INDICE. 1. Verifica stabilità ante operam maglia centri: Indice. 2. Verifica stabilità post operam maglia centri:... 17

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2 INDICE Indice 1. Verifica stabilità ante operam maglia centri: Verifica stabilità post operam maglia centri: Verifica di stabilità ante operam: maglia dei centri e retta scivolamento: Verifica di stabilità post operam: maglia dei centri e retta scivolamento: Calcolo e verifica paratia:... 58

3 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità ante operam Progetto: Intervento di consolidamento centro abitato in località Terapeutica Verifica di stabilità ante operam: maglia dei centri Profilo terreno Normative di riferimento - Legge nr. 64 del 02/02/1974. Provvedimenti per le costruzioni con particolari prescrizioni per le zone sismiche. - D.M. LL.PP. del 11/03/1988. Norme tecniche riguardanti le indagini sui terreni e sulle rocce, la stabilità dei pendii naturali e delle scarpate, i criteri generali e le prescrizioni per la progettazione, l'esecuzione e il collaudo delle opere di sostegno delle terre e delle opere di fondazione. - Norme Tecniche per le Costruzioni 2008 (D.M. 14 Gennaio 2008) - Circolare 617 del 02/02/2009 Istruzioni per l'applicazione delle Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni di cui al D.M. 14 gennaio

4 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità ante operam Descrizione metodo di calcolo La verifica alla stabilità del pendio deve fornire un coefficiente di sicurezza non inferiore a Viene usata la tecnica della suddivisione a strisce della superficie di scorrimento da analizzare. In particolare il programma esamina un numero di superfici che dipende dalle impostazioni fornite e che sono riportate nella corrispondente sezione. Il processo iterativo permette di determinare il coefficiente di sicurezza di tutte le superfici analizzate. Nella descrizione dei metodi di calcolo si adotterà la seguente simbologia: l α b φ c γ u W N T E s, E d X s, X d E a, E b X E lunghezza della base della striscia angolo della base della striscia rispetto all'orizzontale larghezza della striscia b=l x cos(α) angolo di attrito lungo la base della striscia coesione lungo la base della striscia peso di volume del terreno pressione neutra peso della striscia sforzo normale alla base della striscia sforzo di taglio alla base della striscia forze normali di interstriscia a sinistra e a destra forze tangenziali di interstriscia a sinistra e a destra forze normali di interstriscia alla base ed alla sommità del pendio variazione delle forze tangenziali sulla striscia X =X d-x s variazione delle forze normali sulla striscia E =E d-e s Metodo di Bishop Il coefficiente di sicurezza nel metodo di Bishop semplificato si esprime secondo la seguente formula: dove il termine m è espresso da c i b i + (N i/cos(α i) - u i b i) tgφ i Σ i ( ) m F = Σ i W i sinα i tgφ i tgα i m = (1 + ) cosα i F In questa espressione n è il numero delle strisce considerate, b i e α i sono la larghezza e l'inclinazione della base della striscia i esima rispetto all'orizzontale, W i è il peso della striscia i esima, c i e φ i sono le caratteristiche del terreno (coesione ed angolo di attrito) lungo la base della striscia ed u i è la pressione neutra lungo la base della striscia. L'espressione del coefficiente di sicurezza di Bishop semplificato contiene al secondo membro il termine m che è funzione di F. Quindi essa viene risolta per successive approssimazioni assumendo un valore iniziale per F da inserire nell'espressione di m ed iterare fin quando il valore calcolato coincide con il valore assunto. Metodo di Spencer Il metodo di Spencer opera sulle risultanti delle forze di interstriscia Z. Il coefficiente di sicurezza nel metodo di Spencer viene determinato con procedura iterativa sulle equazioni di equilibrio alla traslazione e alla rotazione globali. Queste equazioni, nel caso di risultante delle forze esterne nulle, sono date da: Σ i [ Z i cos θ i] = 0 Σ i [ Z i sin θ i] = 0 Σ i [R Z i cos (α i - θ i)] = 0 dove Z i rappresenta la variazione della forza laterale di interstriscia risultante che ha equazione: c b i tg φ W i sin α i - - (W i cos α i - N bi) F cosα i F Z i = tg φ cos(α i - θ i) [tg (α i - θ i) + 1] F 2

5 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità ante operam L'ipotesi assunta da Spencer è che le forze laterali di interstriscia siano tutte tra loro parallele. Cioè si suppone che il loro angolo di inclinazione sia θ = cost. Attraverso questa ipotesi le equazioni alla traslazione si riducono ad un'unica equazione dalla forma: Σ i [ Z i] = 0 Inoltre l'ipotesi di superfici di scorrimento circolari permette di semplificare anche l'equazione di equilibrio alla rotazione nella forma seguente: Σ i [ Z i cos (α i - θ i] = 0 A questo punto la determinazione del coefficiente di sicurezza viene effettuata risolvendo iterativamente e separatamente le due ultime equazioni viste per un assegnato valore di θ i; in questo modo si otterrà una coppia di coefficienti di sicurezza F f ed F m di cui il primo soddisfa l'equilibrio alla traslazione, mentre il secondo soddisfa l'equilibrio alla rotazione. Questi valori non sono generalmente uguali. Si possono costruire per punti le curve F = F f(θ) ed F = F m(θ) si può ricavare il valore di θ tale che risulti: F = F f = F m Riguardo ai valori di F e di θ si può affermare che F finale ha un valore prossimo a quello ricavato nell'equazione di equilibrio alla rotazione ponendo θ = 0; mentre il valore di θ è sempre compreso tra 0 e la massima inclinazione del pendio. Metodo di Sarma Il metodo di Sarma permette di determinare un determinato valore per un'accelerazione orizzontale uniforme che sarà la causa del cedimento del pendio(accelerazione critica k). Per determinare un coefficiente di sicurezza ordinario, si opera riducendo i parametri di resistenza del terreno fino a quando si richiede un fattore di accelerazione orizzontale pari a zero. Le equazioni da prendere in considerazione sono: l'equazione di equilibrio alla traslazione orizzontale e verticale nonché l'equazione di equilibrio dei momenti. Di seguito vengono riportate le equazioni. Condizioni di equilibrio alla traslazione orizzontale e verticale: N i cos α i + T i sin α i = W i - X i T i cos α i - N i sin α i = k W i + E i Dalla prima di questa relazione insieme al criterio di Mohr-Coulomb, che mette in relazione le forze N e T: T i = (N i - U i) tan φ i + c i b i / cos α i si ottiene l'espressione per la sostituzione di entrambe le forze N e T nella seconda equazione cioè: La seconda equazione diventa: (W i - X i - c i b i tan α i + U i tan φ i sin α i) cos φ i N i = cos α i cos φ i + sin φ i sin α i (W i - X i - U i cos α i) sin φ i - c i b i cos α i T i = cos α i cos φ i + sin φ i sin α i la quale fornisce un'espressione per la massima forza sismica orizzontale che può essere sopportata KW i che è la seguente: nella quale D i ha l'espressione: kw i = D i - E i - X i tan (φ i - α i) c i b i cos φ i / cos α i + U i sin φ i D i = W i tan (φ i - α i) + cos φ i cos α i + sin φ i sin α i Tutte le grandezze contrassegnate con il pedice i sono da intendersi riferite alla striscia i-esima. A questo punto i valori ottenuti per tutte le strisce possono essere sommati per ottenere la forza sismica orizzontale totale kσw i. Fatto ciò si trova che la somma Σ E deve essere nulla. Anche Σ X deve esserlo, ma quando i termini individuali vengono moltiplicati per un diverso coefficiente si ottiene un risultato diverso da zero. Quindi: Σ X i tan (φ i - α i) + ΣkW i = ΣD i (A) L'espressione dell'equilibrio del momento rispetto al centro di gravità della massa che scivola è data da: Σ(T i cos α i - N i sin α i)(y i - y g) + Σ(N i cos α i + T i sin α i) (x i - x g) = 0 Nell'espressione x i ed y i sono le coordinate del punto medio della base della striscia. 3

6 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità ante operam Con la scelta del punto al quale è riferita l'espressione dei momenti, si annullano le somme di W e KW. Inoltre le forze di interstriscia non danno momento. La condizione del momento, tenendo conto dell'espressione (A) e della relazione di Mohr-Coulomb, può essere riscritta come: Sarma definisce ogni X nella forma: Σ X i[(y i - y g) tan (φ i - α i) + (x i - x g)] = ΣW i (x i - x g) + ΣD i (y i - y g) X = λψ i in cui ψ i è noto e Σψ i = 0. A questo punto le due equazioni che permettono la soluzione del problema sono: Da queste due equazioni si ricavano: λσψ i tan (φ i - α i) + k ΣW i = ΣD i λσψ i [(y i - y g) tan (φ i- α i) + (x i - x g)] = ΣW i (x i - x g) + ΣD i (y i - y g) ΣW i (x i - x g) + ΣD bi (y i - y g) λ = Σψ i [(y i - y g) tan (φ i - α g) + (x i - x g)] (ΣD i - λσψ bi tan (φ i - α i) k = ΣW i La funzione ψ viene definita da Sarma in funzione delle caratteristiche del terreno e dello stato tensionale locale lungo le interfacce delle strisce. 4

7 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità ante operam Dati Descrizione terreno Simbologia adottata Nr. Indice del terreno Descrizione Descrizione terreno γ Peso di volume del terreno espresso in kg/mc γ w Peso di volume saturo del terreno espresso in kg/mc φ Angolo d'attrito interno 'efficace' del terreno espresso in gradi c Coesione 'efficace' del terreno espressa in kg/cmq φ u Angolo d'attrito interno 'totale' del terreno espresso gradi Coesione 'totale' del terreno espressa in kg/cmq c u n Descrizione γ γ sat φ' c' [kg/mc] [kg/mc] [ ] [kg/cmq] 1 Terreno Terreno Terreno Profilo del piano campagna Simbologia e convenzioni di segno adottate L'ascissa è intesa positiva da sinistra verso destra e l'ordinata positiva verso l'alto. Nr. Identificativo del punto X Ascissa del punto del profilo espressa in m Y Ordinata del punto del profilo espressa in m n X Y [m] [m] Descrizione stratigrafia Simbologia e convenzioni di segno adottate Gli strati sono descritti mediante i punti di contorno (in senso antiorario) e l'indice del terreno di cui è costituito Strato N 1 costituito da terreno n 3 (Terreno 3) Coordinate dei vertici dello strato n 1 n X Y [m] [m]

8 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità ante operam Strato N 2 costituito da terreno n 1 (Terreno 1) Coordinate dei vertici dello strato n 2 n X Y [m] [m] Strato N 3 costituito da terreno n 2 (Terreno 2) Coordinate dei vertici dello strato n 3 n X Y [m] [m] Strato N 4 costituito da terreno n 3 (Terreno 3) 6

9 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità ante operam Coordinate dei vertici dello strato n 4 n X Y [m] [m] Strato N 5 costituito da terreno n 3 (Terreno 3) Coordinate dei vertici dello strato n 5 n X Y [m] [m] Descrizione falda Livello di falda n X Y [m] [m] Linea piezometrica n X Y [m] [m] Carichi sul profilo Simbologia e convenzioni di segno adottate L'ascissa è intesa positiva da sinistra verso destra. N Identificativo del sovraccarico agente Descrizione Descrizione carico Carichi distribuiti X i, X f Ascissa iniziale e finale del carico espressa in [m] Vx i, Vx f, Vy i, Vy f Intensità del carico in direzione X e Y nei punti iniziale e finale, espresse in [kg/m] Carichi distribuiti n Descrizione X i Y i X f Y f Vy i Vy f Vx i Vx f [m] [m] [m] [m] [kg/m] [kg/m] [kg/m] [kg/m] 1 Carico distribuito Carico distribuito Carico distribuito

10 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità ante operam Dati zona sismica Identificazione del sito Latitudine Longitudine Comune San Marco La Catola Provincia Foggia Regione Puglia Punti di interpolazione del reticolo Tipo di opera Tipo di costruzione Opera ordinaria Vita nominale 50 anni Classe d'uso II - Normali affollamenti e industrie non pericolose Vita di riferimento 50 anni Accelerazione al suolo a g = [m/s^2] Coefficiente di amplificazione per tipo di sottosuolo (Ss) 1.42 Coefficiente di amplificazione topografica (St) 1.20 Coefficiente riduzione (β s) 0.24 Rapporto intensità sismica verticale/orizzontale 0.50 Coefficiente di intensità sismica orizzontale (percento) k h=(a g/g*β s*st*s) = 7.47 Coefficiente di intensità sismica verticale (percento) k v=0.50 * k h = 3.74 Dati normativa Normativa : Norme Tecniche sulle Costruzioni 14/01/2008 Coefficienti parziali per le azioni o per l'effetto delle azioni: Carichi Effetto Simbologia A2 Statico A2 Sismico Permanenti Favorevole γ Gfav Permanenti Sfavorevole γ Gsfav Variabili Favorevole γ Qfav Variabili Sfavorevole γ Qsfav Coefficienti parziali per i parametri geotecnici del terreno: Parametri Simbologia M2 Statico M2 Sismico Tangente dell'angolo di attrito γ tanφ' Coesione efficace γ c' Resistenza non drenata γ cu Resistenza a compressione uniassiale γ qu Peso dell'unità di volume γ γ Coefficiente di sicurezza richiesto 1.10 Impostazioni delle superfici di rottura Superfici di rottura circolari Si considerano delle superfici di rottura circolari generate tramite la seguente maglia dei centri Origine maglia [m] X 0 = Y 0 = Passo maglia [m] dx = 5.00 dy = 5.00 Numero passi Nx = 35 Ny = 7 Raggio [m] R = Si utilizza un raggio variabile con passo dr=0.50 [m] ed un numero di incrementi pari a 30 8

11 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità ante operam Opzioni di calcolo Per l'analisi sono stati utilizzati i seguenti metodi di calcolo: - BISHOP - SPENCER - SARMA Le superfici sono state analizzate solo in condizioni sismiche. Le superfici sono state analizzate per i casi: - Parametri caratteristici [PC]; - Parametri di progetto [A2-M2] - Sisma orizzontale e Sisma verticale (verso il basso e verso l'alto) Analisi condotta in termini di tensioni efficaci Presenza di falda Presenza di carichi distribuiti Condizioni di esclusione Sono state escluse dall'analisi le superfici aventi: - lunghezza di corda inferiore a 1.00 m - freccia inferiore a 0.50 m - volume inferiore a 2.00 mc - pendenza media della superficie inferiore a 1.00 [%] Risultati analisi Numero di superfici analizzate Coefficiente di sicurezza minimo Superficie con coefficiente di sicurezza minimo 7 Quadro sintetico coefficienti di sicurezza Metodo Nr. superfici FS min S min FS max S max BISHOP SPENCER SARMA Caratteristiche delle superfici analizzate Simbologia adottata Le ascisse X sono considerate positive verso monte Le ordinate Y sono considerate positive verso l'alto N numero d'ordine della superficie cerchio C x ascissa x del centro [m] C y ordinata y del centro [m] R raggio del cerchio espresso in m x v ascissa del punto di intersezione con il profilo (valle) espresse in m x m ascissa del punto di intersezione con il profilo (monte) espresse in m V volume interessato dalla superficie espresso [mc] F s coefficiente di sicurezza caso caso di calcolo Metodo di BISHOP (B) Metodo di SPENCER (P) Metodo di SARMA (S) N Forma C x C y R x v x m V F s Caso Sisma [m] [m] [m] [m] [m] [mc] 1 C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V 9

12 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità ante operam N Forma C x C y R x v x m V F s Caso Sisma [m] [m] [m] [m] [m] [mc] (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V 10

13 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità ante operam N Forma C x C y R x v x m V F s Caso Sisma [m] [m] [m] [m] [m] [mc] (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V 11

14 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità ante operam N Forma C x C y R x v x m V F s Caso Sisma [m] [m] [m] [m] [m] [mc] (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V 12

15 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità ante operam N Forma C x C y R x v x m V F s Caso Sisma [m] [m] [m] [m] [m] [mc] (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V 13

16 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità ante operam N Forma C x C y R x v x m V F s Caso Sisma [m] [m] [m] [m] [m] [mc] (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) Analisi della superficie critica Simbologia adottata Le ascisse X sono considerate positive verso destra Le ordinate Y sono considerate positive verso l'alto Le strisce sono numerate da valle verso monte N numero d'ordine della striscia X s ascissa sinistra della striscia espressa in m Y ss ordinata superiore sinistra della striscia espressa in m Y si ordinata inferiore sinistra della striscia espressa in m X g ascissa del baricentro della striscia espressa in m Y g ordinata del baricentro della striscia espressa in m α angolo fra la base della striscia e l'orizzontale espresso (positivo antiorario) φ angolo d'attrito del terreno lungo la base della striscia c coesione del terreno lungo la base della striscia espressa in kg/cmq L sviluppo della base della striscia espressa in m(l=b/cosα) u pressione neutra lungo la base della striscia espressa in kg/cmq W peso della striscia espresso in kg Q carico applicato sulla striscia espresso in kg N sforzo normale alla base della striscia espresso in kg T sforzo tangenziale alla base della striscia espresso in kg U pressione neutra alla base della striscia espressa in kg E s, E d forze orizzontali sulla striscia a sinistra e a destra espresse in kg X s, X d forze verticali sulla striscia a sinistra e a destra espresse in kg ID Indice della superficie interessata dall'intervento Superficie n 7 Analisi della superficie 7 - coefficienti parziali caso A2M2 e sisma verso il basso Numero di strisce 22 Coordinate del centro X[m]= Y[m]= Raggio del cerchio R[m]= Intersezione a valle con il profilo topografico X v[m]= Y v[m]= Intersezione a monte con il profilo topografico X m[m]= Y m[m]= Coefficiente di sicurezza F S=

17 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità ante operam Geometria e caratteristiche strisce N X s Y ss Y si X d Y ds Y di X g Y g L α φ c [m] [m] [m] [m] [m] [m] [m] [m] [m] [ ] [ ] [kg/cmq] Forze applicate sulle strisce [BISHOP] N W Q N T U E s E d X s X d ID [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg]

18 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità ante operam N W Q N T U E s E d X s X d ID [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] Forze applicate sulle strisce [SPENCER] N W Q N T U E s E d X s X d ID [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] Forze applicate sulle strisce [SARMA] N W Q N T U E s E d X s X d ID [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg]

19 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità post operam Progetto: Intervento di consolidamento centro abitato in località Terapeutica Verifica di stabilità post operam: maglia dei centri Profilo terreno Normative di riferimento - Legge nr. 64 del 02/02/1974. Provvedimenti per le costruzioni con particolari prescrizioni per le zone sismiche. - D.M. LL.PP. del 11/03/1988. Norme tecniche riguardanti le indagini sui terreni e sulle rocce, la stabilità dei pendii naturali e delle scarpate, i criteri generali e le prescrizioni per la progettazione, l'esecuzione e il collaudo delle opere di sostegno delle terre e delle opere di fondazione. - Norme Tecniche per le Costruzioni 2008 (D.M. 14 Gennaio 2008) - Circolare 617 del 02/02/2009 Istruzioni per l'applicazione delle Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni di cui al D.M. 14 gennaio

20 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità post operam Dati Descrizione terreno Simbologia adottata Nr. Indice del terreno Descrizione Descrizione terreno γ Peso di volume del terreno espresso in kg/mc γ w Peso di volume saturo del terreno espresso in kg/mc φ Angolo d'attrito interno 'efficace' del terreno espresso in gradi c Coesione 'efficace' del terreno espressa in kg/cmq φ u Angolo d'attrito interno 'totale' del terreno espresso gradi Coesione 'totale' del terreno espressa in kg/cmq c u n Descrizione γ γ sat φ' c' [kg/mc] [kg/mc] [ ] [kg/cmq] 1 Terreno Terreno Terreno Profilo del piano campagna Simbologia e convenzioni di segno adottate L'ascissa è intesa positiva da sinistra verso destra e l'ordinata positiva verso l'alto. Nr. Identificativo del punto X Ascissa del punto del profilo espressa in m Y Ordinata del punto del profilo espressa in m n X Y [m] [m] Descrizione stratigrafia Simbologia e convenzioni di segno adottate Gli strati sono descritti mediante i punti di contorno (in senso antiorario) e l'indice del terreno di cui è costituito Strato N 1 costituito da terreno n 3 (Terreno 3) Coordinate dei vertici dello strato n 1 n X Y [m] [m]

21 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità post operam Strato N 2 costituito da terreno n 1 (Terreno 1) Coordinate dei vertici dello strato n 2 n X Y [m] [m] Strato N 3 costituito da terreno n 2 (Terreno 2) Coordinate dei vertici dello strato n 3 n X Y [m] [m]

22 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità post operam Strato N 4 costituito da terreno n 3 (Terreno 3) Coordinate dei vertici dello strato n 4 n X Y [m] [m] Strato N 5 costituito da terreno n 3 (Terreno 3) Coordinate dei vertici dello strato n 5 n X Y [m] [m] Descrizione falda Livello di falda n X Y [m] [m] Linea piezometrica n X Y [m] [m] Carichi sul profilo Simbologia e convenzioni di segno adottate L'ascissa è intesa positiva da sinistra verso destra. N Identificativo del sovraccarico agente Descrizione Descrizione carico Carichi distribuiti X i, X f Ascissa iniziale e finale del carico espressa in [m] Vx i, Vx f, Vy i, Vy f Intensità del carico in direzione X e Y nei punti iniziale e finale, espresse in [kg/m] Carichi distribuiti n Descrizione X i Y i X f Y f Vy i Vy f Vx i Vx f [m] [m] [m] [m] [kg/m] [kg/m] [kg/m] [kg/m] 1 Carico distribuito Carico distribuito Carico distribuito

23 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità post operam Interventi inseriti Numero interventi inseriti 1 Paratia di pali - Paratia di pali Grado di sicurezza desiderato a monte 1.30 Ascissa sul profilo (quota testa paratia) m Altezza totale paratia m Altezza inefficace paratia (a partire dal piede) 0.00 m Diametro pali 1.00 m Interasse pali 1.50 m Altezza cordolo 1.40 m Larghezza cordolo 1.40 m Percentuale di armatura 1.00 % Resistenza caratteristica a compressione del cls (Rbk) 300 kg/cmq Altezza di scavo 2.50 m Dati zona sismica Identificazione del sito Latitudine Longitudine Comune San Marco La Catola Provincia Foggia Regione Puglia Punti di interpolazione del reticolo Tipo di opera Tipo di costruzione Opera ordinaria Vita nominale 50 anni Classe d'uso II - Normali affollamenti e industrie non pericolose Vita di riferimento 50 anni Accelerazione al suolo a g = [m/s^2] Coefficiente di amplificazione per tipo di sottosuolo (Ss) 1.42 Coefficiente di amplificazione topografica (St) 1.20 Coefficiente riduzione (β s) 0.24 Rapporto intensità sismica verticale/orizzontale 0.50 Coefficiente di intensità sismica orizzontale (percento) k h=(a g/g*β s*st*s) = 7.47 Coefficiente di intensità sismica verticale (percento) k v=0.50 * k h = 3.74 Dati normativa Normativa : Norme Tecniche sulle Costruzioni 14/01/2008 Coefficienti parziali per le azioni o per l'effetto delle azioni: Carichi Effetto Simbologia A2 Statico A2 Sismico Permanenti Favorevole γ Gfav Permanenti Sfavorevole γ Gsfav Variabili Favorevole γ Qfav Variabili Sfavorevole γ Qsfav Coefficienti parziali per i parametri geotecnici del terreno: Parametri Simbologia M2 Statico M2 Sismico Tangente dell'angolo di attrito γ tanφ' Coesione efficace γ c' Resistenza non drenata γ cu Resistenza a compressione uniassiale γ qu Peso dell'unità di volume γ γ Coefficiente di sicurezza richiesto

24 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità post operam Impostazioni delle superfici di rottura Superfici di rottura circolari Si considerano delle superfici di rottura circolari generate tramite la seguente maglia dei centri Origine maglia [m] X 0 = Y 0 = Passo maglia [m] dx = 5.00 dy = 5.00 Numero passi Nx = 35 Ny = 7 Raggio [m] R = Si utilizza un raggio variabile con passo dr=0.50 [m] ed un numero di incrementi pari a 30 Opzioni di calcolo Per l'analisi sono stati utilizzati i seguenti metodi di calcolo: - BISHOP - SPENCER - SARMA Le superfici sono state analizzate solo in condizioni sismiche. Le superfici sono state analizzate per i casi: - Parametri caratteristici [PC]; - Parametri di progetto [A2-M2] - Sisma orizzontale e Sisma verticale (verso il basso e verso l'alto) Analisi condotta in termini di tensioni efficaci Presenza di falda Presenza di carichi distribuiti Condizioni di esclusione Sono state escluse dall'analisi le superfici aventi: - lunghezza di corda inferiore a 1.00 m - freccia inferiore a 0.50 m - volume inferiore a 2.00 mc - pendenza media della superficie inferiore a 1.00 [%] Risultati analisi Numero di superfici analizzate Coefficiente di sicurezza minimo Superficie con coefficiente di sicurezza minimo 1 Quadro sintetico coefficienti di sicurezza Metodo Nr. superfici FS min S min FS max S max BISHOP SPENCER SARMA Caratteristiche delle superfici analizzate Simbologia adottata Le ascisse X sono considerate positive verso monte Le ordinate Y sono considerate positive verso l'alto N numero d'ordine della superficie cerchio C x ascissa x del centro [m] C y ordinata y del centro [m] R raggio del cerchio espresso in m x v ascissa del punto di intersezione con il profilo (valle) espresse in m x m ascissa del punto di intersezione con il profilo (monte) espresse in m V volume interessato dalla superficie espresso [mc] F s coefficiente di sicurezza caso caso di calcolo Metodo di BISHOP (B) Metodo di SPENCER (P) Metodo di SARMA (S) 22

25 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità post operam N Forma C x C y R x v x m V F s Caso Sisma [m] [m] [m] [m] [m] [mc] 7 C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P)

26 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità post operam N Forma C x C y R x v x m V F s Caso Sisma [m] [m] [m] [m] [m] [mc] (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V 24

27 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità post operam N Forma C x C y R x v x m V F s Caso Sisma [m] [m] [m] [m] [m] [mc] (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S)

28 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità post operam Analisi della superficie critica Simbologia adottata Le ascisse X sono considerate positive verso destra Le ordinate Y sono considerate positive verso l'alto Le strisce sono numerate da valle verso monte N numero d'ordine della striscia X s ascissa sinistra della striscia espressa in m Y ss ordinata superiore sinistra della striscia espressa in m Y si ordinata inferiore sinistra della striscia espressa in m X g ascissa del baricentro della striscia espressa in m Y g ordinata del baricentro della striscia espressa in m α angolo fra la base della striscia e l'orizzontale espresso (positivo antiorario) φ angolo d'attrito del terreno lungo la base della striscia c coesione del terreno lungo la base della striscia espressa in kg/cmq L sviluppo della base della striscia espressa in m(l=b/cosα) u pressione neutra lungo la base della striscia espressa in kg/cmq W peso della striscia espresso in kg Q carico applicato sulla striscia espresso in kg N sforzo normale alla base della striscia espresso in kg T sforzo tangenziale alla base della striscia espresso in kg U pressione neutra alla base della striscia espressa in kg E s, E d forze orizzontali sulla striscia a sinistra e a destra espresse in kg X s, X d forze verticali sulla striscia a sinistra e a destra espresse in kg ID Indice della superficie interessata dall'intervento Superficie n 1 Analisi della superficie 1 - coefficienti parziali caso A2M2 e sisma verso il basso Numero di strisce 23 Coordinate del centro X[m]= Y[m]= Raggio del cerchio R[m]= Intersezione a valle con il profilo topografico X v[m]= Y v[m]= Intersezione a monte con il profilo topografico X m[m]= Y m[m]= Coefficiente di sicurezza F S=

29 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità post operam Geometria e caratteristiche strisce N X s Y ss Y si X d Y ds Y di X g Y g L α φ c [m] [m] [m] [m] [m] [m] [m] [m] [m] [ ] [ ] [kg/cmq] Forze applicate sulle strisce [BISHOP] N W Q N T U E s E d X s X d ID [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] Forze applicate sulle strisce [SPENCER] N W Q N T U E s E d X s X d ID [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg]

30 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità post operam N W Q N T U E s E d X s X d ID [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] Forze applicate sulle strisce [SARMA] N W Q N T U E s E d X s X d ID [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg]

31 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità ante operam Progetto: Intervento di consolidamento centro abitato in località Terapeutica Verifica di stabilità ante operam: maglia dei centri e retta scivolamento Descrizione metodo di calcolo La verifica alla stabilità del pendio deve fornire un coefficiente di sicurezza non inferiore a Viene usata la tecnica della suddivisione a strisce della superficie di scorrimento da analizzare. In particolare il programma esamina un numero di superfici che dipende dalle impostazioni fornite e che sono riportate nella corrispondente sezione. Il processo iterativo permette di determinare il coefficiente di sicurezza di tutte le superfici analizzate. Nella descrizione dei metodi di calcolo si adotterà la seguente simbologia: l α b φ c γ u W N T E s, E d X s, X d E a, E b X E lunghezza della base della striscia angolo della base della striscia rispetto all'orizzontale larghezza della striscia b=l x cos(α) angolo di attrito lungo la base della striscia coesione lungo la base della striscia peso di volume del terreno pressione neutra peso della striscia sforzo normale alla base della striscia sforzo di taglio alla base della striscia forze normali di interstriscia a sinistra e a destra forze tangenziali di interstriscia a sinistra e a destra forze normali di interstriscia alla base ed alla sommità del pendio variazione delle forze tangenziali sulla striscia X =X d-x s variazione delle forze normali sulla striscia E =E d-e s Metodo di Bishop Il coefficiente di sicurezza nel metodo di Bishop semplificato si esprime secondo la seguente formula: dove il termine m è espresso da c i b i + (N i/cos(α i) - u i b i) tgφ i Σ i ( ) m F = Σ i W i sinα i tgφ i tgα i m = (1 + ) cosα i F In questa espressione n è il numero delle strisce considerate, b i e α i sono la larghezza e l'inclinazione della base della striscia i esima rispetto all'orizzontale, W i è il peso della striscia i esima, c i e φ i sono le caratteristiche del terreno (coesione ed angolo di attrito) lungo la base della striscia ed u i è la pressione neutra lungo la base della striscia. L'espressione del coefficiente di sicurezza di Bishop semplificato contiene al secondo membro il termine m che è funzione di F. Quindi essa viene risolta per successive approssimazioni assumendo un valore iniziale per F da inserire nell'espressione di m ed iterare fin quando il valore calcolato coincide con il valore assunto. Metodo di Spencer Il metodo di Spencer opera sulle risultanti delle forze di interstriscia Z. Il coefficiente di sicurezza nel metodo di Spencer viene determinato con procedura iterativa sulle equazioni di equilibrio alla traslazione e alla rotazione globali. Queste equazioni, nel caso di risultante delle forze esterne nulle, sono date da: Σ i [ Z i cos θ i] = 0 Σ i [ Z i sin θ i] = 0 Σ i [R Z i cos (α i - θ i)] = 0 dove Z i rappresenta la variazione della forza laterale di interstriscia risultante che ha equazione: 29

32 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità ante operam c b i tg φ W i sin α i - - (W i cos α i - N bi) F cosα i F Z i = tg φ cos(α i - θ i) [tg (α i - θ i) + 1] F L'ipotesi assunta da Spencer è che le forze laterali di interstriscia siano tutte tra loro parallele. Cioè si suppone che il loro angolo di inclinazione sia θ = cost. Attraverso questa ipotesi le equazioni alla traslazione si riducono ad un'unica equazione dalla forma: Σ i [ Z i] = 0 Inoltre l'ipotesi di superfici di scorrimento circolari permette di semplificare anche l'equazione di equilibrio alla rotazione nella forma seguente: Σ i [ Z i cos (α i - θ i] = 0 A questo punto la determinazione del coefficiente di sicurezza viene effettuata risolvendo iterativamente e separatamente le due ultime equazioni viste per un assegnato valore di θ i; in questo modo si otterrà una coppia di coefficienti di sicurezza F f ed F m di cui il primo soddisfa l'equilibrio alla traslazione, mentre il secondo soddisfa l'equilibrio alla rotazione. Questi valori non sono generalmente uguali. Si possono costruire per punti le curve F = F f(θ) ed F = F m(θ) si può ricavare il valore di θ tale che risulti: F = F f = F m Riguardo ai valori di F e di θ si può affermare che F finale ha un valore prossimo a quello ricavato nell'equazione di equilibrio alla rotazione ponendo θ = 0; mentre il valore di θ è sempre compreso tra 0 e la massima inclinazione del pendio. Metodo di Sarma Il metodo di Sarma permette di determinare un determinato valore per un'accelerazione orizzontale uniforme che sarà la causa del cedimento del pendio(accelerazione critica k). Per determinare un coefficiente di sicurezza ordinario, si opera riducendo i parametri di resistenza del terreno fino a quando si richiede un fattore di accelerazione orizzontale pari a zero. Le equazioni da prendere in considerazione sono: l'equazione di equilibrio alla traslazione orizzontale e verticale nonché l'equazione di equilibrio dei momenti. Di seguito vengono riportate le equazioni. Condizioni di equilibrio alla traslazione orizzontale e verticale: N i cos α i + T i sin α i = W i - X i T i cos α i - N i sin α i = k W i + E i Dalla prima di questa relazione insieme al criterio di Mohr-Coulomb, che mette in relazione le forze N e T: T i = (N i - U i) tan φ i + c i b i / cos α i si ottiene l'espressione per la sostituzione di entrambe le forze N e T nella seconda equazione cioè: La seconda equazione diventa: (W i - X i - c i b i tan α i + U i tan φ i sin α i) cos φ i N i = cos α i cos φ i + sin φ i sin α i (W i - X i - U i cos α i) sin φ i - c i b i cos α i T i = cos α i cos φ i + sin φ i sin α i la quale fornisce un'espressione per la massima forza sismica orizzontale che può essere sopportata KW i che è la seguente: nella quale D i ha l'espressione: kw i = D i - E i - X i tan (φ i - α i) c i b i cos φ i / cos α i + U i sin φ i D i = W i tan (φ i - α i) + cos φ i cos α i + sin φ i sin α i Tutte le grandezze contrassegnate con il pedice i sono da intendersi riferite alla striscia i-esima. A questo punto i valori ottenuti per tutte le strisce possono essere sommati per ottenere la forza sismica orizzontale totale kσw i. Fatto ciò si trova che la somma Σ E deve 30

33 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità ante operam essere nulla. Anche Σ X deve esserlo, ma quando i termini individuali vengono moltiplicati per un diverso coefficiente si ottiene un risultato diverso da zero. Quindi: Σ X i tan (φ i - α i) + ΣkW i = ΣD i (A) L'espressione dell'equilibrio del momento rispetto al centro di gravità della massa che scivola è data da: Σ(T i cos α i - N i sin α i)(y i - y g) + Σ(N i cos α i + T i sin α i) (x i - x g) = 0 Nell'espressione x i ed y i sono le coordinate del punto medio della base della striscia. Con la scelta del punto al quale è riferita l'espressione dei momenti, si annullano le somme di W e KW. Inoltre le forze di interstriscia non danno momento. La condizione del momento, tenendo conto dell'espressione (A) e della relazione di Mohr-Coulomb, può essere riscritta come: Sarma definisce ogni X nella forma: Σ X i[(y i - y g) tan (φ i - α i) + (x i - x g)] = ΣW i (x i - x g) + ΣD i (y i - y g) X = λψ i in cui ψ i è noto e Σψ i = 0. A questo punto le due equazioni che permettono la soluzione del problema sono: Da queste due equazioni si ricavano: λσψ i tan (φ i - α i) + k ΣW i = ΣD i λσψ i [(y i - y g) tan (φ i- α i) + (x i - x g)] = ΣW i (x i - x g) + ΣD i (y i - y g) ΣW i (x i - x g) + ΣD bi (y i - y g) λ = Σψ i [(y i - y g) tan (φ i - α g) + (x i - x g)] (ΣD i - λσψ bi tan (φ i - α i) k = ΣW i La funzione ψ viene definita da Sarma in funzione delle caratteristiche del terreno e dello stato tensionale locale lungo le interfacce delle strisce. 31

34 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità ante operam Dati Descrizione terreno Simbologia adottata Nr. Indice del terreno Descrizione Descrizione terreno γ Peso di volume del terreno espresso in kg/mc γ w Peso di volume saturo del terreno espresso in kg/mc φ Angolo d'attrito interno 'efficace' del terreno espresso in gradi c Coesione 'efficace' del terreno espressa in kg/cmq φ u Angolo d'attrito interno 'totale' del terreno espresso gradi Coesione 'totale' del terreno espressa in kg/cmq c u n Descrizione γ γ sat φ' c' [kg/mc] [kg/mc] [ ] [kg/cmq] 1 Terreno Terreno Terreno Profilo del piano campagna Simbologia e convenzioni di segno adottate L'ascissa è intesa positiva da sinistra verso destra e l'ordinata positiva verso l'alto. Nr. Identificativo del punto X Ascissa del punto del profilo espressa in m Y Ordinata del punto del profilo espressa in m n X Y [m] [m] Descrizione stratigrafia Simbologia e convenzioni di segno adottate Gli strati sono descritti mediante i punti di contorno (in senso antiorario) e l'indice del terreno di cui è costituito Strato N 1 costituito da terreno n 3 (Terreno 3) Coordinate dei vertici dello strato n 1 n X Y [m] [m]

35 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità ante operam Strato N 2 costituito da terreno n 1 (Terreno 1) Coordinate dei vertici dello strato n 2 n X Y [m] [m] Strato N 3 costituito da terreno n 2 (Terreno 2) Coordinate dei vertici dello strato n 3 n X Y [m] [m]

36 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità ante operam Strato N 4 costituito da terreno n 3 (Terreno 3) Coordinate dei vertici dello strato n 4 n X Y [m] [m] Strato N 5 costituito da terreno n 3 (Terreno 3) Coordinate dei vertici dello strato n 5 n X Y [m] [m] Descrizione falda Livello di falda n X Y [m] [m] Linea piezometrica n X Y [m] [m] Carichi sul profilo Simbologia e convenzioni di segno adottate L'ascissa è intesa positiva da sinistra verso destra. N Identificativo del sovraccarico agente Descrizione Descrizione carico Carichi distribuiti X i, X f Ascissa iniziale e finale del carico espressa in [m] Vx i, Vx f, Vy i, Vy f Intensità del carico in direzione X e Y nei punti iniziale e finale, espresse in [kg/m] Carichi distribuiti n Descrizione X i Y i X f Y f Vy i Vy f Vx i Vx f [m] [m] [m] [m] [kg/m] [kg/m] [kg/m] [kg/m] 1 Carico distribuito Carico distribuito Carico distribuito

37 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità ante operam Dati zona sismica Identificazione del sito Latitudine Longitudine Comune San Marco La Catola Provincia Foggia Regione Puglia Punti di interpolazione del reticolo Tipo di opera Tipo di costruzione Opera ordinaria Vita nominale 50 anni Classe d'uso II - Normali affollamenti e industrie non pericolose Vita di riferimento 50 anni Accelerazione al suolo a g = [m/s^2] Coefficiente di amplificazione per tipo di sottosuolo (Ss) 1.42 Coefficiente di amplificazione topografica (St) 1.20 Coefficiente riduzione (β s) 0.24 Rapporto intensità sismica verticale/orizzontale 0.50 Coefficiente di intensità sismica orizzontale (percento) k h=(a g/g*β s*st*s) = 7.47 Coefficiente di intensità sismica verticale (percento) k v=0.50 * k h = 3.74 Dati normativa Normativa : Norme Tecniche sulle Costruzioni 14/01/2008 Coefficienti parziali per le azioni o per l'effetto delle azioni: Carichi Effetto Simbologia A2 Statico A2 Sismico Permanenti Favorevole γ Gfav Permanenti Sfavorevole γ Gsfav Variabili Favorevole γ Qfav Variabili Sfavorevole γ Qsfav Coefficienti parziali per i parametri geotecnici del terreno: Parametri Simbologia M2 Statico M2 Sismico Tangente dell'angolo di attrito γ tanφ' Coesione efficace γ c' Resistenza non drenata γ cu Resistenza a compressione uniassiale γ qu Peso dell'unità di volume γ γ Coefficiente di sicurezza richiesto 1.10 Impostazioni delle superfici di rottura Superfici di rottura circolari Si considerano delle superfici di rottura circolari generate tramite la seguente maglia dei centri Origine maglia [m] X 0 = Y 0 = Passo maglia [m] dx = 5.00 dy = 5.00 Numero passi Nx = 35 Ny = 7 Raggio [m] R = Si utilizza un raggio variabile con passo dr=0.50 [m] ed un numero di incrementi pari a 30 Si considerano le superfici tangenti alla retta passante per i punti Q1(38.00, 38.00) e Q2(60.00, 60.00) Opzioni di calcolo Per l'analisi sono stati utilizzati i seguenti metodi di calcolo: - BISHOP - SPENCER - SARMA 35

38 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità ante operam Le superfici sono state analizzate solo in condizioni sismiche. Le superfici sono state analizzate per i casi: - Parametri caratteristici [PC]; - Parametri di progetto [A2-M2] - Sisma orizzontale e Sisma verticale (verso il basso e verso l'alto) Analisi condotta in termini di tensioni efficaci Presenza di falda Presenza di carichi distribuiti Condizioni di esclusione Sono state escluse dall'analisi le superfici aventi: - lunghezza di corda inferiore a 1.00 m - freccia inferiore a 0.50 m - volume inferiore a 2.00 mc - pendenza media della superficie inferiore a 1.00 [%] Risultati analisi Numero di superfici analizzate Coefficiente di sicurezza minimo Superficie con coefficiente di sicurezza minimo 3 Quadro sintetico coefficienti di sicurezza Metodo Nr. superfici FS min S min FS max S max BISHOP SPENCER SARMA Caratteristiche delle superfici analizzate Simbologia adottata Le ascisse X sono considerate positive verso monte Le ordinate Y sono considerate positive verso l'alto N numero d'ordine della superficie cerchio C x ascissa x del centro [m] C y ordinata y del centro [m] R raggio del cerchio espresso in m x v ascissa del punto di intersezione con il profilo (valle) espresse in m x m ascissa del punto di intersezione con il profilo (monte) espresse in m V volume interessato dalla superficie espresso [mc] F s coefficiente di sicurezza caso caso di calcolo Metodo di BISHOP (B) Metodo di SPENCER (P) Metodo di SARMA (S) N Forma C x C y R x v x m V F s Caso Sisma [m] [m] [m] [m] [m] [mc] 1 C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S)

39 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità ante operam N Forma C x C y R x v x m V F s Caso Sisma [m] [m] [m] [m] [m] [mc] 7 C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P)

40 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità ante operam N Forma C x C y R x v x m V F s Caso Sisma [m] [m] [m] [m] [m] [mc] (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V 38

41 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità ante operam N Forma C x C y R x v x m V F s Caso Sisma [m] [m] [m] [m] [m] [mc] (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S)

42 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità ante operam N Forma C x C y R x v x m V F s Caso Sisma [m] [m] [m] [m] [m] [mc] 84 C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P)

43 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità ante operam N Forma C x C y R x v x m V F s Caso Sisma [m] [m] [m] [m] [m] [mc] (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S)

44 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità ante operam Analisi della superficie critica Simbologia adottata Le ascisse X sono considerate positive verso destra Le ordinate Y sono considerate positive verso l'alto Le strisce sono numerate da valle verso monte N numero d'ordine della striscia X s ascissa sinistra della striscia espressa in m Y ss ordinata superiore sinistra della striscia espressa in m Y si ordinata inferiore sinistra della striscia espressa in m X g ascissa del baricentro della striscia espressa in m Y g ordinata del baricentro della striscia espressa in m α angolo fra la base della striscia e l'orizzontale espresso (positivo antiorario) φ angolo d'attrito del terreno lungo la base della striscia c coesione del terreno lungo la base della striscia espressa in kg/cmq L sviluppo della base della striscia espressa in m(l=b/cosα) u pressione neutra lungo la base della striscia espressa in kg/cmq W peso della striscia espresso in kg Q carico applicato sulla striscia espresso in kg N sforzo normale alla base della striscia espresso in kg T sforzo tangenziale alla base della striscia espresso in kg U pressione neutra alla base della striscia espressa in kg E s, E d forze orizzontali sulla striscia a sinistra e a destra espresse in kg X s, X d forze verticali sulla striscia a sinistra e a destra espresse in kg ID Indice della superficie interessata dall'intervento Superficie n 3 Analisi della superficie 3 - coefficienti parziali caso A2M2 e sisma verso il basso Numero di strisce 22 Coordinate del centro X[m]= Y[m]= Raggio del cerchio R[m]= Intersezione a valle con il profilo topografico X v[m]= Y v[m]= Intersezione a monte con il profilo topografico X m[m]= Y m[m]= Coefficiente di sicurezza F S=

45 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità ante operam Geometria e caratteristiche strisce N X s Y ss Y si X d Y ds Y di X g Y g L α φ c [m] [m] [m] [m] [m] [m] [m] [m] [m] [ ] [ ] [kg/cmq] Forze applicate sulle strisce [BISHOP] N W Q N T U E s E d X s X d ID [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] Forze applicate sulle strisce [SPENCER] N W Q N T U E s E d X s X d ID [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg]

46 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità ante operam N W Q N T U E s E d X s X d ID [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] Forze applicate sulle strisce [SARMA] N W Q N T U E s E d X s X d ID [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg]

47 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità post operam Progetto: Intervento di consolidamento centro abitato in località Terapeutica Verifica di stabilità post operam: maglia dei centri e retta scivolamento Dati Descrizione terreno Simbologia adottata Nr. Indice del terreno Descrizione Descrizione terreno γ Peso di volume del terreno espresso in kg/mc γ w Peso di volume saturo del terreno espresso in kg/mc φ Angolo d'attrito interno 'efficace' del terreno espresso in gradi c Coesione 'efficace' del terreno espressa in kg/cmq φ u Angolo d'attrito interno 'totale' del terreno espresso gradi Coesione 'totale' del terreno espressa in kg/cmq c u n Descrizione γ γ sat φ' c' [kg/mc] [kg/mc] [ ] [kg/cmq] 1 Terreno Terreno Terreno Profilo del piano campagna Simbologia e convenzioni di segno adottate L'ascissa è intesa positiva da sinistra verso destra e l'ordinata positiva verso l'alto. Nr. Identificativo del punto X Ascissa del punto del profilo espressa in m Y Ordinata del punto del profilo espressa in m n X Y [m] [m] Descrizione stratigrafia Simbologia e convenzioni di segno adottate Gli strati sono descritti mediante i punti di contorno (in senso antiorario) e l'indice del terreno di cui è costituito Strato N 1 costituito da terreno n 3 (Terreno 3) Coordinate dei vertici dello strato n 1 n X Y [m] [m]

48 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità post operam n X Y [m] [m] Strato N 2 costituito da terreno n 1 (Terreno 1) Coordinate dei vertici dello strato n 2 n X Y [m] [m] Strato N 3 costituito da terreno n 2 (Terreno 2) Coordinate dei vertici dello strato n 3 n X Y [m] [m]

49 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità post operam n X Y [m] [m] Strato N 4 costituito da terreno n 3 (Terreno 3) Coordinate dei vertici dello strato n 4 n X Y [m] [m] Strato N 5 costituito da terreno n 3 (Terreno 3) Coordinate dei vertici dello strato n 5 n X Y [m] [m] Descrizione falda Livello di falda n X Y [m] [m] Linea piezometrica n X Y [m] [m]

50 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità post operam Carichi sul profilo Simbologia e convenzioni di segno adottate L'ascissa è intesa positiva da sinistra verso destra. N Identificativo del sovraccarico agente Descrizione Descrizione carico Carichi distribuiti X i, X f Ascissa iniziale e finale del carico espressa in [m] Vx i, Vx f, Vy i, Vy f Intensità del carico in direzione X e Y nei punti iniziale e finale, espresse in [kg/m] Carichi distribuiti n Descrizione X i Y i X f Y f Vy i Vy f Vx i Vx f [m] [m] [m] [m] [kg/m] [kg/m] [kg/m] [kg/m] 1 Carico distribuito Carico distribuito Carico distribuito Interventi inseriti Numero interventi inseriti 1 Paratia di pali - Paratia di pali Grado di sicurezza desiderato a monte 1.30 Ascissa sul profilo (quota testa paratia) m Altezza totale paratia m Altezza inefficace paratia (a partire dal piede) 0.00 m Diametro pali 1.00 m Interasse pali 1.50 m Altezza cordolo 1.40 m Larghezza cordolo 1.40 m Percentuale di armatura 1.00 % Resistenza caratteristica a compressione del cls (Rbk) 300 kg/cmq Altezza di scavo 2.50 m Dati zona sismica Identificazione del sito Latitudine Longitudine Comune San Marco La Catola Provincia Foggia Regione Puglia Punti di interpolazione del reticolo Tipo di opera Tipo di costruzione Opera ordinaria Vita nominale 50 anni Classe d'uso II - Normali affollamenti e industrie non pericolose Vita di riferimento 50 anni Accelerazione al suolo a g = [m/s^2] Coefficiente di amplificazione per tipo di sottosuolo (Ss) 1.42 Coefficiente di amplificazione topografica (St) 1.20 Coefficiente riduzione (β s) 0.24 Rapporto intensità sismica verticale/orizzontale 0.50 Coefficiente di intensità sismica orizzontale (percento) k h=(a g/g*β s*st*s) = 7.47 Coefficiente di intensità sismica verticale (percento) k v=0.50 * k h = 3.74 Dati normativa Normativa : Norme Tecniche sulle Costruzioni 14/01/

51 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità post operam Coefficienti parziali per le azioni o per l'effetto delle azioni: Carichi Effetto Simbologia A2 Statico A2 Sismico Permanenti Favorevole γ Gfav Permanenti Sfavorevole γ Gsfav Variabili Favorevole γ Qfav Variabili Sfavorevole γ Qsfav Coefficienti parziali per i parametri geotecnici del terreno: Parametri Simbologia M2 Statico M2 Sismico Tangente dell'angolo di attrito γ tanφ' Coesione efficace γ c' Resistenza non drenata γ cu Resistenza a compressione uniassiale γ qu Peso dell'unità di volume γ γ Coefficiente di sicurezza richiesto 1.10 Impostazioni delle superfici di rottura Superfici di rottura circolari Si considerano delle superfici di rottura circolari generate tramite la seguente maglia dei centri Origine maglia [m] X 0 = Y 0 = Passo maglia [m] dx = 5.00 dy = 5.00 Numero passi Nx = 35 Ny = 7 Raggio [m] R = Si utilizza un raggio variabile con passo dr=0.50 [m] ed un numero di incrementi pari a 30 Si considerano le superfici tangenti alla retta passante per i punti Q1(38.00, 38.00) e Q2(60.00, 60.00) Profilo terreno e retta di tangenza Opzioni di calcolo 49

52 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità post operam Per l'analisi sono stati utilizzati i seguenti metodi di calcolo: - BISHOP - SPENCER - SARMA Le superfici sono state analizzate solo in condizioni sismiche. Le superfici sono state analizzate per i casi: - Parametri caratteristici [PC]; - Parametri di progetto [A2-M2] - Sisma orizzontale e Sisma verticale (verso il basso e verso l'alto) Analisi condotta in termini di tensioni efficaci Presenza di falda Presenza di carichi distribuiti Condizioni di esclusione Sono state escluse dall'analisi le superfici aventi: - lunghezza di corda inferiore a 1.00 m - freccia inferiore a 0.50 m - volume inferiore a 2.00 mc - pendenza media della superficie inferiore a 1.00 [%] Risultati analisi Numero di superfici analizzate Coefficiente di sicurezza minimo Superficie con coefficiente di sicurezza minimo 2 Quadro sintetico coefficienti di sicurezza Metodo Nr. superfici FS min S min FS max S max BISHOP SPENCER SARMA Caratteristiche delle superfici analizzate Simbologia adottata Le ascisse X sono considerate positive verso monte Le ordinate Y sono considerate positive verso l'alto N numero d'ordine della superficie cerchio C x ascissa x del centro [m] C y ordinata y del centro [m] R raggio del cerchio espresso in m x v ascissa del punto di intersezione con il profilo (valle) espresse in m x m ascissa del punto di intersezione con il profilo (monte) espresse in m V volume interessato dalla superficie espresso [mc] F s coefficiente di sicurezza caso caso di calcolo Metodo di BISHOP (B) Metodo di SPENCER (P) Metodo di SARMA (S) N Forma C x C y R x v x m V F s Caso Sisma [m] [m] [m] [m] [m] [mc] 1 C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P)

53 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità post operam N Forma C x C y R x v x m V F s Caso Sisma [m] [m] [m] [m] [m] [mc] (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V 51

54 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità post operam N Forma C x C y R x v x m V F s Caso Sisma [m] [m] [m] [m] [m] [mc] (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S)

55 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità post operam N Forma C x C y R x v x m V F s Caso Sisma [m] [m] [m] [m] [m] [mc] 59 C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P)

56 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità post operam N Forma C x C y R x v x m V F s Caso Sisma [m] [m] [m] [m] [m] [mc] (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H-V (P) (S) C (B) [A2M2] H+V (P) (S) Analisi della superficie critica 54

57 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità post operam Simbologia adottata Le ascisse X sono considerate positive verso destra Le ordinate Y sono considerate positive verso l'alto Le strisce sono numerate da valle verso monte N numero d'ordine della striscia X s ascissa sinistra della striscia espressa in m Y ss ordinata superiore sinistra della striscia espressa in m Y si ordinata inferiore sinistra della striscia espressa in m X g ascissa del baricentro della striscia espressa in m Y g ordinata del baricentro della striscia espressa in m α angolo fra la base della striscia e l'orizzontale espresso (positivo antiorario) φ angolo d'attrito del terreno lungo la base della striscia c coesione del terreno lungo la base della striscia espressa in kg/cmq L sviluppo della base della striscia espressa in m(l=b/cosα) u pressione neutra lungo la base della striscia espressa in kg/cmq W peso della striscia espresso in kg Q carico applicato sulla striscia espresso in kg N sforzo normale alla base della striscia espresso in kg T sforzo tangenziale alla base della striscia espresso in kg U pressione neutra alla base della striscia espressa in kg E s, E d forze orizzontali sulla striscia a sinistra e a destra espresse in kg X s, X d forze verticali sulla striscia a sinistra e a destra espresse in kg ID Indice della superficie interessata dall'intervento Superficie n 2 Analisi della superficie 2 - coefficienti parziali caso A2M2 e sisma verso il basso Numero di strisce 23 Coordinate del centro X[m]= Y[m]= Raggio del cerchio R[m]= Intersezione a valle con il profilo topografico X v[m]= Y v[m]= Intersezione a monte con il profilo topografico X m[m]= Y m[m]= Coefficiente di sicurezza F S= Geometria e caratteristiche strisce N X s Y ss Y si X d Y ds Y di X g Y g L α φ c 55

58 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità post operam [m] [m] [m] [m] [m] [m] [m] [m] [m] [ ] [ ] [kg/cmq] Forze applicate sulle strisce [BISHOP] N W Q N T U E s E d X s X d ID [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] Forze applicate sulle strisce [SPENCER] N W Q N T U E s E d X s X d ID [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg]

59 Aztec Informatica s.r.l. * STAP Verifica di stabilità post operam N W Q N T U E s E d X s X d ID [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] Forze applicate sulle strisce [SARMA] N W Q N T U E s E d X s X d ID [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg] [kg]

60 Aztec Informatica s.r.l. * PAC Relazione di calcolo e verifica paratia Progetto: Intervento di consolidamento centro abitato in località Terapeutica Calcolo e verifica paratia 58

61 Aztec Informatica s.r.l. * PAC Relazione di calcolo e verifica paratia Normative di riferimento - Legge nr del 05/11/1971. Norme per la disciplina delle opere in conglomerato cementizio, normale e precompresso ed a struttura metallica. - Legge nr. 64 del 02/02/1974. Provvedimenti per le costruzioni con particolari prescrizioni per le zone sismiche. - D.M. LL.PP. del 11/03/1988. Norme tecniche riguardanti le indagini sui terreni e sulle rocce, la stabilità dei pendii naturali e delle scarpate, i criteri generali e le prescrizioni per la progettazione, l'esecuzione e il collaudo delle opere di sostegno delle terre e delle opere di fondazione. - Norme Tecniche per le Costruzioni 2008 (D.M. 14 Gennaio 2008) - Circolare 617 del 02/02/2009 Istruzioni per l'applicazione delle Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni di cui al D.M. 14 gennaio

62 Aztec Informatica s.r.l. * PAC Relazione di calcolo e verifica paratia Richiami teorici Metodo di analisi Calcolo della profondità di infissione Nel caso generale l'equilibrio della paratia è assicurato dal bilanciamento fra la spinta attiva agente da monte sulla parte fuori terra, la resistenza passiva che si sviluppa da valle verso monte nella zona interrata e la controspinta che agisce da monte verso valle nella zona interrata al di sotto del centro di rotazione. Nel caso di paratia tirantata nell'equilibrio della struttura intervengono gli sforzi dei tiranti (diretti verso monte); in questo caso, se la paratia non è sufficientemente infissa, la controspinta sarà assente. Pertanto il primo passo da compiere nella progettazione è il calcolo della profondità di infissione necessaria ad assicurare l'equilibrio fra i carichi agenti (spinta attiva, resistenza passiva, controspinta, tiro dei tiranti ed eventuali carichi esterni). Nel calcolo classico delle paratie si suppone che essa sia infinitamente rigida e che possa subire una rotazione intorno ad un punto (Centro di rotazione) posto al di sotto della linea di fondo scavo (per paratie non tirantate). Occorre pertanto costruire i diagrammi di spinta attiva e di spinta (resistenza) passiva agenti sulla paratia. A partire da questi si costruiscono i diagrammi risultanti. Nella costruzione dei diagrammi risultanti si adotterà la seguente notazione: K am K av K pm K pv diagramma della spinta attiva agente da monte diagramma della spinta attiva agente da valle sulla parte interrata diagramma della spinta passiva agente da monte diagramma della spinta passiva agente da valle sulla parte interrata. Calcolati i diagrammi suddetti si costruiscono i diagrammi risultanti D m=k pm-k av e D v=k pv-k am Questi diagrammi rappresentano i valori limiti delle pressioni agenti sulla paratia. La soluzione è ricercata per tentativi facendo variare la profondità di infissione e la posizione del centro di rotazione fino a quando non si raggiunge l'equilibrio sia alla traslazione che alla rotazione. Per mettere in conto un fattore di sicurezza nel calcolo delle profondità di infissione si può agire con tre modalità : 1. applicazione di un coefficiente moltiplicativo alla profondità di infissione strettamente necessaria per l'equilibrio 2. riduzione della spinta passiva tramite un coefficiente di sicurezza 3. riduzione delle caratteristiche del terreno tramite coefficienti di sicurezza su tan(φ) e sulla coesione Calcolo della spinte Metodo di Culmann (metodo del cuneo di tentativo) Il metodo di Culmann adotta le stesse ipotesi di base del metodo di Coulomb: cuneo di spinta a monte della parete che si muove rigidamente lungo una superficie di rottura rettilinea o spezzata (nel caso di terreno stratificato). La differenza sostanziale è che mentre Coulomb considera un terrapieno con superficie a pendenza costante e carico uniformemente distribuito (il che permette di ottenere una espressione in forma chiusa per il valore della spinta) il metodo di Culmann consente di analizzare situazioni con profilo di forma generica e carichi sia concentrati che distribuiti comunque disposti. Inoltre, rispetto al metodo di Coulomb, risulta più immediato e lineare tener conto della coesione del masso spingente. Il metodo di Culmann, nato come metodo essenzialmente grafico, si è evoluto per essere trattato mediante analisi numerica (noto in questa forma come metodo del cuneo di tentativo). I passi del procedimento risolutivo sono i seguenti: - si impone una superficie di rottura (angolo di inclinazione ρ rispetto all'orizzontale) e si considera il cuneo di spinta delimitato dalla superficie di rottura stessa, dalla parete su cui si calcola la spinta e dal profilo del terreno; - si valutano tutte le forze agenti sul cuneo di spinta e cioè peso proprio (W), carichi sul terrapieno, resistenza per attrito e per coesione lungo la superficie di rottura (R e C) e resistenza per coesione lungo la parete (A); - dalle equazioni di equilibrio si ricava il valore della spinta S sulla parete. Questo processo viene iterato fino a trovare l'angolo di rottura per cui la spinta risulta massima nel caso di spinta attiva e minima nel caso di spinta passiva. Le pressioni sulla parete di spinta si ricavano derivando l'espressione della spinta S rispetto all'ordinata z. Noto il diagramma delle pressioni si ricava il punto di applicazione della spinta. Spinta in presenza di falda Nel caso in cui a monte della parete sia presente la falda il diagramma delle pressioni risulta modificato a causa della sottospinta che l'acqua esercita sul terreno. Il peso di volume del terreno al di sopra della linea di falda non subisce variazioni. Viceversa al di sotto del livello di falda va considerato il peso di volume efficace γ' = γ sat - γ w dove γ sat è il peso di volume saturo del terreno (dipendente dall'indice dei pori) e γ w è il peso specifico dell'acqua. Quindi il diagramma delle pressioni al di sotto della linea di falda ha una pendenza minore. Al diagramma così ottenuto va sommato il diagramma triangolare legato alla pressione esercitata dall'acqua. 60

63 Aztec Informatica s.r.l. * PAC Relazione di calcolo e verifica paratia Il regime di filtrazione della falda può essere idrostatico o idrodinamico. Nell'ipotesi di regime idrostatico sia la falda di monte che di valle viene considerata statica, la pressione in un punto a quota h al di sotto della linea freatica sarà dunque pari a: γ w x h Nell'ipotesi di regime idrodinamico la falda viene considerata idrodinamica, la pressione in un punto a profondità h m dalla linea freatica se calcolata da monte risulterà pari a: γ w x h m x (1-i) oppure, se calcolata da valle, la pressione in un punto a profondità h v dalla linea freatica da valle risulterà pari a: γ w x h v x (1+i). Il valore della pressione al piede della paratia in regime idrodinamico coincide sia se calcolata da monte che da valle. i rappresenta il gradiente idraulico nell ipotesi di filtrazione monodimensionale. Spinta in presenza di sisma Per tenere conto dell'incremento di spinta dovuta al sisma si fa riferimento al metodo di Mononobe-Okabe (cui fa riferimento la Normativa Italiana). Il metodo di Mononobe-Okabe considera nell'equilibrio del cuneo spingente la forza di inerzia dovuta al sisma. Indicando con W il peso del cuneo e con C il coefficiente di intensità sismica la forza di inerzia valutata come F i = W*C Indicando con S la spinta calcolata in condizioni statiche e con S s la spinta totale in condizioni sismiche l'incremento di spinta è ottenuto come DS= S- S s L'incremento di spinta viene applicato a 1/3 dell'altezza della parete stessa(diagramma triangolare con vertice in alto). Analisi ad elementi finiti La paratia è considerata come una struttura a prevalente sviluppo lineare (si fa riferimento ad un metro di larghezza) con comportamento a trave. Come caratteristiche geometriche della sezione si assume il momento d'inerzia I e l'area A per metro lineare di larghezza della paratia. Il modulo elastico è quello del materiale utilizzato per la paratia. La parte fuori terra della paratia è suddivisa in elementi di lunghezza pari a circa 5 centimetri e più o meno costante per tutti gli elementi. La suddivisione è suggerita anche dalla eventuale presenza di tiranti, carichi e vincoli. Infatti questi elementi devono capitare in corrispondenza di un nodo. Nel caso di tirante è inserito un ulteriore elemento atto a schematizzarlo. Detta L la lunghezza libera del tirante, A f l'area di armatura nel tirante ed E s il modulo elastico dell'acciaio è inserito un elemento di lunghezza pari ad L, area A f, inclinazione pari a quella del tirante e modulo elastico E s. La parte interrata della paratia è suddivisa in elementi di lunghezza, come visto sopra, pari a circa 5 centimetri. I carichi agenti possono essere di tipo distribuito (spinta della terra, diagramma aggiuntivo di carico, spinta della falda, diagramma di spinta sismica) oppure concentrati. I carichi distribuiti sono riportati sempre come carichi concentrati nei nodi (sotto forma di reazioni di incastro perfetto cambiate di segno). Schematizzazione del terreno La modellazione del terreno si rifà al classico schema di Winkler. Esso è visto come un letto di molle indipendenti fra di loro reagenti solo a sforzo assiale di compressione. La rigidezza della singola molla è legata alla costante di sottofondo orizzontale del terreno (costante di Winkler). La costante di sottofondo, k, è definita come la pressione unitaria che occorre applicare per ottenere uno spostamento unitario. Dimensionalmente è espressa quindi come rapporto fra una pressione ed uno spostamento al cubo [F/L 3 ]. È evidente che i risultati sono tanto migliori quanto più è elevato il numero delle molle che schematizzano il terreno. Se (m è l'interasse fra le molle (in cm) e b è la larghezza della paratia in direzione longitudinale (b=100 cm) occorre ricavare l'area equivalente, A m, della molla (a cui si assegna una lunghezza pari a 100 cm). Indicato con E m il modulo elastico del materiale costituente la paratia (in Kg/cm 2 ), l'equivalenza, in termini di rigidezza, si esprime come k m A m=10000 x E m Per le molle di estremità, in corrispondenza della linea di fondo scavo ed in corrispondenza dell'estremità inferiore della paratia, si assume una area equivalente dimezzata. Inoltre, tutte le molle hanno, ovviamente, rigidezza flessionale e tagliante nulla e sono vincolate all'estremità alla traslazione. Quindi la matrice di rigidezza di tutto il sistema paratia-terreno sarà data dall'assemblaggio delle matrici di rigidezza degli elementi della paratia (elementi a rigidezza flessionale, tagliante ed assiale), delle matrici di rigidezza dei tiranti (solo rigidezza assiale) e delle molle (rigidezza assiale). 61

64 Aztec Informatica s.r.l. * PAC Relazione di calcolo e verifica paratia Modalità di analisi e comportamento elasto-plastico del terreno A questo punto vediamo come è effettuata l'analisi. Un tipo di analisi molto semplice e veloce sarebbe l'analisi elastica (peraltro disponibile nel programma PAC). Ma si intuisce che considerare il terreno con un comportamento infinitamente elastico è una approssimazione alquanto grossolana. Occorre quindi introdurre qualche correttivo che meglio ci aiuti a modellare il terreno. Fra le varie soluzioni possibili una delle più praticabili e che fornisce risultati soddisfacenti è quella di considerare il terreno con comportamento elasto-plastico perfetto. Si assume cioè che la curva sforzi-deformazioni del terreno abbia andamento bilatero. Rimane da scegliere il criterio di plasticizzazione del terreno (molle). Si può fare riferimento ad un criterio di tipo cinematico: la resistenza della molla cresce con la deformazione fino a quando lo spostamento non raggiunge il valore X max; una volta superato tale spostamento limite non si ha più incremento di resistenza all'aumentare degli spostamenti. Un altro criterio può essere di tipo statico: si assume che la molla abbia una resistenza crescente fino al raggiungimento di una pressione p max. Tale pressione p max può essere imposta pari al valore della pressione passiva in corrispondenza della quota della molla. D'altronde un ulteriore criterio si può ottenere dalla combinazione dei due descritti precedentemente: plasticizzazione o per raggiungimento dello spostamento limite o per raggiungimento della pressione passiva. Dal punto di vista strettamente numerico è chiaro che l'introduzione di criteri di plasticizzazione porta ad analisi di tipo non lineare (non linearità meccaniche). Questo comporta un aggravio computazionale non indifferente. L'entità di tale aggravio dipende poi dalla particolare tecnica adottata per la soluzione. Nel caso di analisi elastica lineare il problema si risolve immediatamente con la soluzione del sistema fondamentale (K matrice di rigidezza, u vettore degli spostamenti nodali, p vettore dei carichi nodali) Ku=p Un sistema non lineare, invece, deve essere risolto mediante un'analisi al passo per tener conto della plasticizzazione delle molle. Quindi si procede per passi di carico, a partire da un carico iniziale p0, fino a raggiungere il carico totale p. Ogni volta che si incrementa il carico si controllano eventuali plasticizzazioni delle molle. Se si hanno nuove plasticizzazioni la matrice globale andrà riassemblata escludendo il contributo delle molle plasticizzate. Il procedimento descritto se fosse applicato in questo modo sarebbe particolarmente gravoso (la fase di decomposizione della matrice di rigidezza è particolarmente onerosa). Si ricorre pertanto a soluzioni più sofisticate che escludono il riassemblaggio e la decomposizione della matrice, ma usano la matrice elastica iniziale (metodo di Riks). Senza addentrarci troppo nei dettagli diremo che si tratta di un metodo di Newton-Raphson modificato e ottimizzato. L'analisi condotta secondo questa tecnica offre dei vantaggi immediati. Essa restituisce l'effettiva deformazione della paratia e le relative sollecitazioni; dà informazioni dettagliate circa la deformazione e la pressione sul terreno. Infatti la deformazione è direttamente leggibile, mentre la pressione sarà data dallo sforzo nella molla diviso per l'area di influenza della molla stessa. Sappiamo quindi quale è la zona di terreno effettivamente plasticizzato. Inoltre dalle deformazioni ci si può rendere conto di un possibile meccanismo di rottura del terreno. Analisi per fasi di scavo L'analisi della paratia per fasi di scavo consente di ottenere informazioni dettagliate sullo stato di sollecitazione e deformazione dell'opera durante la fase di realizzazione. In ogni fase lo stato di sollecitazione e di deformazione dipende dalla 'storia' dello scavo (soprattutto nel caso di paratie tirantate o vincolate). Definite le varie altezze di scavo (in funzione della posizione di tiranti, vincoli, o altro) si procede per ogni fase al calcolo delle spinte inserendo gli elementi (tiranti, vincoli o carichi) attivi per quella fase, tendendo conto delle deformazioni dello stato precedente. Ad esempio, se sono presenti dei tiranti passivi si inserirà nell'analisi della fase la 'molla' che lo rappresenta. Indicando con u ed u 0 gli spostamenti nella fase attuale e nella fase precedente, con s ed s 0 gli sforzi nella fase attuale e nella fase precedente e con K la matrice di rigidezza della 'struttura' la relazione sforzi-deformazione è esprimibile nella forma s=s 0+K(u-u 0) In sostanza analizzare la paratia per fasi di scavo oppure 'direttamente' porta a risultati abbastanza diversi sia per quanto riguarda lo stato di deformazione e sollecitazione dell'opera sia per quanto riguarda il tiro dei tiranti. Verifica alla stabilità globale La verifica alla stabilità globale del complesso paratia+terreno deve fornire un coefficiente di sicurezza non inferiore a È usata la tecnica della suddivisione a strisce della superficie di scorrimento da analizzare. La superficie di scorrimento è supposta circolare. In particolare il programma esamina, per un dato centro 3 cerchi differenti: un cerchio passante per la linea di fondo scavo, un cerchio passante per il piede della paratia ed un cerchio passante per il punto medio della parte interrata. Si determina il minimo coefficiente di sicurezza su una maglia di centri di dimensioni 10x10 posta in prossimità della sommità della paratia. Il numero di strisce è pari a 50. Si adotta per la verifica di stabilità globale il metodo di Bishop. Il coefficiente di sicurezza nel metodo di Bishop si esprime secondo la seguente formula: dove il termine m è espresso da c ib i+(w i-u ib i)tgφ i Σ i ( ) m η = Σ iw isinα i 62

65 Aztec Informatica s.r.l. * PAC Relazione di calcolo e verifica paratia tgφ itgα i m = (1 + ) cosα i η In questa espressione n è il numero delle strisce considerate, b i e α i sono la larghezza e l'inclinazione della base della striscia i esima rispetto all'orizzontale, W i è il peso della striscia i esima, c i e φ i sono le caratteristiche del terreno (coesione ed angolo di attrito) lungo la base della striscia ed u i è la pressione neutra lungo la base della striscia. L'espressione del coefficiente di sicurezza di Bishop contiene al secondo membro il termine m che è funzione di η. Quindi essa è risolta per successive approsimazioni assumendo un valore iniziale per η da inserire nell'espressione di m ed iterare finquando il valore calcolato coincide con il valore assunto. Verifiche idrauliche Verifica a sifonamento Per la verifica a sifonamento si utilizza il metodo del gradiente idraulico critico. Il coefficiente di sicurezza nei confronti del sifonamento è dato dal rapporto tra il gradiente critico i C e il gradiente idraulico di efflusso i E. FS SIF = i C / i E. Il gradiente idraulico critico è dato dal rapporto tra il peso efficace medio γ m del terreno interessato da filtrazione ed il peso dell acqua γ w. i C = γ m / γ w. Il gradiente idraulico di efflusso è dato dal rapporto tra la differenza di carico H e la lunghezza della linea di flusso L. Il moto di filtrazione è assunto essere monodimensionale. i E = H / L. Verifica a sollevamento del fondo scavo Per la verifica a sollevamento si utilizza il metodo di Terzaghi. Il coefficiente di sicurezza nei fenomeni di sollevamento del fondo scavo deriva da considerazioni di equilibrio verticale di una porzione di terreno a valle della paratia soggetta a tale fenomeno. Secondo Terzaghi il volume interessato da sollevamento ha profondità D e larghezza D/2. D rappresenta la profondità di infissione della paratia. Il coefficiente di sicurezza è dato dal rapporto tra il peso del volume di terreno sopra descritto W e la pressione idrica al piede della paratia U dovuta dalla presenza di una falda in moto idrodinamico. FS SCAVO = W / U. La pressione idrodinamica è calcolata nell ipotesi di filtrazione monodimensionale. 63

66 Aztec Informatica s.r.l. * PAC Relazione di calcolo e verifica paratia Dati Geometria paratia Tipo paratia: Paratia di pali Altezza fuori terra 2.00 [m] Profondità di infissione [m] Altezza totale della paratia [m] Lunghezza paratia [m] Numero di file di pali 2 Interasse fra le file di pali 0.80 [m] Interasse fra i pali della fila 3.00 [m] Diametro dei pali [cm] Numero totale di pali 21 Numero di pali per metro lineare 0.68 Geometria cordoli Simbologia adottata n numero d'ordine del cordolo Y posizione del cordolo sull'asse della paratia espresso in [m] Cordoli in calcestruzzo B Base della sezione del cordolo espresso in [cm] H Altezza della sezione del cordolo espresso in [cm] Cordoli in acciaio A Area della sezione in acciaio del cordolo espresso in [cmq] W Modulo di resistenza della sezione del c ordolo espresso in [cm^3] N Y Tipo B H A W [m] [cm] [cm] [cmq] [cm^3] Calcestruzzo Geometria profilo terreno Simbologia adottata e sistema di riferimento (Sistema di riferimento con origine in testa alla paratia, ascissa X positiva verso monte, ordinata Y positiva verso l'alto) N numero ordine del punto X ascissa del punto espressa in [m] Y ordinata del punto espressa in [m] A inclinazione del tratto espressa in [ ] Profilo di monte N X Y A [m] [m] [ ] Profilo di valle N X Y A [m] [m] [ ]

67 Aztec Informatica s.r.l. * PAC Relazione di calcolo e verifica paratia Descrizione terreni Simbologia adottata n numero d'ordine Descrizione Descrizione del terreno peso di volume del terreno espresso in [kg/mc] sat peso di volume saturo del terreno espresso [kg/mc] angolo d'attrito interno del terreno espresso in [ ] angolo d'attrito terreno/paratia espresso in [ ] c coesione del terreno espressa in [kg/cmq] N Descrizione γ γ sat φ δ c [kg/mc] [kg/mc] [ ] [ ] [kg/cmq] 1 Terreno Terreno Terreno Descrizione stratigrafia Simbologia adottata n numero d'ordine dello strato a partire dalla sommità della paratia sp spessore dello strato in corrispondenza dell'asse della paratia espresso in [m] kw costante di Winkler orizzontale espressa in Kg/cm2/cm inclinazione dello strato espressa in GRADI( ) (M: strato di monte V:strato di valle) Terreno Terreno associato allo strato (M: strato di monte V:strato di valle) N sp α M α V Kw M Kw V Terreno M Terreno V [m] [ ] [ ] [kg/cmq/cm] [kg/cmq/cm] Terreno 1 Terreno Terreno 2 Terreno Terreno 2 Terreno Terreno 2 Terreno Terreno 3 Terreno Terreno 3 Terreno 3 Falda Profondità della falda a monte rispetto alla sommità della paratia 5.00 [m] Profondità della falda a valle rispetto alla sommità della paratia 6.00 [m] Regime delle pressioni neutre: Idrodinamico Caratteristiche materiali utilizzati Simbologia adottata cls Peso specifico cls, espresso in [kg/mc] Classe cls Classe di appartenenza del calcestruzzo Rck Rigidezza cubica caratteristica, espressa in [kg/cmq] E Modulo elastico, espresso in [kg/cmq] Acciaio Tipo di acciaio n Coeff. di omogeneizzazione acciaio-calcestruzzo Descrizione γ cls Classe cls Rck E Acciaio n [kg/mc] [kg/cmq] [kg/cmq] Paratia 2500 C25/ B450C Cordolo/Muro 2500 C25/ B450C Coeff. di omogeneizzazione cls teso/compresso

68 Aztec Informatica s.r.l. * PAC Relazione di calcolo e verifica paratia Condizioni di carico Simbologia e convenzioni adottate Le ascisse dei punti di applicazione del carico sono espresse in [m] rispetto alla testa della paratia Le ordinate dei punti di applicazione del carico sono espresse in [m] rispetto alla testa della paratia F x Forza orizzontale espressa in [kg], positiva da monte verso valle F y Forza verticale espressa in [kg], positiva verso il basso M Momento espresso in [kgm], positivo ribaltante Q i, Q f Intensità dei carichi distribuiti sul profilo espresse in [kg/mq] V i, V s Intensità dei carichi distribuiti sulla paratia espresse in [kg/mq], positivi da monte verso valle R Risultante carico distribuito sulla paratia espressa in [kg] Condizione n 1 Carico distribuito sul profilo X i = 5.00 X f = Q i = 1000 Q f = 1000 Condizione n 2 Carico distribuito sul profilo X i = 5.00 X f = Q i = 2000 Q f = 2000 Combinazioni di carico Nella tabella sono riportate le condizioni di carico di ogni combinazione con il relativo coefficiente di partecipazione. Combinazione n 1 [A1-M1] Combinazione n 2 [A1-M1 S] Nome condizione γ Coeff. part. Spinta terreno 1.30 Condizione 1 (Condizione 1) Condizione 2 (Condizione 2) Combinazione n 3 [A2-M2] Nome condizione γ Coeff. part. Spinta terreno 1.00 Condizione 1 (Condizione 1 / sisma V+) Combinazione n 4 [A2-M2 S] Nome condizione γ Coeff. part. Spinta terreno 1.00 Condizione 1 (Condizione 1) Condizione 2 (Condizione 2) Combinazione n 5 [SLER] Nome condizione γ Coeff. part. Spinta terreno 1.00 Condizione 1 (Condizione 1 / sisma V+) Combinazione n 6 [SLEF] Nome condizione γ Coeff. part. Spinta terreno 1.00 Condizione 1 (Condizione 1) Condizione 2 (Condizione 2) Nome condizione γ Coeff. part. Spinta terreno 1.00 Condizione 1 (Condizione 1) Condizione 2 (Condizione 2) Combinazione n 7 [SLEQ] Nome condizione γ Coeff. part. Spinta terreno 1.00 Condizione 1 (Condizione 1) Combinazione n 8 [SLEQ S] Nome condizione γ Coeff. part. Spinta terreno 1.00 Condizione 1 (Condizione 1 / sisma V+)

69 Aztec Informatica s.r.l. * PAC Relazione di calcolo e verifica paratia Impostazioni di progetto Spinte e verifiche secondo : Norme Tecniche sulle Costruzioni 14/01/2008 Coefficienti parziali per le azioni o per l'effetto delle azioni: Statici Sismici Carichi Effetto A1 A2 A1 A2 Permanenti Favorevole γ Gfav Permanenti Sfavorevole γ Gsfav Permanenti ns Favorevole γ Gfav Permanenti ns Sfavorevole γ Gsfav Variabili Favorevole γ Qfav Variabili Sfavorevole γ Qsfav Variabili da traffico Favorevole γ Qfav Variabili da traffico Sfavorevole γ Qsfav Coefficienti parziali per i parametri geotecnici del terreno: Statici Sismici Parametri M1 M2 M1 M2 Tangente dell'angolo di attrito γ tanφ' Coesione efficace γ c' Resistenza non drenata γ cu Resistenza a compressione uniassiale γ qu Peso dell'unità di volume γ γ Verifica materiali : Stato Limite Impostazioni verifiche SLU Coefficienti parziali per resistenze di calcolo dei materiali Coefficiente di sicurezza calcestruzzo 1.50 Coefficiente di sicurezza acciaio 1.15 Fattore riduzione da resistenza cubica a cilindrica 0.83 Fattore di riduzione per carichi di lungo periodo 0.85 Coefficiente di sicurezza per la sezione 1.00 Verifica Taglio - Metodo dell'inclinazione variabile del traliccio V Rd=[0.18*k*(100.0*ρ l*fck) 1/3 /γ c+0.15*σ cp]*bw*d>(vmin+0.15*σ cp)*b w*d V Rsd=0.9*d*A sw/s*fyd*(ctgα+ctgθ)*sinα V Rcd=0.9*d*b w*α c*fcd'*(ctg(θ)+ctg(α)/(1.0+ctgθ 2 ) con: d altezza utile sezione [mm] b w larghezza minima sezione [mm] σ cp tensione media di compressione [N/mmq] ρ l rapporto geometrico di armatura A sw area armatuta trasversale [mmq] s interasse tra due armature trasversali consecutive [mm] α c coefficiente maggiorativo, funzione di fcd e σ cp fcd'=0.5*fcd k=1+(200/d) 1/2 vmin=0.035*k 3/2 *fck 1/2 Impostazioni verifiche SLE Condizioni ambientali Ordinarie Armatura ad aderenza migliorata Sensibilità delle armature Poco sensibile Valori limite delle aperture delle fessure w 1 = 0.20 w 2 = 0.30 w 3 = 0.40 Metodo di calcolo aperture delle fessure NTC I Formulazione Verifica delle tensioni Combinazione di carico Rara σ c < 0.60 f ck - σ f < 0.80 f yk Quasi permanente σ c < 0.45 f ck 67

70 Aztec Informatica s.r.l. * PAC Relazione di calcolo e verifica paratia Impostazioni di analisi Analisi per Combinazioni di Carico. Rottura del terreno: Pressione passiva Influenza δ (angolo di attrito terreno-paratia): Nel calcolo del coefficiente di spinta attiva Ka e nell'inclinazione della spinta attiva (non viene considerato per la spinta passiva) Stabilità globale: Metodo di Bishop Impostazioni analisi sismica Identificazione del sito Latitudine Longitudine Comune San Marco La Catola Provincia Foggia Regione Puglia Punti di interpolazione del reticolo Tipo di opera Tipo di costruzione Opera ordinaria Vita nominale 50 anni Classe d'uso II - Normali affollamenti e industrie non pericolose Vita di riferimento 50 anni Combinazioni/Fase SLU SLE Accelerazione al suolo [m/s^2] Massimo fattore amplificazione spettro orizzontale F Periodo inizio tratto spettro a velocità costante Tc* Coefficiente di amplificazione topografica (St) Coefficiente di amplificazione per tipo di sottosuolo (Ss) Coefficiente di riduzione per tipo di sottosuolo (α) Spostamento massimo senza riduzione di resistenza Us [m] Coefficiente di riduzione per spostamento massimo (β) Coefficiente di intensità sismica (percento) Rapporto intensità sismica verticale/orizzontale (kv) 0.00 Influenza sisma nella spinta attiva da monte Forma diagramma incremento sismico : Triangolare con vertice in alto. 68

71 Aztec Informatica s.r.l. * PAC Relazione di calcolo e verifica paratia Analisi della spinta Pressioni terreno Simbologia adottata Sono riportati i valori delle pressioni in corrispondenza delle sezioni di calcolo Y ordinata rispetto alla testa della paratia espressa in [m] e positiva verso il basso. Le pressioni sono tutte espresse in [kg/mq] σ am sigma attiva da monte σ av sigma attiva da valle σ pm sigma passiva da monte σ pv sigma passiva da valle δ a inclinazione spinta attiva espressa in [ ] δ p inclinazione spinta passiva espressa in [ ] Combinazione n 1 n Y σ am σ av σ pm σ pv δ a δ p [m] [kg/mq] [kg/mq] [kg/mq] [kg/mq] [ ] [ ] Combinazione n 2 n Y σ am σ av σ pm σ pv δ a δ p [m] [kg/mq] [kg/mq] [kg/mq] [kg/mq] [ ] [ ] Combinazione n 3 n Y σ am σ av σ pm σ pv δ a δ p [m] [kg/mq] [kg/mq] [kg/mq] [kg/mq] [ ] [ ]

72 Aztec Informatica s.r.l. * PAC Relazione di calcolo e verifica paratia n Y σ am σ av σ pm σ pv δ a δ p [m] [kg/mq] [kg/mq] [kg/mq] [kg/mq] [ ] [ ] Combinazione n 4 n Y σ am σ av σ pm σ pv δ a δ p [m] [kg/mq] [kg/mq] [kg/mq] [kg/mq] [ ] [ ] Combinazione n 5 n Y σ am σ av σ pm σ pv δ a δ p [m] [kg/mq] [kg/mq] [kg/mq] [kg/mq] [ ] [ ] Combinazione n 6 n Y σ am σ av σ pm σ pv δ a δ p [m] [kg/mq] [kg/mq] [kg/mq] [kg/mq] [ ] [ ]

73 Aztec Informatica s.r.l. * PAC Relazione di calcolo e verifica paratia n Y σ am σ av σ pm σ pv δ a δ p [m] [kg/mq] [kg/mq] [kg/mq] [kg/mq] [ ] [ ] Combinazione n 7 n Y σ am σ av σ pm σ pv δ a δ p [m] [kg/mq] [kg/mq] [kg/mq] [kg/mq] [ ] [ ] Combinazione n 8 n Y σ am σ av σ pm σ pv δ a δ p [m] [kg/mq] [kg/mq] [kg/mq] [kg/mq] [ ] [ ]

74 Aztec Informatica s.r.l. * PAC Relazione di calcolo e verifica paratia Analisi della paratia L'analisi è stata eseguita per combinazioni di carico La paratia è analizzata con il metodo degli elementi finiti. Essa è discretizzata in 40 elementi fuori terra e 320 elementi al di sotto della linea di fondo scavo. Le molle che simulano il terreno hanno un comportamento elastoplastico: una volta raggiunta la pressione passiva non reagiscono ad ulteriori incremento di carico. Altezza fuori terra della paratia 2.00 [m] Profondità di infissione [m] Altezza totale della paratia [m] Forze agenti sulla paratia Tutte le forze si intendono positive se dirette da monte verso valle. Esse sono riferite ad un metro di larghezza della paratia. Le Y hanno come origine la testa della paratia, e sono espresse in [m] Simbologia adottata n Indice della Combinazione/Fase Tipo Tipo della Combinazione/Fase Pa Spinta attiva, espressa in [kg] Is Incremento sismico della spinta, espressa in [kg] Pw Spinta della falda, espressa in [kg] Pp Resistenza passiva, espressa in [kg] Pc Controspinta, espressa in [kg] n Tipo Pa Y Pa Is Y Is Pw Y Pw Pp Y Pp Pc Y Pc [kg] [m] [kg] [m] [kg] [m] [kg] [m] [kg] [m] 1 [A1-M1] [A1-M1 S] [A2-M2] [A2-M2 S] [SLER] [SLEF] [SLEQ] [SLEQ S] Simbologia adottata n Indice della Combinazione/Fase Tipo Tipo della Combinazione/Fase Rc Risultante carichi esterni applicati, espressa in [kg] Rt Risultante delle reazioni dei tiranti (componente orizzontale), espressa in [kg] Rv Risultante delle reazioni dei vincoli, espressa in [kg] Rp Risultante delle reazioni dei puntoni, espressa in [kg] n Tipo Rc Y Rc Rt Y Rt Rv Y Rv Rp Y Rp 1 [A1-M1] [A1-M1 S] [A2-M2] [A2-M2 S] [SLER] [SLEF] [SLEQ] [SLEQ S] Simbologia adottata n Indice della Combinazione/Fase Tipo Tipo della Combinazione/Fase PNUL Punto di nullo del diagramma, espresso in [m] PINV Punto di inversione del diagramma, espresso in [m] CROT Punto Centro di rotazione, espresso in [m] MP Percentuale molle plasticizzate, espressa in [%] R/RMAX Rapporto tra lo sforzo reale nelle molle e lo sforzo che le molle sarebbero in grado di esplicare, espresso in [%] Pp Portanza di punta, espressa in [kg] n Tipo P NUL P INV C ROT MP R/R MAX Pp 1 [A1-M1] [A1-M1 S] [A2-M2] [A2-M2 S] [SLER] [SLEF] [SLEQ] [SLEQ S]

75 Aztec Informatica s.r.l. * PAC Relazione di calcolo e verifica paratia Pressioni orizzontali agenti sulla paratia Simbologia adottata N numero d'ordine della sezione Y ordinata della sezione espressa in [m] P pressione sulla paratia espressa in [kg/mq] positiva da monte verso valle Diagramma delle pressioni Combinazione n 1 N Y P [m] [kg] N Y P [m] [kg]

76 Aztec Informatica s.r.l. * PAC Relazione di calcolo e verifica paratia N Y P [m] [kg] Combinazione n 2 N Y P [m] [kg] N Y P [m] [kg] Combinazione n 3 N Y P [m] [kg]

77 Aztec Informatica s.r.l. * PAC Relazione di calcolo e verifica paratia N Y P [m] [kg] Combinazione n 4 N Y P [m] [kg] N Y P [m] [kg] Combinazione n 5 N Y P [m] [kg]

78 Aztec Informatica s.r.l. * PAC Relazione di calcolo e verifica paratia N Y P [m] [kg] Combinazione n 6 N Y P [m] [kg] N Y P [m] [kg] Combinazione n 7 N Y P [m] [kg]

79 Aztec Informatica s.r.l. * PAC Relazione di calcolo e verifica paratia N Y P [m] [kg] Combinazione n 8 N Y P [m] [kg] N Y P [m] [kg]

80 Aztec Informatica s.r.l. * PAC Relazione di calcolo e verifica paratia Valori massimi e minimi sollecitazioni per metro di paratia Simbologia adottata n Indice della combinazione/fase Tipo Tipo della combinazione/fase Y ordinata della sezione rispetto alla testa espressa in [m] M momento flettente massimo e minimo espresso in [kgm] N sforzo normale massimo e minimo espresso in [kg] (positivo di compressione) T taglio massimo e minimo espresso in [kg] n Tipo M Y M T Y T N Y N [kgm] [m] [kg] [m] [kg] [m] 1 [A1-M1] MAX MIN 2 [A1-M1 S] MAX MIN 3 [A2-M2] MAX MIN 4 [A2-M2 S] MAX MIN 5 [SLER] MAX MIN 6 [SLEF] MAX MIN 7 [SLEQ] MAX MIN 8 [SLEQ S] MAX MIN 78

81 Aztec Informatica s.r.l. * PAC Relazione di calcolo e verifica paratia Spostamenti massimi e minimi della paratia Simbologia adottata n Indice della combinazione/fase Tipo Tipo della combinazione/fase Y ordinata della sezione rispetto alla testa della paratia espressa in [m] U spostamento orizzontale massimo e minimo espresso in [cm] positivo verso valle V spostamento verticale massimo e minimo espresso in [cm] positivo verso il basso n Tipo U Y U V Y V [cm] [m] [cm] [m] 1 [A1-M1] MAX MIN 2 [A1-M1 S] MAX MIN 3 [A2-M2] MAX MIN 4 [A2-M2 S] MAX MIN 5 [SLER] MAX MIN 6 [SLEF] MAX MIN 7 [SLEQ] MAX MIN 8 [SLEQ S] MAX MIN 79

82 Aztec Informatica s.r.l. * PAC Relazione di calcolo e verifica paratia Stabilità globale Metodo di Bishop Numero di cerchi analizzati 100 Simbologia adottata n Indice della combinazione/fase Tipo Tipo della combinazione/fase (X C; Y C) Coordinate centro cerchio superficie di scorrimento, espresse in [m] R Raggio cerchio superficie di scorrimento, espresso in [m] (X V; Y V) Coordinate intersezione del cerchio con il pendio a valle, espresse in [m] (X M; Y M) Coordinate intersezione del cerchio con il pendio a monte, espresse in [m] FS Coefficiente di sicurezza n Tipo (X C, Y C) R (X V, Y V) (X M, Y M) FS [m] [m] [m] [m] 3 [A2-M2] (-16.20; 16.20) (-42.00; ) (19.91; 4.86) [A2-M2 S] (-16.20; 16.20) (-42.00; ) (19.91; 4.86) 1.12 Combinazione n 4 Numero di strisce 51 Simbologia adottata Le ascisse X sono considerate positive verso monte Le ordinate Y sono considerate positive verso l'alto Origine in testa alla paratia (spigolo contro terra) Le strisce sono numerate da monte verso valle N numero d'ordine della striscia W peso della striscia espresso in [kg] angolo fra la base della striscia e l'orizzontale espresso in gradi (positivo antiorario) angolo d'attrito del terreno lungo la base della striscia c coesione del terreno lungo la base della striscia espressa in [kg/cmq] b larghezza della striscia espressa in [m] L sviluppo della base della striscia espressa in [m] (L=b/cos ) u pressione neutra lungo la base della striscia espressa in [kg/cmq] Ctn, Ctt contributo alla striscia normale e tangenziale del tirante espresse in [kg] Caratteristiche delle strisce N W α( ) Wsinα L φ c u (Ctn; Ctt) [kg] [kg/cmq] [kg/cmq] [kg] (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) 80

83 Aztec Informatica s.r.l. * PAC Relazione di calcolo e verifica paratia N W α( ) Wsinα L φ c u (Ctn; Ctt) [kg] [kg/cmq] [kg/cmq] [kg] (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) (0; 0) Resistenza a taglio paratia= 0.00 [kg] ΣW i= [kg] ΣW isinα i= [kg] ΣW itanφ i= [kg] Σtanα itanφ i= 4.61 Cerchio critico 81