Geotecnica - Idraulica dei terreni

Idraulica dei Terreni

L'acqua che tocca il terreno si infiltra nel sottosuolo.

Lì riempie i vuoti del terreno e le fessure delle rocce.

Nel terreno ci sono 4 zone a differente profondità e grado di saturazione.

In ciascuna zona l'acqua si trova in condizioni diverse:

• Zona Vadose

  • Zona di Evapo-traspirazione:

  L'acqua è in parte trattenuto,ma la maggior parte è assorbitadalle radici delle piante

  • Zona di Ritenzione:

  L'acqua rimane aderente ai granuli,immobile, detta "di Ritenzione" (adsorbita + capillare)

  • Frangia Capillare:

  C'è acqua capillare che, per effetto delle tensioni superficiali, è lì.

Idraulica dei Terreni

L'acqua che tocca il terreno si infiltra nel sottosuolo.Lì riempie i vuoti del terreno e le fessure delle rocce.

Nel terreno ci sono 4 zone a differente profondità e grado di saturazione.In ciascuna zona l'acqua si trova in condizioni diverse:

• Zona di Evapo-traspirazione: L'acqua è in parte trattenuto, ma la maggior parte è assorbita dalle radici delle piante

• Zona di Ritenzione: L'acqua rimane aderente ai granuli, immobile, detta "di Ritenzione" (adsorbita + capillare)

• Frangia Capillare: C'è acqua capillare che, per effetto delle tensioni superficiali, è lì

Sospesa nei vuoti

Zona di Falda (Acquifero)

La zona di falda è completamente satura.

La zona vadosa ha un _St maggiore più si va in profondità.

La pressione dell'acqua è inferiore a quella atmosferica. (Ma per convenz e Ø)

La presenza di strati a differente permeabilità determina diversi tipi di falda

1. Falda Freatica:

   Inferiormente c'è terreno che non permette il passaggio di acqua. Superiormente c'è la "superficie freatica" dove l'acqua si trova a press atm, come se ci fosse un serbatoio aperto.

   (Se inserisco un piezometro nella falda, il livello statico dell'acqua nel tubo è quello della superf freatica)

2. Falda Sospesa:

   Stessa cosa, ma inferiormente lo strato è meno esteso.

3. Falda Artesiana:

   L'acqua di una falda freatica è incanalata fra 2 strati imperm. L'acqua dentro lo strato permeabile è come dentro un tubo in pressione e quindi la

PRESS È MAGGIORE DI QUELLA ATMOSF.

(SE INSERIAMO UN PIEZOMETRO, L'ACQUA SALIRÀ OLTRE LA SUPERF SUPERIORE DELLA FALDA)

• CARICO TOTALE E PIEZOMETRICO: IL GRADIENTE IDRAULICO

  L'ACQUA PUÒ ESSERE IN QUIETE O IN MOTO.SE È IN MOTO, ESSO PUÒ ESSERE:

  1. STAZIONARIO (O PERMANENTE): LA QUANTITÀ DI ACQUA CHE ENTRA IN UN ELEM DI TERRENO È PARI A QUELLA CHE ESCE —> FILTRAZIONE.

  2. VARIO: IL MOTO VARIA NEL TEMPO.

FILTRAZIONE: ESSA AVVIENE TRA 2 PUNTI A DIVERSA ENERGIA, OVVERO DA UN PUNTO 1 A UN PUNTO 2 T.C. E₁ E₂.

IN OGNI PUNTO, LA SUA ENERGIA È DATA DA:

1. E_C: DIPENDE DALLA VELOCITÀ DEL FLUIDA

2. E_P: DIPENDE DALLA POSIZIONE DEL PUNTO NEL CAMPO GRAVITAZIONALE E DALLA PRESS. DEL FLUIDO

ENTRAMBE SONO ESPRESSE IN TERMINI DI CARICO (O ALTEZZA), CHE È L'ENERGIA PER UNITÀ DI PESO DEL LIQUIDO.

Definiamo:

• Carico Totale

  H = z + _u/_γw + ^v²/_2g

• Carico Piezometrico

  h = z + _u/_γw

Dove:

• z: Altezza geometrica del punto
• u/γw: Altezza di press (Altezza di risalita del punto)
• v²/2g: Altezza di veloc (Dovuta alla veloc delle partic del fluido) È quasi sempre trascurabile.

In virtù del Teorema di Bernoulli, un fluido perfetto, incomprimibile, in moto permanente, soggetto solo alla gravità, ha H cost mentea scorre.

Se inserisco del terreno permeabile in un tubo da fluido, in una zona controllata da 2 piezometri, osservo che: l'acqua risale a quote diverse.

Questo vuol dire che tra i 2 punti di osservaz c'è stato una perdita di carico; ovvero il flusso dell'acqua nel terreno deve vincere la resist del terreno al moto.

Essendo V²/2G trasc, il carico piezom può rappres l'eneagia totale. C'è stato un Δr!

i = Δh/L Gradiente Idraulico

Esso è la "Perdita di Carico per unità di lunghezza del percorso"

Disegno:

• Za
• Ub/Yw
• Hb
• Za
• Ha
• Zb
• Zb
• Z=0

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