Risposte esame Progetto di strutture Prof. Giulio Ventura

Elementi di geotecnica e fondazioni

41) Cos'è una fondazione diretta? È un sistema strutturale di collegamento tra la struttura e il suolo e trasferisce al terreno i carichi superiori per semplice appoggio sul piano di posa. Ad esempio sono fondazioni dirette la platea, il cordolo rovescio, il plinto e la trave rovescia.

42) Cos'è una fondazione indiretta? È un sistema strutturale di collegamento tra la struttura e il suolo e trasferisce il carico a strati di terreno non superficiali, con modalità differenti dal semplice appoggio. Ad esempio sono fondazioni indirette i pali, il pozzo, il cassone e il diaframma.

43) Che differenza c'è nell'aspetto di un plinto rigido rispetto ad uno elastico? Il plinto rigido presenta una superficie in pianta minore rispetto allo sviluppo in altezza, al contrario il plinto elastico possiede un'ampiezza di base maggiore rispetto alla sua altezza.

44) Disegnare lo schizzo di una fondazione su pali.

49) Tracciare il diagramma qualitativo delle pressioni di contatto di un plinto alto.

a) Se il terreno è rigido

b) Se il terreno è cedevole

50) Tracciare il diagramma qualitativo delle pressioni di contatto di un plinto basso.

c) Se il terreno è rigido

d) Se il terreno è cedevole

51) Illustrare la terminologia di plinti alti, bassi, deformabili e rigidi.

I plinti vengono collegati tra loro mediante travi di collegamento.

Il sistema di plinti e travi poggia sul piano di sbancamento.

Le varie categorie di plinti si distinguono anche in:

- c ≥ 4h grande snellezza

- h/2 ≤ c ≤ 4h media snellezza

- c ≤ h/2 piccola snellezza

52) Dare la definizione di nocciolo centrale d'inerzia.

È il luogo dei punti del piano dove l'asse neutro deve essere tangente o esterno all'inviluppo convesso della sezione. Ovvero quella figura geometrica che ottengo se cingo con un elastico la sezione.

53) Tracciare e quotare il nocciolo centrale d'inerzia

Per una sezione rettangolare.

954) Tracciare il diagramma delle pressioni di contatto sul terreno per un plinto in cui agisce sforzo normale con grande eccentricità (parzializzato).

55) Dare la definizione di costante di sottofondo o di Winkler di un terreno. È la tensione che provoca un abbassamento unitario, non esiste un valore standard della costante di Winkler, ma dipende sia dal tipo di terreno che dalle dimensioni della fondazione. Più il coefficiente è basso più è difficile far passare le verifiche di sicurezza all'edificio. k = σ / v dove v è l'abbassamento.

56) Descrivere il principio degli sforzi efficaci nella meccanica dei terreni. Il principio degli sforzi efficaci introdotto da Terzaghi, descrive lo sforzo totale come la somma dello sforzo efficace (sforzo che si scambiano i granuli del terreno nei punti di contatto) e la pressione dell'acqua che fuoriesce da un terreno molto permeabile una volta costruito.

1. Con riferimento alle figure riportate nelle slides sulle fondazioni (30,31,32) spiegare la problematica dei cedimenti non uniformi del terreno utilizzando il concetto di consolidamento dei terreni (ed indirettamente il principio degli sforzi efficaci).

Le conseguenze della variazione degli sforzi efficaci sono diverse e spesso provocano cedimenti non uniformi del terreno. Ciò avviene ad esempio in presenza di un'asimmetria nella distribuzione dei pesi della struttura sul terreno, oppure quando si va a costruire un edificio vicino ad un terrapieno o viceversa. Se viene costruito prima il terrapieno che va a compattare il terreno limitrofo e successivamente si costruisce un edificio accanto, esso subirà un cedimento dal lato opposto al terrapieno. Se al contrario viene costruito prima l'edificio e successivamente il terrapieno, quest'ultimo genera uno schiacciamento del terreno che comporta un cedimento dalla parte dell'edificio.

Cedimento dell'edificio dallo stesso lato. Un altro caso in cui avviene un cedimento non uniforme è quello in cui scavando si va a modificare la quota di falda (strato di acqua), modificando di conseguenza anche l'umidità del terreno, che comporta la fuoriuscita di acqua se sono presenti degli sbocchi.

58) Definire l'angolo di attrito secondo Coulomb.

1059) Illustrare la relazione che lega tensioni normali e tangenziali nei terreni in funzione dell'angolo di attrito e della coesione. τ = c + σ' tan φ dove τ è la tensione tangenziale di rottura del terreno, c è la coesione ovvero la resistenza del terreno in assenza di tensioni normali, σ' è la tensione normale efficace e φ è l'angolo di attrito. Il rapporto tra tensione tangenziale di rottura e tensione normale efficace τ / σ' = tan φ, siamo in presenza di un terreno non coesivo con c =

60) Definire la coesione

La coesione di un terreno è la resistenza del terreno in assenza di tensioni normali. La coesione è la forza con cui le particelle terrose sono legate fra loro e si oppongono al distacco, essa dipende dalle caratteristiche del terreno tra cui l'umidità. Il valore della coesione decresce passando dal terreno asciutto a quello umido.

61) Definire l'angolo di attrito interno di un terreno. φ è l'angolo di attrito interno, rappresenta una proprietà intrinseca in ciascun tipo di terreno. Esso dipende dall'attrito, dalla coesione e dalla forma dei granuli. Rappresenta l'angolo di declivio naturale di una terra ovvero l'angolo formato da un terreno quando si dispone secondo una sovrapposizione di equilibrio.

62) Elencare i valori tipici dell'angolo di attrito interno per ghiaia, sabbia, limo, argilla.

• Ghiaia media: 40-55° sia non drenata che drenata
• Ghiaia sabbiosa: 35-50° sia non drenata che drenata
• Sabbia

sciolta asciutta: 28-34° non drenata

Sabbia sciolta saturata: 28-34° non drenata

Sabbia densa asciutta: 35-46 ° non drenata e 43-50° drenata

Sabbia densa saturata: 33-44° non drenata e 43-50° drenata

Limo sciolto: 20-22° non drenata e 27-30° drenata

Limo denso: 25-30° non drenata e 30-35° drenata

Argilla saturata: 0° non drenata e 20-42° drenata

63) Dire che differenza c’è tra angolo di attrito interno drenato e non drenato.

La differenza tra l’angolo di attrito interno drenato e quello non drenato è che il primo è sempre minore del secondo, ad eccezione della ghiaia che i due valori sono uguali.

64) Dare la definizione generale di coefficiente di spinta laterale dei terreni, distinguendo traspinta a riposo, attiva e passiva.

65) Nel valutare la spinta delle terre, in quali casi si fa riferimento al valore di spinta a riposo?

Si fa riferimento al valore di spinta a riposo quando aumentando l’angolo di attrito.

il terreno riescea sostenersi con la conseguente diminuzione della pressione orizzontale.

66) Nel valutare la spinta delle terre, in quali casi si fa riferimento al valore di spinta attiva?

Si fa riferimento al valore di spinta attiva quando il terreno spinge verso il muro. In questo caso il coefficiente di spinta attiva sarà sempre più piccolo di quello di spinta a riposo.

67) Nel valutare la spinta delle terre, in quali casi si fa riferimento al valore di spinta passiva?

Si fa riferimento al valore di spinta passiva quando è il terreno ad essere spinto dal muro sul quale applico una forza. In questo caso il coefficiente di spinta passiva può essere maggiore di 1. Questo metodo si utilizza per esempio quando è necessario rompere il terreno sottostante senza intaccare la superficie di esso (ferrovia).

68) Scrivere la relazione che porge la pressione verticale di un terreno in funzione del peso specifico e della profondità (in assenza di acqua).

σ =