Elementi di geotecnica

1 Premessa

Geotecnica resistenza terreno subsidenza terra roccia roccia tenera terreni duri argille tufi pozzolane marnose meccanica delle terre meccanica delle rocce.

Terreni

• Terreni a grana grossa
  • Ghiaia
  • Sabbia
• Terreni a grana fine
  • Limi
  • Argille

Composizione mineralogica:

• Sabbia: quarzo.
• Argilla: silicati idrati.

Superficie specifica 1. 2. 3. 1. 2. 3. 1. 2. 3.

2 Le relazioni tra le diverse fasi del terreno

Terreno, terreno secco, terreno saturo.

1. Volume totale.
2. Volume dei vuoti.
3. Peso totale, peso del gas.
4. Porosità.
5. Indice di vuoti.
6. Grado di saturazione.
7. Umidità relativa.
8. Peso specifico.
   • Peso specifico dell'acqua.
   • Terreno secco.
   • Terreno saturo.
   • Peso specifico dei singoli grani.
   • Peso del volume immerso.
   • Peso specifico dei soli costituenti solidi.
   • Peso specifico relativo al terreno secco.
   • Peso specifico relativo al terreno secco umidità relativa.
   • Peso specifico relativo al terreno saturo peso specifico dei singoli grani.
   • Pesi volumi peso specifico dei soli costituenti solidi umidità relativa.
9. Densità relativa indice dei vuoti massimo indice dei vuoti minimo indice dei vuoti gradi di addensamento % Grado di addensamento.

I terreni a grana grossa

3 I terreni a grana grossa

Vagli ASTM ø [mm]

Per i terreni e grana grossa, come detto all’inizio, mi interessa conoscere la loro distribuzione granulometrica, la quale è individuata dall'analisi granulometrica, cioè dall’analisi che determina le dimensioni delle particelle e che poi mi consente di stabilire le percentuali in peso delle varie frazioni che costituiscono il campione.

La prova viene fatta con setacci tramatura, l’utilizzo di diversi con diversa dai quali faccio passare il materiale, per poi pesare il materiale trattenuto ad ogni setaccio.

Perché si possa definire terreno a grana grossa, lo stesso terreno deve avere una percentuale ASTM 200 % 50% al setaccio, quindi meno della metà dei suoi grani devo passare al setaccio ASTM 200, avente ø 0,074.

Quelli rappresentati nella tabella sono i vagli usati per la prova della vagliatura meccanica (si può notare nella tabella che un setaccio, o vaglio, ha il diametro quasi il doppio del successivo).

I risultati della prova li riporto in un grafico dove costruisco la curva granulometrica. Se ho una curva verticale, allora vuol dire che ho una sola frazione granulometrica; se ho invece una curva ben stesa, allora ho un buon assortimento granulometrico.

Con questa curva posso calcolare il coefficiente di uniformità: 60 10, dove: è il diametro per il quale passa il 60% dello materiale, e il valore di si legge nella curva granulometrica nella figura a lato.

Dall’esempio riportato nel grafico si può notare che al 60% passa del materiale con ø 0,75.

• Se 2 allora il terreno si può dire uniforme.
• Con un solo se 1 allora il terreno è probabilmente; ø.
• Assortito se 2 allora il terreno è.

Inoltre, sempre con la curva granulometrica, mi posso calcolare il coefficiente di curvatura: 2 30 60 10 assortito.

Se 1 3 allora il terreno è ben assortito. Il coefficiente di curvatura indica il grado di uniformità o no del materiale.

10 192 10 - Elementi di geotecnica L.

4 I terreni a grana fine (i limiti di Atterberg)

Composizione mineralogica limiti di Atterberg stati fisici.

• Limite di ritiro W S.
• Limite plastico W P.
• Limite liquido W L ASTM 200 P mm.

Vagli ASTM ø [mm] ASTM 40 umidità relativa P W W P S.

Limiti di Atterberg

• Limite liquido W L, spatola, cucchiaio, prova del cucchiaio di Casagrande.
• Limite plastico W P, cilindretti mm W P.
• Limite di ritiro W S W S W S.

Limite liquido limite plastico W W L P indice plastico I P I W W P L P Terreno I P I P.

• Caolinite.
• Illite.
• Montmorillonite, W W I L P P.

Argilla W W W L P S indice di consistenza I C W W L I C W W L P contenuto naturale di W 0 acqua.

• W W P W W L P I C W W L P molto consistente.
• W W L W W L L I C W W W W L P L P miscela fluida.
• W W P W W W numero più piccolo L L I C W W W numero più grande L P L terreno solido.

I C W 0 Consistenza I C indice di liquidità I L W W P I L C I P indice di attività A I P A in peso mm A.

• Inattivo A.
• Mediamente attivo A.
• Attivo A.

4.1 La prova del cucchiaio di Casagrande

1. 2. h mm 3. 4. 5. W L.

La classificazione dei terreni

5 La classificazione dei terreni

Si vuole classificare un campione di terreno; i parametri devono avere un significato preciso e devono essere di facile determinazione, non devono dipendere dalle condizioni ambientali e dalle sollecitazioni.

Della particella si valutano:

• La forma.
• La dimensione.
• La composizione mineralogica.

La prima classificazione è quella di cantiere, cioè una classificazione fatta in sito, con prove dirette a vista.

Posso distinguere se ho un terreno a grana grossa oppure un terreno a grana fine, granulometria, e per i primi posso dire se la è assortita.

Per i terreni a grana grossa, in base alla consistenza, li posso classificare, sempre con prove dirette, in:

• Sciolto se riesco ad utilizzare una pala per scavare.
• Addensato se riesco ad utilizzare un piccone per scavare.
• Lievemente cementato se riesco con il piccone a rompere il terreno in zolle.

Per i terreni e grana fine, la consistenza, invece, la si misura con delle prove al tatto o con il penetrometro, cioè uno strumento tascabile che infliggo nel terreno e che mi dà il valore di quanto il terreno resiste alla penetrazione.

Con la prova al tatto si posso distinguere se ho:

• I limi, i quali sono ruvidi, non plastici, in acqua si disintegrano, secchi si polverizzano e risultano.
• Le argille, le quali sono il contrario di limi, cioè si seccano lentamente presentando ritiro e fessurazioni, sono molto plastiche; l’argilla, dopo che si è seccata, si rompe, ma non si polverizza e in base alla consistenza può essere:
  • Moderatamente consistente con 0,5 1 kg 2m.
  • Consistente con 1 2 kg 2m.
  • Molto consistente con 2 kg 2m.

5.1 La classificazione