Esercitazione esame di geotecnica

Università degli Studi di Salerno

Facoltà di Ingegneria

Corso di Geotecnica

Prof. ing. Leonardo Cascini

Anno Accademico 2016-2017

Esercitazione n. 5

Studente: Oliva Luca

La sezione stratigrafica di progetto sia costituita da uno strato di terreno classificabile come limo sabbioso posto su un substrato impermeabile. Si consideri la figura di seguito riportata:

[n = numero lettere nome, c = numero lettere cognome]

• H₁ = 0,9(n+c)m
• H₂ = (0,1n+0,18c)m
• L₁ = (0,25H₁)m
• L₂ = 3,5(H₁-H₂)m
• L₃ = 0,5(n+c)m
• L₄ = (2,5 L₂)m
• D = (n+c)m

Per la determinazione dei coefficienti di permeabilità sono state condotte prove di laboratorio, prove in foro di sondaggio e prove di emungimento che hanno restituito, rispettivamente, i valori 1,7×10^-6 m/s, 2,6×10^-6 m/s, 3,1×10^-5 m/s.

1. Si tracci il reticolo idrodinamico con l’utilizzo di codici numerici nei casi A,B,C;
2. Si calcolino la portata filtrante e la distribuzione delle pressioni neutre:
• lungo il contorno inferiore AC della traversa
• a monte ed a valle del taglione

strato impermeabile

SVOLGIMENTO

Il caso in esame è stato studiato e risolto tramite un programma agli elementi finiti (Seep/W della GeoStudio). L’area soggetta al moto di filtrazione, lo strato di limo sabbioso, è stata rappresentata agli elementi finiti suddividendola in regioni opportunamente discretizzate.

La traversa e il taglione sono stati schematizzati come regioni delimitate da superfici impermeabili, ovvero caratterizzate da condizioni di flusso nullo. Stessa condizione viene imposta lungo lo strato su cui poggia il banco interessato dal moto di filtrazione. Come ulteriore condizione al contorno, si impone il carico idrico a monte e a valle della traversa, rispettivamente pari ad H₁ e H₂.

Come coefficiente di permeabilità è stato scelto quello relativo alla prova di emungimento effettuata in sito, essendo più rappresentativo dell’effettiva permeabilità del banco in esame.

Università degli Studi di Salerno

Facoltà di Ingegneria

Corso di Geotecnica

Prof. Ing. Leonardo Cascini

Anno Accademico 2016-2017

Esercitazione n. 6

Studente: Oliva Luca

Si voglia studiare il fenomeno della consolidazione indotto dalla realizzazione di un invaso (schema 1)) e da un approvvigionamento idrico da un acquifero profondo (schema 2)). La sezione stratigrafica di progetto sia costituita da tre strati (A, B, C) di spessori rispettivamente pari a 5 m, 6 m, 4 m, di cui quello intermedio costituito da argille ed i rimanenti da terreni sabbiosi. In particolare,

• si assuma lo strato più profondo sede di una falda artesiana e la presenza di una falda superficiale all'interno dello strato di sabbia superiore. Per entrambi gli acquiferi l'iniziale p.c.i. coincida con il piano campagna. Si studi il processo di consolidazione indotto dalla realizzazione di un invaso di 1.5 m.
• si assuma lo strato più profondo sede di una falda artesiana e la presenza di una falda superficiale all'interno dello strato di sabbia superiore. Per entrambi gli acquiferi l'iniziale p.c.i. coincida con il piano campagna. Si studi il processo di consolidazione indotto dall'approvvigionamento idrico da un acquifero profondo, che ha provocato un abbassamento del piano di falda di 2 m.

Per investigare le caratteristiche dei terreni a grana fine, si sono condotte prove di compressione edometrica su tre provini che, per lo stato tensionale in sito forniscono un modulo di compressione edometrica pari a Eed=2 MPa.

Sulla base dei dati rilevati nel corso di una prova edometrica condotta consentendo il drenaggio attraverso entrambe le facce del provino e di seguito riportati, si costruisca la curva cedimenti-tempo e si valuti, quindi, il coefficiente di consolidazione c_v.

Assumendo per lo strato di materiale a grana fine un coefficiente di permeabilità k = 3 10^-10 m/s si verifichi la coerenza del valore del modulo di compressione edometrica in precedenza fornito; inoltre, per ciascuna delle situazioni proposte si determini:

• il tempo necessario perché il grado di consolidazione U raggiunga i valori di 50% e 80%;
• il decorso dei cedimenti nel tempo.

CASO 2 – Abbassamento piano di falda artesiana di 2m

Rispetto al caso precedente il fattore tempo T₅₀ e il grado di consolidazione U₅₀ al 50% della della consolidazione restano invariati per cui anche il coefficiente di consolidazione C_v non cambia. Anche il tempo necessario per ottenere il 50% e l'80% della consolidazione non variano in quanto dipendono dal percorso delle particelle d’acqua H* (H/2), da C_v e rispettivamente da T₅₀ e T₈₀.

Il cedimento edometrico è diverso in quanto è variato il carico, risulta quindi:

• γ_w [kN/m³]
• K [m/s]
• E_ed [kPa]
• E_ed [MPa]
• q [kPa]
• w_ed [m]
• w_ed [mm]
• 10
• 3E-10
• 2000.1
• 2.0001
• 20
• 0.02999
• 29.998

Decorso dei cedimenti nel tempo

A questo punto è possibile determinare il decorso dei cedimenti nel tempo a partire da valori del grado di consolidazione imposti; dall’abaco adimensionale si ricavano i valori del fattore tempo adimensionializzato T corrispondenti e, quindi, dalla formula inversa del fattore tempo, si calcola t e si diagramma.