Riassunto-Concetti chiave di Geotecnica

Concetti chiave – Parte I

 Lo scheletro solido è l’insieme dei granuli, cioè la struttura portante del terreno, ciò che determina il

comportamento meccanico

 Terre con granuli attivi hanno un comportamento meccanico fortemente influenzato dalla composizione

dei granuli

 Lo sviluppo superficiale, a parità di massa, cresce col diminuire delle dimensioni dei granuli

 Forze di superficie influenzano molto il comportamento di T.G.F. (sono invece trascurabili in terreni a

grana grossa)

 T.G.G. = Granuli inerti, non hanno attività superficiale (forze di massa); la principale proprietà della

struttura è l’addensamento delle particelle

 T.G.F. = Granuli attivi, attività superficiale molto intensa (forze di massa e di superficie); hanno una

microstruttura (interazione chimico-fisica dei granuli) e una macrostruttura

 Minerali argillosi sono dei fillosilicati

 Unità fondamentali: Tetraedriche (1 SiO2 e 4 O), Ottaedriche (1 Al e 6 O)

 Pacchetti elementari = combinazione delle unità fondamentali

 Granuli = unione di più pacchetti elementari

 Superficie dei granuli ha un forte carica negativa

 Sostituzioni isomorfe = sostituzione tra materiali con stesso numero atomico, cioè stessa forma (es. Mg

al posto di Al)

 Acqua adsorbita = acqua che circonda la superficie dei granuli argillosi, dovuta all’attrazione tra cariche

elettriche sulla superficie dei granuli ed alle molecole dipolari di acqua

 Rigonfiamento (aumento di volume) è il fenomeno che nasce in alcuni minerali argillosi (es. illite,

montmorillonite) dopo essere entrati in contatto con l’acqua: è la manifestazione delle forze di repulsione

dovute alle cariche elettriche negative

 Struttura dispersa = tipica delle argille, nasce per forti azioni repulsive

 Struttura flocculata = nasce per ridotte azioni repulsive

 Proprietà chimico-fisiche che influenzano la struttura, cioè la qualità della struttura:

1. Assortimento granulometrico

2. Forma dei granuli

3. Forze intergranulari (forze di massa e di volume)

4. Forze elettromagnetico-chimiche (forze di superficie)

 DIMENSIONE E FORMA DEI GRANULI ci dicono le proprietà intrinseche della struttura

 RAPPORTI TRA LE FASI ci dicono lo stato fisico del terreno

 Proprietà intrinseche del terreno = granulometria e composizione mineralogica

 Terra = mezzo polifase (solida, liquida e gassosa)

 In T.G.G. l’indice dei vuoti “e” definisce la loro condizione di stato

 Densità relativa (Dr) più alta = terreno più addensato

 Densità relativa (Dr) più bassa = terreno più sciolto

 Strutture chiuse = miglior comportamento meccanico

 Strutture aperte = minor comportamento meccanico

 T.G.F. = ARGILLE E LIMI (da 0.06 a 60 micron di diametro)

 T.G.G. = SABBIE, GHIAIE E CIOTTOLI (da 0.6 a 2000 mm di diametro)

 Setacciatura = metodo per stabilire la relazione tra diametri e quantità, fino a 74 micron di diametro

(sedimentazione per diametri più piccoli)

 Trattenuto = quantità di materiale raccolto sul setaccio n-esimo sommata a quella raccolta da tutti i

setacci di diametro superiore

 Passante = quantità di materiale non raccolto sul setaccio n-esimo, tutto ciò che è di diametro più piccolo

(complemento a 100 del trattenuto)

 Maggiore è il contenuto d’acqua “w” e più sono distanziati i granuli, minori sono le mutue interazioni e

più è deformabile il materiale

 Limiti di Attemberg = valori limite del contenuto d’acqua in riferimento a stati fisici caratteristici

 Ws = limite di ritiro, passaggio da stato fragile a solido

 Wp = limite di plasticità, passaggio da stato solido a plastico

 Wl = limite di liquidità, passaggio da stato plastico a liquido

 Più sarà intensa l’attività tra i granuli e più sarà ampio il campo di plasticità, cioè la differenza tra il Wl e il

Wp (indice di plasticità Ip)

 Indice di plasticità = cresce linearmente con il limite di liquidità (carta di Casagrande)

 Contenuto d’acqua cresce con l’aumentare dell’attività superficiale, quindi col diminuire delle dimensioni

dei granuli

 Indice di consistenza (Ic) = informazioni sullo stato fisico del terreno e informazioni qualitative sulle

caratteristiche meccaniche, se aumenta Ic aumenta la resistenza al taglio e si riduce la compressibilità

del terreno

Concetti chiave – Parte II

 Ipotesi di mezzo ideale continuo = ogni elemento infinitesimo del corpo ha le stesse proprità del corpo,

cioè del continuo, nel suo insieme

 Stato di sforzo di un punto è noto se sono note: 1 tensione normale e 2 tensioni tangenziali di 3 facce

normali tra loro (Cauchy)

 Tensore dello sforzo è divisibile in:

1. COMPONENTE ISOTROPA = responsabile delle variazioni di volume (omotetia)

2. COMPONENTE DEVIATORICA = responsabile delle variazioni di forma e di angolo (rottura del

terreno)

 Riferimento principale dello stato di sforzo = le tensioni normali divengono tensioni principali dello stato

di sforzo, non ci sono tensioni tangenziali

 Cerchio di Mohr = rappresentazione grafica degli infiniti stati tensionali di un punto del continuo al variare

delle sollecitazioni agenti; ogni suo punto rappresenta lo stato di sforzo su quella particolare giacitura

 K = polo delle giaciture, determinato dall’intersezione delle rette verticali ed orizzontali passanti per O e

V

 Cerchi con stesso diametro = stessa componente deviatorica (stessa dimensione) ma diversa

componente isotropa (diversa posizione)

 Cerchi con stesso centro = stessa componente isotropa (stessa posizione) ma diversa componente

deviatorica (diversa dimensione)

 In condizioni assial-simmetriche lo stato di sforzo è rappresentato da un solo cerchio di Mohr

 Deformazione = spostamento non uguale di tutti i punti del continuo

 Continuo isotropo = le direzioni principali dello stato di sforzo coincidono con le direzioni principali dello

stato di deformazione

 Invarianti in geotecnica (p e q) = quantità proprie dello stato di sforzo e di deformazione che, anche

cambiando il sistema di riferimento, rimangono costanti; vengono introdotte per studiare il processo di

carico (stress map)I di un terreno con un comportamento anelastico che, altrimenti, sarebbe possibile

solo con diversi cerchi di Mohr

 Il continuo di riferimento di un terreno saturo è pensato come composto da 2 continui che occupano la

stessa regione di spazio:

1. CONTINUO SCHELETRO SOLIDO

2. CONTINUO FLUIDO INTERSTIZIALE

 Il comportamento meccanico di un terreno è governato dalla tensioni efficaci, se queste non cambiano al

terreno non succede nulla

 Si parla di pressioni interstiziali perché un fluido non resiste a sforzi di tagli, quindi non può essere una

tensione (pressioni sempre di compressione)

 Se avviene la plasticizzazione dei granuli aumenteranno le loro aree di contatto, queste quindi non

saranno più trascurabili ed il principio delle tensioni efficaci di Terzaghi non sarà più applicabile

 Tensioni litostatiche = prodotte dal peso proprio del terreno; sono il punto di partenza di tutti i problemi

geotecnici, che è fondamentale in comportamenti non lineari

 Stato complessivo del terreno = somma dello stato di sforzo e delle tensioni litostatiche

 Le tensioni orizzontali efficaci vengono espresse in funzione delle tensioni verticali efficaci, introducendo

il coefficiente di spinta in quiete Ko

 Comportamento attritivo delle terre = è determinato in funzione delle tensioni normali efficaci, maggiore è

l’attrito tra i granuli, maggiori saranno le tensioni efficaci e maggiora sarà la rigidezza del terreno

Concetti chiave – Parte III

 Modello elastico = legge costitutiva indipendente dal tempo; sollecitazioni e deformazioni sono in

relazione biunivoca tra di loro; le principali caratteristiche sono:

1. Spostamenti reversibili

2. Immagazzinamento dell’energia

3. Biunivocità delle relazioni forza-spostamento

 Modello p