Riassunto "Consolidamento dei terreni e delle rocce"

Consolidamento dei terreni e delle rocce

Modello geotecnico: serve a caratterizzare il terreno in termini di stratigrafia e caratteristiche meccaniche ed idrauliche. Il volume significato ha dimensione dipendente dall'opera da realizzare

• Micromechanic: rappresenta le relazioni particellari
• Macroelement: volume su provini da laboratorio
• Megaelement: volume che interessa un'opera di ingegneria

Gli interventi si distinguono in:

• Miglioramenti: modificano le caratteristiche meccaniche del terreno con materiali di apporto la cui volta è distribuita nel terreno
• Rinforzi: modificano il comportamento del terreno con l'aggiunta di elementi ben distinguibili dal terreno trattato

Meccanica delle rocce

Rocce = aggregati naturali di grani minerali, connessi da legami di coesione permanente che non si distruggono a contatto con l'acqua. Hanno elevata resistenza a compressione, trazione e taglio e permeabilità primaria quasi nulla.

Roccia intatta: elemento di roccia che non contiene al suo interno alcuna discontinuità.

Ammasso roccioso = formazione composta da più elementi di roccia intatta separati da diverse discontinuità.

Discontinuità: superficie di debolezza strutturale che dividono un ammasso roccioso in singoli costituenti di roccia intatta.

Più discontinuità parallele costituiscono un sistema

Fessura: deformazione fragile della roccia senza spostamento relativo fra le due parti.

Faglia: deformazione fragile della roccia con spostamento relativo fra le due parti (c'è taglio).

1) R. ignee: formate in seguito a raffreddamento e solidificazione del magma. Possono essere intrusive (raffreddamento lento all'interno della crosta terrestre, struttura cristallina, visibile) o effusive (raffreddamento veloce all'esterno della crosta, struttura vetrosa).

2) R. sedimentarie: formate in seguito a sedimentazione e compattazione di rocce preesistenti. Possono avere diverse caratteristiche a seconda del luogo di formazione, sono spesso stratificate. Sono composte da clasti (frammenti grossolani) e matrice (interstizi fra i vuoti) e cemento derivante da deiezione chimica.

3) R. metamorfiche: formate dalla trasformazione di rocce preesistenti in presenza di elevata temperatura e/o pressione. Possono essere scistose (orientata, composita secondo un orientazione preferenziale) e granuliti (non orientata, non scistosa).

Permeabilità: le rocce hanno permeabilità primaria (propria del materiale) quasi nulla, mentre è più elevata la permeabilità secondaria (infiltrazioni nelle fratture).

Caratteristiche meccaniche: ha un comportamento elastico fino alla tensione di rottura, dopo diviene comportamento plastico, indentamento, ramificazione. La meccanica delle rocce avviene in diversi modi: resistenza a compressione e trazione, modulo di elasticità, angolo d'attrito, coesione.

Prove:

• Compressione monoassiale: un provino cilindrico viene sottoposto ad una forza perpendicolare alle basi da parte di due piastre piane parallele. Si misura la tensione a rottura (resistenza max) come ^F/_A. Di sotto si calcola E₅₀ (modulo elastico relativo al 50% di resistenza come E₅₀= ... ). Il diametro deve essere maggiore 0. ... ) il diametro deve altre 3 volte la grandezza del granulo più grande e molte ...
• Compressione triaxiale: oltre alla compressione il provino è ... confinamento di lati tramite olio in pressione ... Quando si fanno pochi provini si possono effettuare più prove ... quando lo stesso provino si porta a rottura per carico, si rinomata la tensione di confinamento, è posto nuovamente a rottura per carico ece...
• Trazioni=1) A flessione: ...
  • ce rottura e ^2PL_b/_π·D³.
    • L: carico al centro
    • P: carico a rottura
    • l: distanza tra le basi di appoggio

• Instrato (craziliano): si applica una compressione ai lati del cilindro in modo da indurre la trazione ^2P/_π·D·L.
  • L: lunghezza

• Taglio: si usa l'equivalente dell'attrezzatura di taglio diretto dei terreni, ma con una scatola di taglio opportunamente realizzata per le rocce ...
  • Le provino viene sottoposto prima ad una compressione normale e poi ad un sforzo di taglio tramite manometti. ...

• Point load test

  Il provino viene compresso fino a rottura lungo lati ... Il test viene ripetuto almeno 10 volte per provini cilindrici, 20 volte per provini irragolari ... surface rotura deve attraversare internamente il provino

  Indice di resistenza: _De/⁵⁰ _k(15GB) · 24l(15GB) ...

Criteri di Mohr-Coulomb:

... formula di rottura: c + ^σ/_tanφ ...

• Può ... per elevate tensioni di ....

Criteri di Hoek-Brown:

Criterio di natura empirica ottenuto dalla regressione ... experimentale ... ¹/_m^3g ...

• Rocche intr. ...
• Ammon: m_r = ...
• m_b ... parametro di resistenza ...

SRMR > 90 - stabilità governata dall'orientamento e dalla resistenza al taglio delle linee di

SRMR < 60 - avviene una scittura roto-traslazionale e, in funzione di SRMR, si

differenziano diversi clivii cui competono diversi livelli di coesione e q

Esistono diverse relazioni per ricavare il modulo di elasticità dai parametri di classificazione:

Q = E : 8,66 SR

GSI = √√

RQD = E. grafico in funzione di RQD

RMR = E: diverse relazioni per diversi tipi di ammassi.

Stabilità dei pendii in roccia

1. Analisi cinematica: rileva geomeccanicamente che serve ad individuare la giacitura delle discontinuità
2. Analisi di stabilità: generalmente effettuata con i metodi del equilibrio limite, impronte

superficie potenziale di rottura si ipotizza a priori o si cerca per tentativo

Tipi di cinematismo:

• Scorrimento traslazionale: superfici di rottura approssimativamente circolari, la roccia si
• Scorrimento planare: scorrimento del corpo di frana lungo una superficie piana. Si
• Test di Hablerson: rapresentazione pol delle famiglie di discontinuità
• Ribaltamento: rotazione verso l'esterno del versante di una massa di roccia intorno

Cedimento secondario: ΔH_s = c_α H_p log ( _{tp+Δt⁺ tp} ) - al tempo t_p dopo la rimozione del

sovraccarico

c_α = ^de _Δlogt

8 dreni verticali: riducono la lunghezza max di drenaggio (H) e quindi riducono il tempo di cons.

Possono essere realizzati in preesione (consente un grande flusso) per livellazione

(no disturbo, l'effetto smar) pre jecting (no disturbo, costo elevato).

I dreni hanno diametro di 20÷50 cm e vengono posti a 1,5÷6m >

Dreni in sabbia: realizzati confersia più alto e ≤ 50 cm ) n

Dreni prefabbricati: realizzati industrialmente con un rivestimento filtrante e un'anima

Si definisce il rapporto d' ^de _de [unita]

Consololubizione radiède (teoria di Barom)

Processo di consolidazione orientato dovuta alla presenza di un dreno. Si fanno le ipotesi:

1. Terreno omogeneo, saturo, con comportamento elastico-lineare
2. Acqua e granuli solidi incompressibili.
3. Permeabilità e compressibilità constanti
4. Velocità della legge di Darcy (v = -K ^ΔH _dz)
5. Deformazioni solo verticali: flusso d'acqua solo radiale al dreno
6. Carico istantaneo
7. Terreno infinitamente permeabile
8. Terreno intorno al dreno indisturbato
9. Piccole deformazioni rispetto all'altezza del dreno

1. L'equazione di continuità: impone portata massica enteorte = p. ex uscente + variazione di massa

2. Portata massica entrante ∫_{vc ^∂vc} , z + dzdz + dz

3. Portata massica uscente ∫ _vz zdz

4. Variazione di massa ∫ _∂ρW ^∂t+z(sz) dz per y = S_w (Sz V_s)

Nel'espulazione di increrompribili raggio di dello scheletro solido