Riassunto-Concetti chiave di Geotecnica

Concetti chiave – Parte IV

 Terreni naturali = comportamento meccanico influenzato dalle proprietà intrinseche, da fattori ambientali

e dalla storia tensionale

 Terreni rimaneggiati = comportamento meccanico influenzato dalle sole proprietà intrinseche costituite in

laboratorio

 Campionamento indisturbato = solo per T.G.F., dove la nascita di suzioni (pressioni negative) lascia

pressoché invariato lo stato tensionale efficace

 PROVA EDOMETRICA = prova di deformazione assiale a deformazione radiale impedita (edometro è un

cilindro metallico di 7.8 cm di diametro con coltello di fondo di 2 cm di profondità)

1. Misura l’abbassamento delle basi del provino per incrementi di carico di 24 h, perché il materiale nel

tempo diviene più rigido, cioè si addensa

2. Nell’ipotesi di granuli incompressibili, la variazione di volume a seguito degli incrementi di carico, è

tutta variazione di volume dei vuoti (relazione lineare tra εv-e: al diminuire di “e” cresce la

deformazione di volume) ϭ ϭ

 T.G.F. rimaneggiato = la curva delle deformazioni -ε, nel piano lg - ε diviene una retta la cui

pendenza rappresenta la compressibilità del materiale

1. Pendenza retta di compressibilità = proprietà intrinseca del materiale

2. Coefficiente di compressibilità Cc = legato alle caratteristiche di plasticità del materiale, è il

coefficiente angolare della retta di primo carico o di N.C.

3. Coefficiente di rigonfiamento Cs = è il coefficiente angolare della retta scarico-ricarico

4. Linea di primo carico = retta di Normale Consolidazione, ogni punto è un punto di massima tensione

a cui è stato sottoposto il materiale; individua la struttura minima a sostenere quel carico

5. Sovraconsolidazione = area sottesa alla retta di N.C. in cui ogni punto è più resistente, individuando

un materiale chiuso, poco compressibile; individua una struttura sovradimensionata per il carico da

sostenere ϭ

6. Tensione di preconsolidazione ’c = tensione massima, deve essere sempre maggiore di quella

attuale; superata questa pressione il materiale ha un comportamento N.C.

 MODULO EDOMETRICO Eed = esprime la compressibilità di una terra in condizioni edometriche (non

si può usare il modulo di Young perché lo stato di sforzo è pluriassiale)

1. Nel tratto scarico-ricarico, tratto delle variazioni reversibili dell’indice dei vuoti si può usare il modulo

di Young E’

 Rapporto di sovraconsolidazione OCR = rapporto tra la tensione efficace massima registrata (tensione

di preconsolidazione) e la tensione attuale; maggiore è OCR e più è sovraconsolidato il terreno

ϭ

 T.G.F. indisturbato = nel grafico lg - ε la curva di deformabilità individuerà un gomito in corrispondenza

della tensione di preconsolidazione, dopodiché avrà un andamento rettilineo

1. Se le tensioni nel campione di prelievo sono uguali a quella di preconsolidazione, allora il materiale

sta sopportando la tensione massima della sua storia, è un terreno N.C.

ϭ ϭ

2. Se ’c> ’o allora il materiale è sovraconsolidato

3. La prova edometrica per questi terreni da anche informazioni sulla storria dei carichi

ϭ

4. La sperimentazione ha mostrato che lo s.s. ha viscosità (curva lg t- ’a terminano con un asintoto

obliquo)

 T.G.G. rimaneggiati = per tensioni basse hanno un andamento della retta di deformabilità poco

inclinato, per tensioni molto elevate tendono verso un comportamento analogo a quello dei T.G.F. N.C.

1. Il comportamento è fortemente influenzato dallo stato di addensamento iniziale del terreno

2. Fase di carico: senza attrito tensioni verticali = tensioni orizzontali

con attrito tensioni verticali > tensioni orizzontali

3. Fase di scarico: tensioni verticali < tensioni orizzontali

 PROVA DI TAGLIO = misura lo scorrimento indefinito dei granuli lungo una superficie, cioè la resistenza

a rottura del terreno

1. Fase I = compressione assiale e deformazione radiale impedita

2. Svolta molto lentamente per rimanere sempre in CD evitando il nascere delle sovrappressioni Δu

3. Fase II = applicazione di una forza di taglio coassiale (equilibrata) tramite una velocità di

spostamento applicata alla scatola inferiore

4. Tra le 2 semiscatole nascono delle tensioni tangenziali (banda di taglio)

5. I risultati non sono sufficienti per costruire un intero cerchio di Mohr ma solo un punto (non

conosce lo stato di sforzo nel suo complesso)

 T.G.G. sciolto = unico parametro misurabile è l’angolo di attrito interno Y’

1. Nei diversi terreni granulari l’attrito tra granulo e granulo è più o meno uguale, cambia però

l’angolo Y’

2. Angolo di attrito interno del terreno Y’ (angolo di resistenza al taglio) = sempre maggiore di Yu

(angolo di attrito tra i granuli); è un parametro che riassume lo stato di sforzo del terreno; ottenuto

dalla somma di Yu e dell’energia spesa nella banda di taglio (funzione di assortimento,

granulometria e forme dei granuli, e dello stato di addensamento)

 T.G.G. addensato = nel BT arriva a delle τ maggiori sino ad un picco, nel LT tende verso un valore

limite simile a quello delle sabbie sciolte

1. Dilatanza = una sabbia addensata tende a dilatarsi sotto sforzi di taglio prossimi alla rottura

(aumenta anche la porosità)

2. Resiste di più di una sabbia sciolta; ha un Y’ maggiore

3. Y’ funzione del Dr iniziale e dell’angolo di attrito a volume costante Ycv

 T.G.F. N.C. = comportamento qualitativamente simile a T.G.G. sciolti, ma ha un angolo di attrito minore

di questi (funzione di granulometria, Ip e Yu)

 T.G.G. O.C. = comportamento qualitativamente simile a T.G.G. addensati

 PROVE TRIASSIALI = lo stato di sforzo è variato agendo sulla pressione di cella pc e/o sul carico

assiale

1. Si applicano: pressione di cella, pressione interstiziale e forza assiale

2. Si misurano: accorciamento assiale e variazione di volume

3. Fornisce gli stessi dati della prova di taglio, con l’aggiunta della pressione interstiziale, quindi si

conosce lo stato di sforzo nel suo complesso, lo stato di sforzo totale

 PROVA CID su argille N.C.

1. Cresce il deviatore q fino al valore limite qf, che definisce la resistenza del terreno, poi resta

costante all’aumentare della deformazione assiale

2. Superato qf c’è la rottura = lo scorrimento avviene senza variazione di q

3. Le condizioni di rottura coincidono con le condizioni ultime

4. Le tensioni radiali efficaci e totali restano costanti, perché è costante la pressione di cella

5. Le tensioni assiali variano

 PROVA CID su argille O.C.

1. Presenza di fenomeni di instabilità meccanica al raggiungimento della resistenza di picco qf

2. Condizioni di rottura non coincidono con le condizioni ultime

3. Andamento nel piano εa-q e εa-εv qualitativamente simile a quello mostrato in una prova di taglio

su un T.G.G. addensato nel piano τ-δh e δh-δv

 PROVA CIU su argille N.C.

1. Essendo svolta in CND ci saranno delle sovrappressioni Δu

2. Le variazioni Δp e Δq sono nel rapporto di 1 a 3

3. Percorso delle T.T. uguale a quello nella prova CID

4. Il percorso delle T.E. cambia per la presenza delle variazioni Δu, la sua forma dipende proprio da

come variano tali pressioni

5. Condizioni di rottura coincidono con le condizioni ultime

6. Le T.E. sono minori che nella prova CID, quindi ho una resistenza più bassa

 PROVA CIU su argille O.C.

1. Curva εa-q più regolare, con tratto iniziale quasi rettilineo (E’)

2. Nascono delle sovrappressioni interstiziali positive e negative

3. Mostrano valori di qf minori rispetto alla prova CID, infatti c’è riduzione di p’ a causa delle Δu

 PROVA UU

1. Definisce la resistenza in termini di T.T., cioè il comportamento del terreno nel suo complesso

2. Fase I = compressione isotropa in CND

3. Fase II = rottura per compressione assiale

4. Curva εa-q più regolare, con tratto iniziale quasi rettilineo (Eu), cioè un comportamento iniziale

lontano dalla rottura

Concetti chiave – Parte V

 Energia dell’acqua = può essere diversa in parti dello stesso fluido, se queste entrano in contatto

nascono dei movimenti dalla parte con energia maggiore a quella con energia minore;

 Carico idraulico, carico piezometrico in geotecnica, è la somma di:

1. Energia di posizione

2. Energia di pressione

3. Energia di velocità (trascurata)

 Condizioni idrostatiche = acqua ferma, cioè ha in ogni suo punto lo stesso carico idraulico

 Portata d’acqua = acqua che attraversa un terreno

 Gradiente idraulico “i” = rappresenta il modo in cui viene perso il carico; è la perdita di carico per unità di

lunghezza

 D’Arcy sostiene per ipotesi della sua teoria che:

1. Flusso monodimensionale

2. Mezzo omogeneo

3. Materiale isotropo = k è una costante

4. Materiale anisotropo = k è non è costante

 Velocità di filtrazione = portata d’acqua per unità d’area

 Principio di conservazione della massa = la differenza tra l’acqua che entra e l’acqua che esce, in un

terreno saturo, è uguale alla quantità di acqua accumulata dal terreno (in condizioni isoterme diventa

un’equazione dei volumi)

 Moti stazionari di filtrazione = le grandezze non variano nel tempo, non c’è accumulo di acqua nel

tempo, il volume d’ acqua entrante è uguale a quello uscente

 Moti transitori di filtrazione = c’è consolidazione del terreno, c’è volume di acqua accumulata nel terreno

 Equazione di Laplace = equazione differenziale in termini di carico idraulico risolta con le condizioni al

contorno: essenziali (Dirichlet) e naturali (Neumann)

 Filtrazione dall’alto verso il basso (discendente)

1. Condizioni idrodinamiche

2. Per far muovere l’acqua le pressioni “u” si riducono di poco con la profondità, la pendenza delle “u”

con la profondità è minore che in condizioni idrostatiche

 Filtrazione dal basso verso l’alto (ascendente)

1. Condizioni idrodinamiche

2. Le pressioni “u” aumentano molto con la profondità, più che in condizioni idrostatiche

3. L’acqua si muove perché ha troppa pressione

4. Aumentano le pressioni interstiziali quindi diminuiscono le T.E.

 Filtrazione bidimensionale = problema non risolvibile con la sola eq. di Laplace; si usa un metodo grafico

di costruzione di una rete idrodinamica (rete di flusso) di curve perpendicolari tra