Riassunto esame Fondamenti di Geotecnica, prof. A. Desideri libro consigliato Lezioni di Meccanica delle Terre, A. Burghignoli: natura e costituzione dei terreni

1. Natura e Costituzione dei Terreni

Genesi. Le terre sono prodotti della degradazione chimica e fisica delle rocce lapidee e costituiscono la crosta più superficiale del globo. Esse sono formate da grani solidi cristallini in forma, dimensioni e composizione mineralogica molto vari.

Una terra contiene generalmente acqua, aria e gas diversi. L'insieme dei grani viene detto “scheletro solido”. L'aria e l'acqua catturata negli spazi fra i grani costituivi, sono i fluidi interstiziali.

Quando i grani sono uniti, essi sono legati tra loro o cementati; possono esistere forze di adesione tra grani adiacenti, successivi all'insieme a quale coesione, e al loro trascinamento. Se paragoni alle rocce che seguono gli elementi in una roccia lapidea e cumulativa totalmente quando un elemento di terra viene posto in prolungato contatto con acqua. Questo comportamento si assume convenzionalmente come elemento di suddivisione tra rocce lapidee (rocce) e rocce sciolte (terre).

TERRA = materiale preso in sé TERRENO = parte superficiale della crosta terrestre che è oggetto di studio

Particelle di roccia erose trasportate dai corsi d'acqua e sedimentando in altri luoghi. Acqua in movimento - fiumi, sedimentando se grani molli granuino, mentre quelli piccoli rimangono in sospensione.

Acqua poema - Mari, laghi, sedimentano anche e soprattutto graniuto piccoli.

1.1 Proprietà Caratteristiche dei Granuli

Dimensioni medie molto varie: da 10^-5 m a 10^-1 m ¹⁰Å (Ångström) 1dm

I granuli di maggior dimensioni hanno generalmente forma più regolare dei granuli mesosopici e più vicino a quella sferica.

La composizione dei granuli non è correlabile con il loro comportamento meccanico della loro non fa influenzare sensibilmente quelle legine fine delle loro dei granuli attivi. I granuli che costituiscono la fase solida di un insieme interagiscono fra loro mediante azioni sia di carattere chimico che meccanico.

GRANULI FASE SOLIDA →

• AZIONI MECCANICHE

• FORZE DI FU SUO MASSE + INTERSTIZIALI

- AZIONI CHIMICHE -

• FORZE ELETTROMECCANICHE

Valori approssimativi superficie specifica per alcuni materiali argillose e sabbie al diminuire delle dimensioni medie del granulare da surface (somma aree superficiali) aumenta

Granuli costituenti una terra sono suddivisibili in:

• GRANULI INERTI: privi di attività superficiale interagiscono tra loro e con i fluidi interstiziali per effetto delle forze di massa. Dimensioni generalmente comprese tra 10 μ ÷ 1 dm a seconda delle dimensioni, sono costituiti da frammenti di roccia (ghiaie e sabbie grossè, μ ▬ ÷ m) o da frammenti di minerali (particelle sabbia fine, silt) stabili e resistenti a meno degli aggregati minerali che invece possono disgregarsi e scomporsi, 10 μ ÷ 4 mm). Granuli di rocce o minerali resistenti e stabili formano tal quale forme irregolari o spigolose che sul superficie, mentre granuli formati da rocce o minerali a bassa resistenza o mutevole conducono ad assumere forme tondeggianti o spigolose smussate o superfici lisce.

Specificità:

• Definizione base prima del granulare
• Area sferica calcolando il volume del granulare
• Volume del granulare
• Area granulare

• GRANULI ATTIVI attività superficiale meno intensa interagiscono tra loro e col fluidi interstiziali per effetto delle forze di massa e di superficie. Dimensioni max dell'ordine dei micron μ, hanno forma di scaglie e lamine. Sono costituiti essenzialmente da minerali fillosilicatici (minerali argillosi e similiti). Capacità di assorbire ioni o molecole di liquidi polari. Hanno proprietà di variare volume di volume del contenuto di acqua, il che segue comportamenti fino isotropici (doppio volume iniziale). Proprietà eterogeneous e sue struttura relazionati.

1.2 Struttura delle terre - Solido Skeletto Solido Terreno [SS]

La disposizione geometrica dei granuli costituisce la struttura delle terre e ne influenza notevolmente il comportamento meccanico. La struttura deriva dalla interazione fra granuli e ambiente circostante, attraverso fenomeni naturali di carattere meccanico e chimico che accompagnano e seguono la formazione della terra stessa.

Considerando particelle sferiche di eguali diametrali si possono avere diversi modi di addensamento variando col' loro disposizione geometrica:

• Disposizione Geometrica Cubica
• Disposizione Geometrica Esagonale

Rapporti tra Pesi e Volumi

Peso dell'unità di volume di terreno → γ = ^P/_V

Peso dell'unità di volume seccato → γ_s = ^P_s/_V

Peso specifico granuli solidi → γ_s = ^P_s/_Vs

Peso dell'unità di volume sommersa → γ'_u = γ_w

Peso specifico dell'acqua → γ_w = ^P_w/_Vw

Sr = ^γ_s/_{γw e} = γ = ^{γ_d + w}/_1+e

γ_d = ^{γ_s - γ_w}/_1+e

Stato di Addensamento

Influenza comportamento terre. In laboratorio con procedure convenzionali si ottengono stati di addensamento max e min; mettendo in relazione i valori dell’indice dei vuoti corrispondente con quello caratteristico dello stato di addensamento naturale è possibile definire:

Densità Relativa → D_R = ^{e_max - e}/_{emax - emin}

• βs Minerali più diffusi → 2.65 < βs < 2.75 g/cm³
• γs Peso Specifico Granuli Terre → 2.65 < γs < 2.75
• se γs > 3 Presenza Minerali Pesanti
• se γs < 2.5 Presenza Sostanze Organiche

1.3 Struttura dei Minerali Argillosi

Minerali Argillosi sono silicati idrati a struttura lamellare che rientrano nel gruppo dei fillosilicati; le unità fondamentali della struttura dei minerali argillosi sono Tetraedri ed Ottaedri collegati tra loro a formare «gabbie» piane. Le molecole sono a loro volta collegate normalmente al piano, attraverso ioni:

• Silicio

• Ossigeno

Silicio ha struttura tetraedroedica e può avere 4 legami

se mescolo materiale secco con H₂O → più i granuli sono attivi, più tendono ad assorbire l'H₂O

solido plastico liquido

Questi LIMITI (indici attività superficiale granulo) dividono il materiale in 3 campi.

Wp - Materiale sta al LIMITE PLASTICO se si arriva a fare fili di 3mm di diametro, senza riuscire ad avvolte oltre. Aumentando l’acqua ai fili s’impasta prima scivolando

WL - LIMITE LIQUIDO si determina con la PROVA DEL CUCHIARIO DI CASAGRANDE, è la quantità d’acqua per la quale, in una prova nel, apparecchio, si slitta tracciata. Con apposito utensile standardizzato si divide di 1cm dopo 25 cadute del cucchiaino (e laboratorio interpreta)

INDICE DI PLASTICITÀ è l’insieme tra limite di liquidità e di plasticità indicando le campi dei valori del contenuto in acqua nel quale non ha stato fisico di un corpo solido → peso durevole ha importanza nella caratterizzazione delle terre attive

Indice di Plasticità IP = ^{WL - Wp} / _{LIMITE di WL}

• dimensione campo plastico
• granulosità tipicamente legata all’attività superficiale
• granuloni pochissimo attivi (legano acqua) → pochi granulini → molta acqua/comportamento meccanico → buono → elevata plasticità

Stabilità equilibri consistenza di un terreno, è l’intensità complessiva di adsorbimento all’acqua naturale, il compluvio

• Indice di           Ic

• Proprietà di stato vari innnncce → può variare [0,1]
• Se materiale compatto Ic¬1, campo solido

Variazione di stato del materiale segue

span di plasticità

indice di liquidità IL

WL -Wp = focale

costi di modifica

1. cand.A → stessa cambiare
2. cand.B →

WL - Wp