OPERE DI SOSTEGNO IN TERRE RINFORZATA

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1 OPERE DI SOSTEGNO IN TERRE RINFORZATA SEMINARIO DI AGGIORNAMENTO TECNICO VITTORIO VENETO 4 OTTOBRE

2 SOMMARIO ELEMENTI GENERALI - DEFINIZIONI ASPETTI NORMATIVI CRITERI DI PROGETTAZIONE VERIFICHE DI STABILITA LA SOLUZIONE TEMA IL NOSTRO PROGRAMMA DI VERIFICA CASE HISTORY 2

3 ELEMENTI COSTITUTIVI Rinforzi Paramento esterno Rilevato strutturale Interasse verticale dei rinforzi Inclinazione del paramento Paramento interno 3

4 ELEMENTI COSTITUTIVI 4

5 I RINFORZI Elementi piani bidimensionali di natura artificiale, capaci di interagire con il terreno conferendogli maggiore resistenza a trazione. In questo modo si è in grado di aumentare la naturale capacità del terreno a resistere a sforzi di taglio, consentendo la realizzazione di manufatti e strutture non altrimenti progettabili. POSSIBILI TIPOLOGIE DI RINFORZO GEOTESSILE TESSUTO GEOGRIGLIA (GTX-W) (GGR) 5

6 I RINFORZI 6

7 I RINFORZI Geogriglia tessuta in PET alta tenacità 7

8 FUNZIONE DEL RINFORZO SENZA RINFORZO Sottoponendo un campione di terreno ad uno sforzo di taglio, il provino rimane indisturbato fintanto che non si raggiunge la resistenza di trazione limite al di la della quale si registra la rottura del provino. CON RINFORZO L inserimento all interno della matrice solida di un rinforzo (geosintetico), di fatto arma il terreno garantendogli una soglia di resistenza a trazione maggiore. 8

9 FUNZIONE DEL RINFORZO SENZA RINFORZO P res res = P v tanφ P v = carico verticale φ = angolo di attrito interno 9

10 FUNZIONE DEL RINFORZO CON RINFORZO Sul rinforzo, inclinato di un angolo θ rispetto la verticale, si induce una forza P r Componente ORIZZONTALE P res = P r senθ Componente VERTICALE P res = P r cosθ 10

11 FUNZIONE DEL RINFORZO SENZA RINFORZO P res = P v tanφ CON RINFORZO P res = P v tanφ + P r ( senθ + cosθ tanφ) 11

12 REQUISITI DEL RINFORZO ELEVATA RESISTENZA A TRAZIONE (breve medio lungo periodo) MANTENIMENTO DI BUONE CARATTERISTICHE MECCANICHE NEL LUNGO PERIODO (fenomeni di creep) LIVELLO DI PROTEZIONE DAGLI AGENTI CHIMICI DURABILITA DEL RINFORZO STRUTTURALE 12

13 PROPRIETA PROPRIETA TEMPO INVARIANTI resistenza a a trazione/deformazione (t=0) Danneggiamenti in in fase fase di di posa posa PROPRIETA TEMPO DIPENDENTI fenomeno del del creep creep condizioni ambientali al al contorno t=0 anni t=t^ 13

14 PROPRIETA TEMPO INVARIANTI RESISTENZA MECCANICA DANNEGGIAMENTO IN FASE DI POSA PROPRIETA TEMPO VARIANTI 14

15 PROPRIETA TEMPO INVARIANTI RESISTENZA MECCANICA DANNEGGIAMENTO IN FASE DI POSA PROPRIETA TEMPO VARIANTI la la tipologia di di rinforzo, la la dimensione e e la la forma forma del del materiale da da riempimento posto posto a a contatto con con il il rinforzo, l intensit intensità della della compattazione. 15

16 PROPRIETA TEMPO INVARIANTI RESISTENZA MECCANICA DANNEGGIAMENTO IN FASE DI POSA PROPRIETA TEMPO VARIANTI 16

17 PROPRIETA TEMPO INVARIANTI RESISTENZA MECCANICA DANNEGGIAMENTO IN FASE DI POSA PROPRIETA TEMPO VARIANTI CREEP FATTORI AMBIENTALI EN ISO

18 PROPRIETA TEMPO INVARIANTI RESISTENZA MECCANICA DANNEGGIAMENTO IN FASE DI POSA PROPRIETA TEMPO VARIANTI CREEP FATTORI AMBIENTALI ISOCRONE ISODEF. ISOSTRESS 18

19 PROPRIETA TEMPO INVARIANTI RESISTENZA MECCANICA DANNEGGIAMENTO IN FASE DI POSA PROPRIETA TEMPO VARIANTI CREEP FATTORI AMBIENTALI 19

20 PROPRIETA TEMPO INVARIANTI RESISTENZA MECCANICA DANNEGGIAMENTO IN FASE DI POSA PROPRIETA TEMPO VARIANTI ph ph del del terreno in in cui cui èè inserito il il rinforzo; Aggressione microbiologica; Temperatura (T); (T); Aggressione raggi raggi UV; UV; Ossidazione; Resistenza chimica; Idrolisi.... CREEP FATTORI AMBIENTALI 20

21 PROPRIETA TEMPO INVARIANTI RESISTENZA MECCANICA DANNEGGIAMENTO IN FASE DI POSA PROPRIETA TEMPO VARIANTI CREEP FATTORI AMBIENTALI 21

22 DESIGN VALUE RESISTENZA INIZIALE EFFETTO DANN. IN FASE DI POSA EFFETTO CREEP EFFETTO TEMPERATURA EFFETTO CONDIZIONI AMBIENTALI P r lab 22

23 DESIGN VALUE RESISTENZA INIZIALE EFFETTO DANN. IN FASE DI POSA EFFETTO CREEP EFFETTO TEMPERATURA EFFETTO CONDIZIONI AMBIENTALI P r install 23

24 DESIGN VALUE RESISTENZA INIZIALE EFFETTO DANN. IN FASE DI POSA EFFETTO CREEP EFFETTO TEMPERATURA EFFETTO CONDIZIONI AMBIENTALI P r (design) 24

25 DESIGN VALUE RESISTENZA INIZIALE EFFETTO DANN. IN FASE DI POSA EFFETTO CREEP EFFETTO TEMPERATURA EFFETTO CONDIZIONI AMBIENTALI 25

26 ESEMPIO DESIGN VALUE RESISTENZA INIZIALE EFFETTO DANN. IN FASE DI POSA EFFETTO CREEP EFFETTO TEMPERATURA EFFETTO CONDIZIONI AMBIENTALI P R (lab) R (lab) = 200 kn/m (ε t=0 ~10%) F d fattore dann. posa in opera = 1,3 P R (install) R (install) = 200/1,3 = 154 kn/m F c fattore creep = 1,8 RC = 154/1,8 = 85 kn/m P RC P RCt RCt = 85/1,4 = 61 kn/m P design design = 61/1,2 = 51 kn/m % = 51/154 = 33% ε 120 anni 120 anni = 3,5% 26

27 TENSIONE DI PROGETTO Per tensione di progetto di lungo termine si intende la tensione critica a cui sarà sottoposto il geosintetico di rinforzo al tempo T dove T è la vita utile dell opera che si sta progettando. Tensione nominale T = 0 Tensione di progetto (tensione ammissibile) T = T^ tempo 27

28 TENSIONE DI PROGETTO UK T _des = F _creep *T _ult / (f m *f d *f e ) BS8006 GERMANIA F _d = F _k / (A 1 *A 2 *A 3 *A 4 *γ B ) EBGEO USA T _all = T _ult / (RF CR *RF ID *RF D *RF JT *FS) FHWA GRI FRANCIA T _adm = T _ik / (γ geo *F flu *F viel *F instal ) NF G IT?? 28

29 TENSIONE DI PROGETTO UK T _des = F _creep *T _ult / (f m *f d *f e ) BS8006 T _ult = tensione nominale F creep = fattore di riduzione per creep f m = fattore di riduzione per estrapolazione dei dati e per variabilità della produzione f d = fattore di riduzione per danneggiamento meccanico f e = fattore di riduzione per attacco chimico o ambientale 29

30 PARAMENTO ESTERNO 30

31 PARAMENTO ESTERNO 31

32 PARAMENTO ESTERNO 32

33 PARAMENTO ESTERNO 33

34 RILEVATO STRUTTURALE Soluzione ottimale TERRENI INCOERENTI Stabilità parametri geomeccanici in presenza di umidità Ottima capacità drenante Ottima interazione rinforzo-terreno di riempimento IL PARAMETRO GEOTECNICO PIU SIGNIFICATIVO SU CUI OCCORRE FOCALIZZARE L ATTENZIONE E ANGOLO ANGOLO DI DI ATTRITO ATTRITO INTERNO INTERNO (φ) (φ) 34

35 RILEVATO STRUTTURALE Terreno granulare 30 < φ < 45 Terreno argillloso 20 < φ < 30 Siccome la FORZA RESISTENTE che si oppone alla rottura è direttamente proporzionale all ANGOLO DI ATTRITO INTERNO (φ) Conviene Conviene utilizzare utilizzare dei dei materiali materiali con con valori valori elevati elevati di di φ 35

36 RIFERIMENTI NORMATIVI 36

37 RIFERIMENTI NORMATIVI 37

38 RIFERIMENTI NORMATIVI D.M. Min. LL.PP. 11 marzo 1988 Le strutture in terra rinforzata sono richiamate espressamente dal D.M. Min. LL.PP. 11 marzo 1988 che al punto E.3. (Criteri di progetto) per le opere costituite da terra mista ad altri materiali impone le medesime verifiche di moto rigido richieste per i muri a gravità e, nel contempo, verifiche specifiche. Circolare Min. LL.PP. 24 settembre N Si chiarisce che per opere in terra mista ad altri materiali si intendono le strutture in terra rinforzata. Legge 2 febbraio 1974, n.64 Ricordando che il D.M. 11 marzo 1988 è uno dei decreti attuativi della legge 64/74, anche per le strutture di sostegno in terra rinforzata valgono le prescrizioni di cui agli artt. 17 e 18 della suddetta legge. (1 a Sezione del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici - voto n. 395 del ) 38

39 VERIFICHE DEFINIZIONE DEGLI INPUT DEFINIZIONE DEGLI INPUT CALCOLO DI VERIFICA CALCOLO DI VERIFICA ESTERNA ESTERNA INTERNA INTERNA VERIFICA ALLO SCORRIMENTO VERIFICA AL RIBALTAMENTO VERIFICA ALLO SCHIACCIAMENTO VERIFICA STABILITA GLOBALE DIMENSIONAMENTO DEL MANUFATTO DIMENSIONAMENTO DEL MANUFATTO VERIFICA RESISTENZA RINFORZI VERIFICA ALLO SFILAMENTO VERIFICA ALLO SCORRIMENTO VERIFICA DEL RISVOLTO INDIVIDUAZIONE RINFORZO SPAZIATURA LUNGHEZZA DI ANCORAGGIO LUNGHEZZA DEL RISVOLTO 39

40 VERIFICHE VERIFICHE DI STABILITA ESTERNA VERIFICA ALLO SCORRIMENTO VERIFICA AL RIBALTAMENTO VERIFICA ALLO SCHIACCIAMENTO VERIFICA DI STABILITA GLOBALE VERIFICHE DI STABILITA INTERNA VERIFICA DI RESISTENZA DEI RINFORZI VERIFICA ALLO SFILAMENTO (PULL OUT) VERIFICA ALLO SCORRIMENTO (SLIDING) VERIFICA DEL RISVOLTO 40

41 RISVOLTO Da 1 m A 1,5 m 41

42 VERIFICA STABILITA ESTERNA VERIFICA ALLO SCORRIMENTO VERIFICA AL RIBALTAMENTO VERIFICA ALLO SCHIACCIAMENTO VERIFICA DI STABILITA GLOBALE 42

43 INTERAZIONE TERRENO RINFORZO Il problema dell interazione terreno/geosintetico viene affrontato, introducendo il concetto di tensione tangenziale di attrito equivalente. La tensione tangenziale che si genera all interfaccia, rappresenta la resistenza allo scorrimento del geosintetico nei confronti del terreno in cui è inserito. Attraverso la stima di questa grandezza (che si traduce nell introduzione di opportuni coefficienti), è possibile valutare quindi l entità della resistenza mobilitata dal geosintetico in rapporto sostanzialmente a due possibili cinematismi critici: DIRECT SLIDING PULLOUT 43

44 INTERAZIONE TERRENO RINFORZO Jewell, studioso autorevole in materia, introdusse nel 1991 delle relazioni volte ad esprimere compiutamente ed analiticamente i concetti sopra espressi. T = L ds r * Wr * σ n * f ds T b = 2 * Lr * Wr * σ n * f b * tan ( ) φ * tan ( ) φ Dove: W r = larghezza del rinforzo; L r = lunghezza del rinforzo; σ n = tensione efficace in direzione ortogonale al piano del rinforzo; f ds = coefficiente di attrito equivalente per scorrimento; f b = coefficiente di attrito equivalente per sfilamento; φ = angolo di attrito interno. 44

45 INTERAZIONE TERRENO RINFORZO f ds f b Dove: tan = 1 α s 1 tan φ = α s tan tan ( δ ) ( ) ' ( δ ) α * σ b B b 1 + * * ( φ) S σ 2 * tan( φ) * ' n a s = frazione solida della superficie della geogriglia; a b = quota parte della larghezza della geogriglia capace di mobilitare resistenza passiva; S = distanza tra gli elementi trasversali capaci di mobilitare resistenza passiva; B = spessore degli elementi trasversali; σ b = pressione limite passiva lungo la direzione di sfilamento; d = angolo di attrito tra parte solida della geogriglia e terreno. 45

46 COMPATIBILITA DEL LIVELLO DI DEFORMAZIONE NEI DUE MATERIALI 46

47 LAYOUT TEMA Sezione tipo X Grid Q Drain T Pipe K Mat F GGR GCD PIPE GMA 47

48 LAYOUT TEMA Particolare del fronte 48

49 MODALITA DI POSA 49

50 PROGRAMMI DI VERIFICA INTERNI 50

51 SERVIZI OFFERTI 51

52 SERVIZI OFFERTI 52

53 SERVIZI OFFERTI 53

54 SERVIZI OFFERTI 54

55 SERVIZI OFFERTI 55

56 SERVIZI OFFERTI 56

57 TeMa srl 57