizione. Il criterio di rottura invece è una relazione analitica che esprime quando nel terreno si verifica la rottura in funzione delle caratteristiche meccaniche del mezzo e dello stato tensionale agente. Il modello plastico introduce un limite massimo per la forza: dopo il limite di snervamento non c'è corrispondenza biunivoca tra F e S (forza, deformazione). Le deformazioni non irreversibili per oltre di comportamento plastico perfetto. Se invece raggiunto il limite di snervamento il materiale migliora o peggiora, allora si parla di comportamento plastico.
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