Riassunto "Geotecnica completa per argomenti"

Geotecnica per Argomenti

Idraulica dei terreni

Introduzione

Il terreno è un sistema multifase, costituito da scheleto solido, liquido e gas.

L'acqua presente nel terreno può essere, nel caso delle argille, sottopormi di acqua adsorbita (attutata dalla carica negativa della superficie delle particelle) o sottopormi di acqua interstiziale (libera di muoversi tra i pori dello scheletro solido sotto l'azione di un gradiente).

Lo sforzo agente sull'elemento di terreno si ripartisce uniformemente tra la fase solida e la fase liquida: σ = σ' + u σ = tensione totale σ' = tensione efficace u = pressione neutra o interstiziale

Secondo il Principio degli sforzi efficaci di Terzaghi: "il comportamento meccanico dei terreni dipende esclusivamente dallo stato di sforzo efficace e dalle sue variazioni."

Conoscere il comportamento del terreno in relazione alla presenza dell'acqua

permette di valutare la possibile filtrazione (es. in una diga, isolamento di un impianto in un'area contaminata) e le condizioni di stabilità di un'opera.

Diversi tipi di terreno hanno comportamenti differenti definiti da permeabilità (parametro dipendente solo dalla matrice solida) come la tendenza della matrice solida a farsi attraversare da un fluido; questa è legata al coefficiente di conducibilità idraulica K (dipendente dalle proprietà del solido e del fluido) dalla relazione

K = \(\frac{K}{\mu}\) [K m² / s] = \(\frac{\text{permeabilità} \: \text{dipende da} \, \text{dimensione} \, \text{dei} \, \text{grani,} \, \text{indice} \, \text{dei} \, \text{vuoti} \, \text{e} \, \text{vmineralogo strutura anisotropica)} \)

I terreni si distinguono per diversi valori di coefficiente di conducibilità idraulica, maggiore per le ghiaie \(10^{-2} \approx 1\text{m/s}\), minore per le argille \(10^{-9} \approx 10^{-8}\text{m/s}\).

Forme di Energia

Il moto dell'acqua avviene da un punto ad energia maggiore verso un punto ad energia minore. Le componenti di energia sono:

• altezza geometrica z = quota del punto
• altezza di pressione \(\frac{u}{v}\) tra il punto e il pelo libero
• altezza cinetica \(\frac{v^2}{2g}\) dovuta all'energia cinetica.

La somma delle tre rappresenta l'altezza totale H, quindi l'energia specifica totale.

Per il teorema di Bernoulli, in un fluido perfetto e incomprimibile in moto stazionario, H si mantiene costante lungo tutti i punti della stessa linea di corrente.

Nei mezzi porosi l'altezza cinetica è trascurabile quindi l'energia totale coincide con la quota piezometrica H = z + \(\frac{y}{p}\).

La legge di Darcy lega la velocità di filtrazione al contenuto energetico del mezzo: Q = KA \(\frac{h_1-h_2}{L}\), essendo s = S nel caso tridimensionale ha: v = Ki K: coefficiente di conducibilità idraulica i = gradiente idraulico = \(\gamma\)B A = portata di carico per unità di lunghezza del flusso.

Geotecnica Per Argomenti

Idraulica dei terreni

IntroduzioneIl terreno è un sistema multifase, costituito da scheletro solido, liquido e gas.L’acqua presente nel terreno può essere, nel caso delle argille, sottopormi di acqua assorbita(attirata dalla carica negativa della superficie delle particelle) o sottopormi di acquainterstiziale (libera di muoversi tra i pori dello scheletro solido sotto l’azione di un gradiente).Lo sforzo agente sull’elemento di terreno si ripartisce uniformemente tra la fase solidae la fase liquida: _{σ = σ' + u} {σ = tensione totaleσ' = tensione efficaceu = pressione neutra o interstiziale}Secondo il Principio degli sforzi efficaci di Terzaghi: “Il comportamento meccanicodei terreni dipende esclusivamente dallo stato di sforzi efficace e dalle sue variazioni”.Conoscere il comportamento del terreno in relazione alla presenza dell’acqua permette di valutare la possibile filtrazione (es. in una diga, isolamento di un impianto in un’area contaminata) e le condizioni di stabilità di un’opera.Diversi tipi di terreni hanno comportamenti differentiDefinita la permeabilità (parametro dipendente solo dalla matrice solida) come la tendenza dellamatrice solida a farsi attraversare da un fluido, questa è legata al coefficiente diconducibilità idraulica K (dipendente dalle proprietà del solido e del fluido) dalla relazione:_{K = kμ / (ρs * dent)[μ: viscosità; K [m³/s] * perm [relazione dipende da: dimensione dei *.(grani, omogeneità dei * minerologia, struttura, anisotropia)]}

I terreni si distinguono per diversi valori di coefficienti di conducibilità idraulica, maggioreper le ghiaie (10⁻³ ÷ 1 m/s) minore per le argille (10⁻⁹ ÷ 10⁻¹⁰ m/s).

Forma di Energia

Il moto dell’acqua avviene da un punto ad energia maggiore verso un punto ad energiaminore. Le componenti di energia sono:

• altezza geometrica Z = quota del punto
• altezza di pressione _{x⁰ γ/w} tra i punto e il pelo libero
• altezza cinetica V²/2g = dovuta all’energia cinetica