Geotecnica - Appunti

Proprietà, Indici e Granulometria

I materiali edili, potendo dare variazione di prestazione rispetto alle attese, si teorizzano si comporta in maniera diversa.

• Non omogeneo: varia dal punto a punto e anche in profondità.
• Anisotropo: a seconda di come viene sollecitato da un comportamento diverso.
• Non lineare: se carico e scarico non ho un comportamento lineare.

E_p - E_elastica

deformazione plastica irreversibile

E = ^ΔH/_H0

Il comportamento dipende dai livelli di sollecitazione e dalla storia tensionale.

Dato un terrapieno poco consistente, supponiamo venga costruito un rilevato stradale.Se lo faccio velocemente tende a rompersi.

P.C. Le crepe sono date dalla deformazione laterale che può portare a rottura.

argilla molla 5 m

Se non ci poniamo al centro, dopo un certo numero di anni, non ci sarebbe più argilla molla ma molto più resistente perché subisce una pressione e perde l'acqua che sta nei vuoti.

I vuoti sono ancora pieni d'acqua ma sono più piccoli.

Il terreno caricato e scaricato, sottoposto a erosione e depositi, cambia nel tempo.

50 kPa = 0,5 Kg/cm² = 5 t/m²

Per superare questa complessità abbiamo bisogno di semplificazione.

• Teorie
• Prove in laboratorio
• Prove in situ

Le prove in sito necessitano però di tarre che trasformino i dati sperimentali nei parametri che noi cerchiamo.

Nelle prove in laboratorio, d'altro canto, disturbiamo (e torniamo) rispetto al naturale ma trovo direttamente tutti i parametri che mi servono.

Relazioni empiriche sembrano ad ausilio di banda della meccanica e sostituiscono.

Modelli e approssimazioni numeriche, anche queste dipendono dalla mia finalità della prova.

Esperienza in giudizio, fattore di sicurezza: serve trovare un compromesso fra sicurezza e comportamento economico.

ORIGINE DELLE TERRE SCOLTE

L'origine di tutto sono le (rocce), queste si possono rompere per:

• motivi meccanici
• motivi chimici

• Gravità
• Acqua
• Vento
• Ghiaccio

• Colluviale
• Alluvionale
• Eolico
• Glaciale

Distinguiamo le terre dal punto di vista granulometrico:

• Argille: particelle ≤ 2 mm
• Limo: 2 μm ≤ limo ≤ 0,06 mm
• Sabbia: 0,06 mm - 2 mm
• Ghiare: 2 mm - 60 mm
• Ciotoli: 60 mm - 200 mm
• Massi: sopra i 200 mm

Più ci si allontana dalla zona di origine, minore è la dimensione granulometrica.

I terreni possono essere:

• asciutti -> i vuoti non saranno riempiti da parte liquida parzialmente
• saturi -> completamente

Costituiti da tre fasi:

• Solida
• Liquida
• Gassosa

Per la grana fine si fa l'analisi per sedimentazione:

L'analisi si chiama analisi _b>.

Limiti di Atterberg

• Limite di liquidità separa lo stato liquido dallo stato plastico.Prendo una quantità di terra in sospensione acquosa e mano mano tolgo acqua.Diminuendo la quantità d'acqua, il volume diminuisce fino ad un certo punto e ρ_r resta costante.

ws

P

L

w_L w_P w_r i_L:

• Limite di plasticità separa lo stato plastico dallo stato semisolido
• Limite di ritiro separa lo stato semisolido dallo stato solido

Nello stato plastico posso modellare le terra, nello stato semisolido crepa.

ω < ω_S

ω -> ω_P

ω -> ω_E

Per il limite di liquidità si fa una mistura di terra con acqua distillata e deminerazzilata, viene messo su un cucchiaio detto di Casagrande in ottone, con una manovella si gira e con una spatola, si fa un solco, diametrale.Il limite di liquidità è quando dopo 26 il terreno si chiude di mezza palla.

In genere si idrata pezzo per pezzo e si determina a tentativi.

Il limite di plasticità, si trova asciugando la terra stendendola.Si fanno degli spaghetti, quando questi cominciano a creparsi, si misura il contenuto d'acqua.

Indice di plasticità

I_P = W_E - W_P x 100

3) P₃​4 = 100% α = 19,1

P₄ = 90% α = 4,76

P₁₀ = 60% α = 2

P₂₀ = 11% α = 0,42

P₂₀₀ = 1% α = 0,075

1) Sabbia fine uniforme non plastica -> A3

2) Miscela di sabbia e ghiaia mal distribuita non plastica -> A3

3) Sabbia da grossa a media non plastica abbastanza uniforme -> A1 - b

C_u = D₆₀​ / D₁₀

C_c​ = D₃₀​² / (D₁₀ D₆₀)

1) C_u = ¹⁷⁰/₂₀₀

C_c​ = ^190²/_{(200 · 170)}

2) C_u = ⁴⁰/₁₂₀

C_c; = 60²/(40·120) -> cerco diametri

Per fine si intende il passante al 200

4) P₁₀ = 89% α = 2 => chi passa è sabbia, limo o argilla

P₄₀​ = 95%

P₂₀₀ = 80%

= 40% q = 0,01

= 20% q = 0,005

U_p = 39% I_p = 27%

U_c = 66%

← A - 7 - 5 → H primo di una certa plasticità

PROVE DI COMPATTAZIONE

Modificazione meccanica: l'addensamento del terreno stesso prodotto mediante forze esterne.

→ può essere inteso come sinonimo di compattazione.

Può essere:

• compattazione
• stabilizzazione
• consolidazione

Nonostante questo fa due strutture diverse a seconda del diverso contenuto d'acqua.

• K coefficiente di permeabilità: quanta acqua può assorbire il terreno; sarà tanto maggiore quanto meno acqua fa già all'interno.

Diminuisce molto rapidamente nel punto bassa.

Passo tempo una densità minore dell'optimum per assiccurarmi che il terreno non si stappi permeabile.

Le campione A e le campione B pur avendo le stesse densità non hanno la stessa resistenza.

1. Comportamento elastico-plastico non permanente.
   • La rottura è fragile.
2. Comportamento elastico-plastico incidendente.
   • Aumenta la resistenza all'aumentare della deformazione.

RITIRO

È un problema perché con il ritiro si formano le crepe in cui si infetta l'acqua.

• Il rigonfiamento è maggiore per le argille w>w_opt a causa della maggiore deflata iniziale di acqua.
• Questo le reazionamenti per le ritiro in cui la fase ottica è per ws>w_opt

È preferibile quindi usare argille poco plastiche, per arginare problemi di rigonfiamento e ritiro.

-8→ σ' = 92 + (20-4) =72 μ = 100 σ'' = 72

Le tensioni efficaci dei casi II e III sono uguali perché se alzo

il livello del pelo libero si trasfuisca in σ e in μ, non in σ'.

Teoria franosa:

→ A pressione atmosferica, sotto buona

disturbazione idrostatica.

↳ se immerso in un tubo fino alla falda franata avrò risalita

capillare.

Per cui parliamo della tensione efficace ad una μ negativa corrisponde

in aumento di σ' che da luogo alla cosiddetta "tensione apparente".

→ questo perché sopra il livello libero ho una pressione negativa

rispetto a quella atmosferica.

ESERCIZIO

γ_w = 16 KN/m³

γ_s = 18 KN/m³

γ_n = 10 KN/m³

γ' = 17 KN/m³

σ'(-2m) = 16·2 = 32 KPa μ(-2)= 0 σ'' = σ

σ'(-5m) = 32 + (19·3) = 89

μ(-5) = 30

σ' = 59

σ'(-9m) = 89 + (17·4) = 157 μ(-9) = 70 σ'' = 87

Immaginiamo ora che inizia una traccia impermeabile a sua una

sabbia

↳ abbiamo alternanza tra strato permeabile e non, può essere

medio comune

Supponiamo che l'argilla contenga un acquifero con una

sovrapposizione di 3m

A livello di σ non cambia nulla:

σ'(-2) = 32 KPa

σ'(-5) = 89 KPa

σ'(-9) = 157 KPa

Abbiamo Δh = 3m rispetto alla F.F.,

l'argilla non è più come tanti idrostatiche perché c'è una

differenza di carico di 3 m che sarà trasmessa per via flessione e

collegata attraverso l'argilla.

μ'(-2) = 0 μ'(-5) = 30 μ' (-9) = 70

σ''(-2) = 32 σ'' (-5)= 59

σ''(-9) = 100

σ''(-9) = 57