IL POSTULATO DELLE PRESSIONI EFFICACI

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1 IL POSTULTO DELLE PRESSIONI EFFICCI 1.1

2 L acqua L CQU NEL TERRENO È PERICOLOS? DIPENDE 1.2

3 Variabili tensionali misurabili Con i termini pressione totale e pressione dell acqua interstiziale definiamo misure che associamo a variabili di un mezzo ideale (mezzo continuo) 1.3

4 Definizione di tensione totale Tensione totale in mezzo continuo ideale F σ = lim 0 F Tensione totale in mezzo discreto reale F σ = F In un terreno misuriamo forze per unità di area e non tensioni 1.4

5 Definizione di pressione dell acqua interstiziale Pressione dell acqua interstiziale in mezzo continuo ideale F u w = lim 0 F Pressione dell acqua interstiziale in mezzo discreto reale F h p = γw h La pressione dell acqua interstiziale è la pressione misurata nel dispositivo nel quale l acqua è in equilibrio con l acqua nel terreno 1.5

6 Pressione dell acqua interstiziale? F h La pressione misurata nel dispositivo coincide con la pressione dell acqua interstiziale solo se l equilibrio è di tipo meccanico B h =h B u =u B C - B Se l equilibrio è anche di tipo chimico, la pressione misurata nel dispositivo non coincide in generale con la pressione dell acqua interstiziale u C > u B = u Queste considerazioni valgono per i terreni sia saturi sia non saturi 1.6

7 Un osservazione sperimentale b σ = F/b (h-d) γ w (trascurando il peso del terreno) ietra orosa F h F F F σ σ F/b δ 0 d terreno h h h δ= 0 σ σ h γ w σ?? 1.7

8 Esperimento n. 1 σ 1 σ 1 u w1 Se σ 1 = u w1, la differenza σ-u w si incrementa della stessa quantità in entrambi i casi σ 1 Si osserva sperimentalmente che V u = V w 1 σ 1 u w1 - u w1 1.8

9 Esperimento n. 2 σ 1 σ u w1 Se σ 1 -u w1 = σ 2 -u w2, i valori iniziali ed i valori finali della differenza σ-u w sono gli stessi in entrambi i casi σ 2 σ Si osserva sperimentalmente che V = 1 V 2 u w2 1.9

10 Esperimento n. 3 σ σ Se σ = u w, la differenza σ-u w rimane invariata u w u w Si osserva sperimentalmente che V =

11 Postulato della pressione efficace per i terreni saturi Il comportamento meccanico dei terreni saturi è controllato dalla differenza tra la pressione totale e la pressione dell acqua definita pressione efficace. σ ij = σ ij -u w δ ij Effetti misurabili quali una variazione di volume, una distorsione o la resistenza a taglio sono dovuti esclusivamente ad una variazione di pressione efficace. Il postulato stabilisce un legame tra una causa misurabile (pressione efficace) ed un effetto misurabile (variazione di volume etc). Pertanto, è formulato esclusivamente sulla base di osservazioni sperimentali 1.11

12 Intepretazione microscopica della pressione efficace (1) Esistono interpretazioni del postulato della pressione efficace da un punto di vista microscopico P u w P u P = w ( ) ( σ u ) w c u = σ w c σ Se c <<, allora P σ i = ( σ uw ) σ ' La pressione efficace coinciderebbe con lo sforzo intergranulare. Tale interpretazione non è tuttavia corretta, né da un punto di vista concettuale (se 0, σ i ), né sperimentale. 1.12

13 Intepretazione microscopica della pressione efficace (2) Le sollecitazioni agenti sul singolo grano possono essere scomposte nel modo seguente: P u w P (1) (2) = -u w u w Lo stato di sforzo isotropo (1) non produce alcun effetto, gli effetti sullo P scheletro solido sono dovuti alla componente deviatorica (2) σ c = u P Poiché c = ( σ u w ) u w risulta σ c = σ uw Lo sforzo efficace può essere interpretato come la compenente deviatorica della sollecitazione agente sui grani w c 1.13

14 Variazione del livello d acquad b h σ = σ -u w ietra orosa d F terreno h h h h σ σ h γ w u w u w h γ w σ σ δ= 0 σ 1.14

15 La variabile tempo b σ = σ -u w ietra orosa F h F F F σ σ F/b δ 0 d terreno u w u w σ σ F/b σ IN QUNTO TEMPO? 1.15

16 Sommario Il comportamento dei terreni saturi è controllato dalla pressione efficace, differenza tra la pressione totale e la pressione dell acqua interstiziale L acqua interstiziale influisce sul comportamento meccanico del terreno attraverso la sua pressione, la quale a sua volta controlla la pressione efficace La presenza dell acqua nel terreno non è, per se, negativa o positiva 1.16