Geotecnica completo

GEOTECNICA

PIGNA 1839

MONOCROMO®

INDICE

• CONCETTI PRELIMINARI
• RICONOSCIMENTO E CLASSIFICAZIONE DELLE TERRE
• Relazioni di fase
• Forma, dimensioni e mineralogia delle particelle
• Analisi granulometrica
• Terreni granulari
• Terreni a grana fine
• Sistemi di classificazione
• ENERGIA, VELOCITA E PERMEABILITA DELL'ACQUA NEI TERRENI
• FILTRAZIONE
• Flussi non confinati
• Reticolo idrodinamico in mezzo non omogeneo
• Reticolo idrodinamico in mezzo anisotropo
• MISURAZIONE DELLA PERMEABILITA
• PRINCIPIO DEGLI SFORZI EFFICACI
• Stati tensionali in un deposito di terreno con piano campagna orizzontale
• TENSIONI NEL TERRENO IN PRESENZA DI FILTRAZIONI
• CONSOLIDAZIONE MONODIMENSIONALE
• Equazione differenziale
• Soluzione dell'equazione differenziale
• Grado di consolidazione puntuale e medio
• PROVA EDOMETRICA
• Grafici relativi ai dati di fine consolidazione
• Grafici relativi alle fasi di consolidazione
• Tensioni orizzontali nei terreni
• APPARECCHIO DI TAGLIO
• CELLA TRIASSIALE
• PROVA TRIASSIALE
• Stato tensionale su provino triassiale
• Prova di compressione isotropa (CI) in cella B-H
• Prova di compressione radiale (Ro) in cella B-W

Concetti preliminari

Il terreno per geotecnica è tutto ciò che è al di sotto del terreno vegetale (sabbia, limo, argille...) oppure le rocce. Il terreno è un mezzo particolare, si parla quindi di mezzo continuo particolare. Nella sabbia e nelle ghiaie si vedono ad occhio nudo i grani, nelle argille si vedono al microscopio (dove l'occhio non riesce più a distinguere i grani si passa da sabbie a limi). Le particelle sono libere di scorrere e sono presenti vuoti. Durante il corso tratteremo il terreno come un continuo quindi useremo la meccanica del continuo fino ad poter utilizzare le definizioni di S.d.C.

Pensiamo di mettere della sabbia in un contenitore a pareti rigide (così da avere monodirezionalità nella deformazione). Ciascuna particella avrà delle forze di contatto con le altre particelle che possono scomporsi in una componente normale e in una tangenziale. Queste forze di contatto sono dovute al peso proprio del materiale e aumentano con la profondità. Se a questo insieme di particelle applichi una forza F, le forze di contatto tra le particelle cresceranno, le particelle si deformano, si rompono e traslano e ruotano una rispetto all'altra. Aumenteranno anche la componente normale e tangenziale, ma non è detto che lo facciano in maniera proporzionale, quindi le particelle trasleranno una rispetto all'altra. Rotolamento e scivolamento non sono l'unica causa di deformazione, in quanto si possono deformare o rompere le particelle, tutto dipende dal tipo di particelle. Una di queste cause ha eliminato la deformazione, in tutta la geotec

e = ^V_v/_Vs

Qui il denominatore non cambia mai (per ipotesi la nota via scelta è indefomabile). È una funzione lineare di V_v.

Posso legare le 2 grandezze:

n = ^e/_1+e

e = ⁿ/_1-n

n = ^V_v /_{Vv + Vs} = ^V_v/_V

e = ^{V_v - V_vn}/_Vs = ^{V_v - nV}/_Vs = ⁿ/_1-n

Altro parametro è il grado di saturazione (degree of saturation); ci dice quanto il V_w è in relazione con il V_v.

S_r = ^V_w/_Vv 100 [%]

Un’altra grandezza utile è il volume specifico (specific volume) Serve a farti capire quanti vuoti ci sona e lineare. Ci dice quanto volume occupa la materia solida per il tutto che ho a che fare con un mezzo poroso.

v^r = ^V/_Vs = ^{V_v + V_s}/_Vs = 1 + e

È il volume per unità di volume di materia solida. Il volume specifico è utile perché:

v^r = d(^V_v/_Vs) = ^V_v/_Vs

v^r = ^é/_1+e

n = ^V_v/_V = V = ^{V_v + V_s} = V_v = V_v

n = ^V/_V

é = ^ΔL/_L ; ė = ^dL/_l

dove ε_v è la deformazione volumetrica

...

La struttura è il compimento di fabric e bonds (legami, cementazione). La struttura è facilmente irrinunciabile, influenza il comportamento del terreno.

Analisi granulometrica

Il range di dimensioni delle particelle è enorme. Si hanno prove di setacciatura (> 64 µm) e sedimentazione (< 64 µm).

La prova con setacci consiste nel far passare il materiale in una pila di setacci con maglie di dimensioni decrescenti. Si utilizza una tavola vibrante.

La sedimentazione avviene nell'acqua secondo la legge di Stokes (in base al tempo di sedimentazione ho il diametro).

Con i risultati della prova granulometrica si costruisce un diagramma con sull'ascisse le dimensioni delle particelle e sulle ordinate la percentuale di peso di materiale che passa ad un certo setaccio (cioè che ha particelle più piccole di una certa misura). La curva che ottengo è detta curva granulometrica.

< 2 µm: argilla 2 µm < dimensione < 64 µm: limo 64 µm < dimensione < 2 mm: sabbia > 2 mm: ghiaia

nella Carta di Casagrande.

C = argilla (clay) M = limo

• L = low plasticity
• I = intermediate plasticity
• H = high plasticity
• V = very high plasticity
• E = extremely high plasticity

La linea di Casagrande è definita come:

DT = 0,73 (U - 20)

È tagliata da una linea di PI = 6, quindi è una linea spezzata.

La carta di Casagrande ci dice, a parità di LL, se abbiamo a che fare con un'argilla se PI è maggiore di un certo valore o con un limo se è minore.

Il valore è dato dalla linea di Casagrande ed el di sopra è argilla, el di sotto è limo.

La carta ci serve per dare un nome all'argilla/limo in base al la plasticità.

Il nome varia in base al LL. Se LL < 35 è un materiale di low plasticity, se 35 < LL ≤ 50 è di intermediate plasticity, se 50 < LL ≤ 70 ho high plasticity, se 70 < LL < 90 ho very high plasticity, se LL > 90 è extremely high plasticity.

Ad esempio se ho LL = 50 > DT = 0,73 (50 - 20) = 21: è il materiale ha un PI ≥ 21 = è argilla, se PI < 21 è un limo.

Altro concetto importante per le argille è l'attività di una argilla:

A = ^PI⁄_{% peso di argilla}