Caratteristiche delle apparecchiature

Caratteristiche delle apparecchiature

Apparecchiature a carico controllato e a deformazione controllata

Apparecchiature a drenaggio controllato e a non controllato. La prova edometrica si effettua con apparecchiature a carico controllato e a drenaggio non controllato. *Possibile solo quando l’acqua che fuoriesce dal campione ha un circuito dedicato.

Apparecchio di taglio diretto

Il campione di terreno viene posto all’interno della macchina tra due superfici drenanti. In sommità viene posta una testa di carico che diffonde il carico verticale applicato dall’esterno. Il campione di terreno è racchiuso da un telaio rigido (il provino può avere sia forma cilindrica che parallelepipeda). Il telaio rigido (il provino può avere parte superiore e una parte inferiore, l’una indipendente dall’altra.

La prova viene svolta imponendo al campione una traslazione della parte inferiore, mentre la parte superiore rimane ferma. La cella è infatti dotata di carrelli, che le permettono di traslare per mezzo dell’azione di un motore elettrico. La parte superiore del telaio rigido è mantenuta fissa da un braccio rigido che è vincolato rigidamente al telaio stesso. Allora lungo la sezione di mezzeria si realizza uno schema del tipo in figura, in cui la parte superiore rimane fissa e la parte inferiore trasla.

Siccome sul campione è applicato uno sforzo normale N, sulla sezione di mezzeria ci sarà una tensione normale σ = N/A, e una tensione tangenziale che il terreno sta sviluppando di canto alla traslazione imposta. Sulla sezione di mezzeria σ = N/A e τ = T/A dove la forza T è la reazione che l’asta rigida esercita sulla testa del campione ed è uguale e contraria alla forza che il campione esercita sull’asta rigida.

Apparecchiature di laboratorio

Nella vista esplosa della cella contente il provino:

• Contenitore separato dalla mezzeria (le due parti traslano indipendentemente l’una dall’altra); la parte superiore è connessa ad un braccio di acciaio a contrasto con gli spostamenti dell’apparecchio.
• A. Piastra che favorisce il deflusso dell’acqua del provino verso il serbatoio.
• B. Elemento poroso.
• C. Ulteriore griglia su cui viene messo il provino.
• D. Testa di carico. Sotto il carico imposto dall’esterno l’acqua drena verso la superficie inferiore e superiore seguendo la legge della consolidazione monodimensionale. È un flusso monodirezionale perché lateralmente abbiamo delle superfici impermeabili.

Tecnica esecutiva della prova

La prova si svolge in due fasi: la prima fase è la consolidazione, la seconda fase è la fase di taglio.

Prima fase: consolidazione

Il carico N viene applicato sulla testa del provino e quini aumenta il livello di tensione totale normale al provino a gradini (moti). Ogni incremento viene considerato istantaneo. Aumentiamo quindi il carico e poi lo manteniamo costante per un certo tempo (tempo necessario affinché l’incremento di carico normale al provino che provoca il fenomeno di consolidazione nel provino stesso, è sufficiente a completare la consolidazione). Ad ogni incremento di carico corrisponde una fase di consolidazione. Arrivati al livello di carico*, il campione avrà aumentato il proprio volume e sarà a livello di tensione efficace che è pari alla tensione totale applicata.

Seconda fase: resistenza al taglio

Raggiunto il livello di tensione desiderato effettuiamo la fase di taglio. La tensione normale viene mantenuta costante e viene imposto una velocità di spostamento orizzontale lenta per consentire all’acqua di poter drenare.