METODI PER STIMARE LE PROPRIETA GEOTECNICHE DEI TERRENI

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1 Q U A D E R N I P E R L A P R O G E T T A Z I O N E METODI PER STIMARE LE PROPRIETA GEOTECNICHE DEI TERRENI Correlazioni semi-empiriche dei parametri geotecnici basate su prove in situ, tabelle bibliografiche geologiche e geotecniche di confronto, elaborazione di prove penetrometriche dinamiche Contiene il software Corr-GeoTab per il calcolo dei parametri geotecnici di GIULIO RIGA

2 INDICE GENERALE Premessa... 9 Introduzione CAPITOLO 1 PROVE IN SITU Prove penetrometriche Q U A D E R N I 1.2 Standard Penetration Test (SPT) ASTM D Generalità Modalità di prova Procedura Vantaggi e svantaggi Calcolo di valore medio di N SPT Terreni sotto falda Calcolo di N Calcolo di (N 1 ) Influenza del contenuto in fini Prova penetrometrica dinamica continua (DP) Generalità delle prove DP Prova penetrometrica dinamica continua (DPM) Caratteristiche dell attrezzatura Correlazione DPM - SPT Cone Penetrometer Test (CPT) ASTM D Generalità Attrezzatura Procedura Riconoscimento di massima di profili stratigrafici Calcolo della resistenza peneterometrica statica normalizzata, (q c1n )

3 1.5.6 Influenza del contenuto in fini Calcolo di (N 1 ) 60 e (N 1 ) 60cs Prova dilatometrica Elaborazione dati Indice di materiale I D Indice di spinta orizzontale K D Vantaggi e svantaggi della prova Indagini sismiche ASTM D Prova Down-Hole Prova MASW (Multichannel Analysis of Surface Waves) Valutazione delle V S Costanti elastiche CAPITOLO 2 CORRELAZIONI GEOTECNICHE Correlazioni SPT, CPT, V s e parametri geotecnici Parametri geotecnici caratteristici Distribuzione normale Distribuzione t di Student Valori di progetto CAPITOLO 3 DESCRIZIONE DEL SOFTWARE Potenzialità del software Requisiti minimi del sistema Installazione METODI PER STIMARE LE PROPRIETA GEOTECNICHE DEI TERRENI

4 CAPITOLO 4 DESCRIZIONE DELL AMBIENTE DI LAVORO Generalità Prova DP Dati di calcolo - strumentazione Comando [CONFERMA] Stratigrafia Unità Grafico Sezione prova Sezione retini Dati sulla prova N1 e N Tasti attivi Comando [GENERALITA ] Comando [MAPPA] Tasti attivi sulla finestra di lavoro Mappa Simboli Q U A D E R N I 4.3 Modello DP Dati Prove Grafico Scala del grafico Picture.box Retini standard Erase, linea e testo Tasti attivi sulla finestra di lavoro Profilo DP Retini Parametri geotecnici da bibliografia Terreni Stato di addensamento/consistenza Tasti attivi sulla finestra di lavoro

5 4.4.4 Risultati Correlazioni SPT-CPT-V S Prova e valore Profondità della prova Profondità della falda idrica Fondazione Stratigrafia e peso di volume Correzione SPT OCR e CF(%) Tasti attivi Calcolo e visualizzazione dei parametri geotecnici Grafici e parametri Stratigrafia Profondità della falda e % Fini Correzione SPT Dati generali Dati Parametri fisico-meccanici Grafico Parametri caratteristici e di progetto Tasti attivi sulla finestra di lavoro Parametri caratteristici Comando Importa Parametri dinamici Dati di calcolo Terreni Risultati Comando [CHIUDI] Tabelle Geochimica Geofisica Indagini geotecniche Classificazione delle terre METODI PER STIMARE LE PROPRIETA GEOTECNICHE DEI TERRENI

6 4.8.5 Geotecnica Idrogeologia Idrologia Geopedologia Meccanica delle rocce Controlli D.M. 14 gennaio 2008 (NTC) Messaggi di errore CAPITOLO 5 Q U A D E R N I ESEMPI DI CALCOLO AUTOMATICO Esempio 1 Prova DP Esempio 2 Modello DP Esempio 3 Parametri da bibliografia Esempio 4 Correlazioni SPT-CPT-V s Esempio 5 Grafici e parametri Esempio 6 Parametri geotecnici dinamici Bibliografia

7 PREMESSA Questo libro è stato pensato per i giovani geologi e gli ingegneri geotecnici che iniziano ad occuparsi di investigazione geotecnica del sottosuolo. Nella prima parte del testo sono descritte sinteticamente alcune tra le più comuni prove geotecniche e geofisiche in situ e le formule per ricavare empiricamente i parametri geotecnici ad esse correlati. Nella seconda parte, attraverso la descrizione del software e la presentazione di alcuni esempi, viene descritto il potenziale del software. Gli argomenti trattati hanno l obiettivo di fornire una conoscenza di base sulle prove geotecniche e geofisiche in situ e la valutazione dei parametri geotecnici necessari per la costruzione di un modello geotecnico. Per maggiori approfondimenti degli argomenti proposti si consiglia al lettore di consultare i testi dove le prove in situ e le correlazioni geotecniche sono trattati con maggior dettaglio. Q U A D E R N I Giulio Riga 9

8 INTRODUZIONE Alla determinazione delle proprietà geotecniche in situ dei terreni di fondazione è sempre stata posta molta attenzione, quindi, diversi metodi sono stati sviluppati finora. Molte correlazioni geotecniche sono state ottenute dalle prove SPT (Standard Penetration Test) che sono le prove in situ più comunemente utilizzate. Tuttavia, negli ultimi anni, le prove penetrometiche statiche (CPT), dilatometriche (DMT), sismiche (MAWW-DOW-HOLE), pressiometriche (PMT) e scissometriche (VST) stanno diventando sempre più popolari come test in situ e per la progettazione geotecnica. Vari ricercatori, sulla base dell esperienza locale e l osservazione sul campo basata su prove in situ hanno sviluppato molte correlazioni design CPT, DMT e V S, SPT- CPT o SPT-V S in modo che i dati possono essere utilizzati in assenza di prove geotecniche di laboratorio. I risultati mostrano anche che la stima dei parametri geotecnici da prove in situ è influenzata da vari elementi: tipo di prova, la procedura della prova e le caratteristiche del terreno. Per questo motivo, nei casi in cui sono disponibili solo i risultati SPT, i progettisti, che hanno maggiore familiarità con le interpretazioni CPT, tradurranno il numero di colpi SPT (N- valori) in resistenze CPT cono (q c - valori) o velocità le onde di taglio in N SPT o in q c. Q U A D E R N I In questo libro e nel software Corr-GeoTab allegato sono esaminati diversi metodi proposti per caratterizzare le proprietà geotecniche dei terreni da prove in situ, per stimare i parametri caratteristici e di progetto secondo il D.M. 14 gennaio 2008 ed elaborare e diagrammare prove penetrometriche dinamiche. Per un rapido confronto dei risultati ottenuti dalle correlazioni geotecniche, nel software Corr-GeoTab, è stato inserito un archivio di dati bibliografici composto da numerose tabelle e grafici di geologica applicata ed ingegneria geotecnica. Considerando che tali tabelle e grafici bibliografici sono ampiamente accettati dalla letteratura e usati nella pratica, esse non vengono discussi in termini di livello di affidabilità della caratterizzazione geotecnica. 11

9 LISTA DEI PRINCIPALI SIMBOLI USATI NEL TESTO E NEL SOFTWARE A c = area interna del manicotto A n = area della base del cono c = coesione in termini di sforzi efficaci C B = fattore di correzione per diametro del foro C E, = fattore di correzione per il rapporto di energia C N = fattore per normalizzare la pressione effettiva C q = fattore di normalizzazione della resistenza alla punta C R = fattore di correzione per la lunghezza delle aste C S = fattore di correzione per il campionatore c d,φ d, d,, c ud = parametri geotecnici di progetto c k, φ k, k, c uk = parametri geotecnici caratteristici CBR = California Bearing Ratio CPT = acronimo per la prova penetro metrica statica (Cone Penetration Test) CPTU = acronimo per la prova penetro metrica statica con punta elettrica e piezocono CRR = capacità di resistenza alla liquefazione (Cyclic Resistance Ratio) CRR PL=0,1 = capacità di resistenza alla liquefazione con probabilità di liquefazione del % CSR = domanda di resistenza ciclica (Ciclyc Stress Ratio) C v = coefficiente di consolidazione D = diametro DP = acronimo per la prova penetrometrica dinamica DPI = indice di penetrazione della prova DCP (Dinamic Cone Penetrometer) DPL = acronimo per la prova DP leggera DPHS = acronimo per DP pesante D r = densità relativa 12 METODI PER STIMARE LE PROPRIETA GEOTECNICHE DEI TERRENI

10 E = modulo di elasticità (modulo di Young) E 25 = modulo di elasticità operativo al 25% della tensione deviatoria E u = modulo di elasticità (modulo di Young) in condizioni drenate F = rapporto d attrito normalizzato f s = resistenza d attrito laterale FC = contenuto di fini g = accelerazione di gravità Go = modulo di taglio massimo iniziale (a basse deformazioni) I c = indice di comportamento del terreno (prova CPT) Q U A D E R N I K c = fattore di correzione per le caratteristiche granulometriche K o = coefficiente di spinta a riposo K = modulo di Bulk K D = indice di spinta orizzontale M = modulo confinato N, N 30, N SPT = numero di colpi per raggiungere l infissione di 30 cm N = numero di colpi corretto per l influenza della falda N 60 = numero di colpi corretto per un energia di battitura standardizzata del 60% (N 1 ) 60 = numero di colpi corretto per l influenza della pressione litostatica (N 1 ) 60f = numero di colpi corretto per l influenza della pressione litostatica e dei fini N c, N q, Nγ = fattori capacità portante OCR = rapporto di sovra consolidamento P a = pressione atmosferica R = rigidità sismica R p = resistenza alla punta media dello strato Q = resistenza alla punta normalizzata 13

11 Q lim = capacità portante limite q c = resistenza alla punta statica q a = portata ammissibile q b = portata limite unitaria alla base del palo q c1n = resistenza alla punta statica normalizzata per la pressione litostatica (q c1n ) cs = resistenza alla punta statica normalizzata per la pressione litostatica e dei fini q u = compressione uniassiale q t = resistenza alla punta corretta SPT = acronimo per Standard Penetration Test c u, = resistenza al taglio non drenata u = pressione dei pori (indicata anche con U) u b = pressione interstiziale misurata alla base del cono V p = velocità delle onde longitudinali V s = velocità delle onde di taglio V sl = velocità delle onde di taglio normalizzata per la pressione litostatica γ = peso di volume (densità) γ sat = peso di volume saturo ν = coefficiente di Poisson σ vo = pressione litostatica effettiva σ vo = pressione litostatica totale verticale σ p = pressione di preconsolidamento σ = deviazione standard φ = angolo d attrito φ p = angolo d attrito di picco 14 METODI PER STIMARE LE PROPRIETA GEOTECNICHE DEI TERRENI

12 CAPITOLO 1 PROVE IN SITU 1.1 Prove penetrometriche Le prove penetrometriche dinamiche e statiche sono diventate molto utilizzate per l indagine geotecnica del sottosuolo e per la stima dei parametri geotecnici. Entrambe le procedure si sono evolute in un periodo di 100 e 70 anni rispettivamente, e sono state approvate come norme ASTM. Q U A D E R N I Ogni procedura presenta alcuni vantaggi rispetto all altra, ma anche svantaggi in grado di fornire dati non corretti in particolari condizioni del sottosuolo condizioni o a seconda dell esperienza del personale sul campo operativo o per la registrazione delle prove. Nella maggior parte delle condizioni, l impiego congiunto delle prove SPT e CPT consente di caratterizzare i siti in modo corretto in quanto la resistenza opposta dal terreno alla penetrazione dipende dalle sue caratteristiche meccaniche e dallo stato del materiale. Le prove penetrometriche si dividono: 1) prove penetrometriche dinamiche: a) con campionatore Raymond (Standard Penetration Test o SPT); b) con punta conica (Standard Cone Penetration Test o SCPT); c) continua (Dynamic Probing o DP) 2) prove penetrometriche statiche: a) con punta meccanica Begemann (cono olandese, Cone Penetration Test o CPT); b) con punta elettrica (Cone Penetration Test o CPT); c) con punta piezometrica (piezocono o CPTU), nel corso della prova si misurano le pressioni interstiziali. 15

13 CAPITOLO 3 DESCRIZIONE DEL SOFTWARE 3.1 Potenzialità del software Corre-GeoTab è un software che esegue l interpretazione geotecnica delle prove geotecniche in sito: SPT (Standard Penetration Test), CPT (Cone Penetration Test) e DP (Dynamic Probing Test) e prove sismiche. Per la corretta interpretazione della prova SPT è possibile inoltre inserire svariati parametri correttivi relativi all attrezzatura utilizzata, alle modalità di esecuzione ed ai fattori ambientali. Il software oltre a determinare i parametri geotecnici, utilizzando diverse correlazioni di calcolo, permettere anche il confronto con i valori bibliografici o qualora non siano state effettuate prove in sito, il programma è in grado di fare una valutazione qualitativa dei parametri geotecnici del terreno. Per l interpretazione delle prove in sito il software richiede i valori di resistenza alla punta (q c ) o il valore di N SPT e, nel caso di prove sismiche è possibile calcolare i parametri geotecnici dal valore della velocità delle onde di taglio che viene trasformata in N SPT tramite correlazioni inverse scelte in funzione del tipo di terreno indagato. Nella sezione Grafici parametri, l utente può selezionare e calcolare i parametri geotecnici derivati dal valore N SPT e visualizzare su un grafico l andamento dei valori con la profondità. Poiché il programma utilizza contemporaneamente procedure di interpretazione diverse, alcune delle quali specifiche per i terreni granulari, altre per i terreni coesivi, è necessario inserire il tipo di terreno testato in modo da far meglio aderire i risultati alla realtà geotecnica locale. Il software consente di elaborare: - prove penetrometriche dinamiche; - calcolare i parametri geotecnici da varie prove; - diagrammare parametri geotecnici; - calcolare i parametri geotecnici caratteristici e di progetto; Q U A D E R N I 97

14 - calcolare i parametri geotecnici dinamici; - confrontare i parametri geotecnici calcolati con i corrispondenti bibliografici. E un software composto da varie sezioni di calcolo facili da usare con menu per l elaborazione ed interpretazione delle prove, cercare, visualizzare, definire e salvare i file di input. 3.2 Requisiti minimi del sistema I requisiti di sistema minimi per il funzionamento di Corre-GeoTab sono: - processore Pentium 3; - Windows 98/2000/XP; megabyte (MB) di RAM; - unità CD-ROM; - monitor Super VGA ( ) a 256 colori; megabyte (MB) di spazio disponibile sul disco rigido. 3.3 Installazione Le operazioni da eseguire per utilizzare Corre-GeoTab sono: - avviare il pc; - introdurre il CD allegato al testo nel lettore; - esplorare tramite Risorse del computer il contenuto del CD ed eseguire il file geomodel.exe contenuto nella route principale del CD. 98 METODI PER STIMARE LE PROPRIETA GEOTECNICHE DEI TERRENI

15 CAPITOLO 4 DESCRIZIONE DELL AMBIENTE DI LAVORO 4.1 Generalità Avviando il software Corre-GeoTab verrà visualizzata la finestra principale di lavoro nella quale sono presenti le seguenti sezioni: - Prova Dp; - modello dp; - parametri da bibliografia; - correlazioni SPT-CPT-VS; - grafici parametri; - parametri dinamici; - tabelle; - esci. Q U A D E R N I Figura 4.1- Ambiente di lavoro del programma 99

16 4.2 PROVA DP Digitato il tasto [PROVA DP] appare la finestra di lavoro contenente le seguenti sezioni: Dati di calcolo-strumentazione. Stratigrafia. Unità. Grafico. Prova. Dati sulla prova N1 e N2.. Figura Finestra di introduzione dei dati sulla prova penetro metrica dinamica Dati di calcolo - strumentazione Questa sezione consente l introduzione dei dati della prova eseguita (massimo due prove) e le caratteristiche della strumentazione utilizzata. I dati richiesti sono i seguenti: - numero della prova; - intervallo o avanzamento della prova (default = 0,1 m); 100 METODI PER STIMARE LE PROPRIETA GEOTECNICHE DEI TERRENI

17 - inizio della prova N1 dal p.c. (default = 0 m); - inizio della prova N2 dal p.c. (default = 0 m). - profondità della falda nella prova N1 (default = 20 m); - profondità della falda nella prova N2 (default = 20 m); - fattore di sicurezza (default = 20); - diametro del rivestimento (mm); - rivestimento/fanghi (R o F); - peso del maglio (default = 30 kg); - altri pesi (default = 0 kg); - altezza di caduta (default = 20 cm); - numero di colpi punta (default = N. 10); - area della punta (default = 10 cm 2 ); - diametro della punta (default = 35,6 mm); - angolo di apertura punta (default = 60 ); - peso dell asta (default = 2,4 kg); - lunghezza dell asta (default = 1,0 m); - diametro dell asta (default = 20 mm); - profondità di giunzione della prima asta (default = 1,0 m). Q U A D E R N I Comando [CONFERMA] Al termine dell introduzione dei dati occorre digitare il comando [CONFERMA] per passare ad introdurre i dati richiesti nella sezione calcolo-strumentazione. Figura Dati di calcolo-strumentazione 101

18 4.2.3 Stratigrafia Questa sezione consente l introduzione dei dati relativi alla stratigrafia incontrata durante l esecuzione della prova. I dati richiesti sono i seguenti: - profondità degli strati nella prova N1 (m); - tipo di terreno (G = ghiaia, S = sabbia, M = limo, C = argilla); - profondità degli strati nella prova N2 (m); - tipo di terreno. Figura Sezione stratigrafia Unità Questa sezione consente di scegliere l unità di misura dei risultati delle elaborazioni eseguite dal software. Figura Sezione unità Grafico Figura Sezione grafico Quest ultima sezione consente di scegliere il tipo di grafico da visualizzare. E possibile visualizzare il grafico del numero dei colpi con i seguenti grafici: - barre orizzontali; -istogramma. 102 METODI PER STIMARE LE PROPRIETA GEOTECNICHE DEI TERRENI

19 4.2.6 Sezione prova Figura Sezione prova Sezione retini Questa sezione consente di scegliere la prova da elaborare e visualizzare. Attivando questo comando, si sceglie il retino o il colore per rappresentare graficamente gli strati cui è composta la colonna stratigrafica. Q U A D E R N I Figura Sezione retini o colori programmati Il software propone 72 retini per riempire gli strati cui è composta la colonna stratigrafica. Figura Sezione retini programmati. Digitando il comando Colori il software propone la finestra dei colori da attribuire agli strati (scegliere il colore e digitare OK) 103

20 Figura Finestra dei colori Dati sulla prova N1 e N2 Questa sezione consente di inserire il valore del numero di colpi registrato nelle prove. Figura Sezione dati sulla prova N1 e N Tasti attivi In fondo alla finestra di lavoro sono attivi i seguenti comandi: - [RISULATI -A] consente di visualizzare la prima parte del grafico della prova N1 o N2. - [RISULATI -B] consente di visualizzare la seconda parte del grafico della prova N1 o N METODI PER STIMARE LE PROPRIETA GEOTECNICHE DEI TERRENI

21 - [GEO-A] consente di visualizzare la prima parte del grafico e le elaborazioni della prova N1 o N2. - [GEO-B] consente di visualizzare la seconda parte del grafico e le elaborazioni della prova N1 o N2. - [GEOTEC-A] consente di visualizzare i parametri geotecnici della prima parte della prova N1 o N2. - [GEOTEC-B] consente di visualizzare i parametri geotecnici della seconda parte prova N1 o N2. - [APRI] consente di caricare i dati delle prove precedentemente salvati. - [SALVA] con questo comando è possibile archiviare i dati delle prove inserite. - [STAMPA] consente di stampare l elaborazione eseguita dal programma. - [APRI FIG.] e [SALVA FIG.] questi comandi consentono di aprire e salvare i grafici elaborati in formato BMP. - [GENERALITA ] consente di introdurre i dati di individuazione del sito di indagine. - [MAPPA] consente di elaborare una mappa di ubicazione delle prove eseguite. - [LEGGENDA] consente di visualizzare la legenda relativa agli strati inseriti. - [CHIUDI] per ritornare alla finestra principale di lavoro. - [NUOVO] consente di elaborare nuove prove. Q U A D E R N I Figura Sezione comandi Comando [GENERALITA ] In questa sezione è possibile introdurre nei campi di input presenti (la larghezza del campo indica in numero massimo di caratteri inseribili) i dati di individuazione del sito di indagine. I dati da inserire sono i seguenti: 105

22 PROVA PROVINCIA COMUNE DI LOCALITÀ COMMITTENTE LAVORO Numero della prova. Provincia cui ricade l indagine. Nome del comune cui ricade l indagine. Località cui ricade l indagine. Generalità del committente dell indagine. Descrizione del progetto da eseguire. Figura Finestra di introduzione dei dati generali Comando [MAPPA] Digitato il tasto [MAPPA] appare la finestra di lavoro contenente le seguenti sezioni: Retini. Erase. Linee e testi. Simboli. Apri e salva figura.bmp. Stampa. Legenda. Nuovo. Apri e salva legenda. Picture.box. Chiudi. 106 METODI PER STIMARE LE PROPRIETA GEOTECNICHE DEI TERRENI

23 Q U A D E R N I Figura Finestra di lavoro della planimetria delle indagini mappa Tasti attivi sulla finestra di lavoro Mappa Nella finestra di lavoro sono presenti dei pulsanti che consentono di aprire e salvare figure in formato BMP, di stampare la planimetria, di elaborare la legenda, di elaborare una nuova planimetria, di aprire e salvare la legenda e ritornare alla finestra di lavoro principale. - APRI-SALVA.BMP Selezionando questi comandi si salva o si richiama dall archivio una planimetria. - STAMPA Eseguendo questo comando si attiverà la fase di stampa della planimetria. - LEGENDA Con questo comando è possibile elaborare la leggenda. - NUOVO Selezionando il comando [NUOVO] è possibile elaborare una nuova planimetria. - APRI LEGENDA Selezionando il comando [APRI] si richiama una legenda precedentemente archiviata. - SALVA Questo comando consente di salva una legenda Elaborata. - CHIUDI Questo comando consente di ritornare sulla finestra di lavoro principale. 107

24 Figura Sezione comandi Simboli Per disegnare i simboli sulla planimetria occorre seguire la procedura seguente: 1) scegliere il colore del simbolo ed il tipo retino; 2) cliccare sul simbolo (per i simboli pieni scegliere anche l eventuale il retino); 3) cliccare con il tasto destro del mouse su un punto della planimetria. Figura Sezione simboli 4.3 Modello DP Digitato il tasto [MODELLO DP] appare la finestra di lavoro contenente le seguenti sezioni: Dati. Prove. Grafici. Scala. Figura Finestra di introduzione dei dati sul profilo 108 METODI PER STIMARE LE PROPRIETA GEOTECNICHE DEI TERRENI

25 4.3.1 Dati In questa sezione occorre introdurre i dati relativi al profilo ed alla stratigrafia. Quota di base in m Scala delle altezze Scala delle lunghezze Profondità della fondazione in m Coordinate del profilo (PR) in m Coordinate degli strati (LI) in m Coordinate della falda (FAL) in m Descrizione degli strati Q U A D E R N I Figura Finestra di introduzione dati Prove In questa sezione si scelgono le prove da richiamare e visualizzare sul profilo. Agendo sul comando [PROVE] appare la finestra con l elenco dei files.dat contenuti nella cartella selezionata. Figura Sezione Prove Selezionare il file delle prove e premere il pulsante [Apri]. Successivamente occorre scegliere la prova e cliccare sul punto del profilo cui si vuole visualizzare la prova Grafico In questa sezione si sceglie il tipo di grafico da visualizzare sul profilo. Figura Sezione Grafico 109

26 4.3.4 Scala del grafico In questa sezione è possibile inserire la scala di visualizzazione del grafico in unità. Figura Sezione scala del grafico Picture.box In questa sezione il software visualizza il profilo e consente di aggiungere linee, testi, retini, colori e cancellare piccole parti del grafico. Figura Sezione Picture Retini standard Digitando sulla prima Picture.box di colore nero il software propone la finestra dei colori. Scegliere il colore e premere [OK]. Successivamente scegliere il retino o il colore posto in basso e cliccare all interno di un area chiusa (strato) per apporre il retino scelto. Figura Sezione retini standard 110 METODI PER STIMARE LE PROPRIETA GEOTECNICHE DEI TERRENI

27 Erase Erase, linea e testo Questo comando cancella parte del grafico. Attivare il comando ERASE, fare clic su un punto tenendo premuto il tasto destro del mouse e spostarsi per cancellare parte del disegno. Linea Digitando il comando Linea è possibile tracciare sul grafico elaborato una linea. Per tracciare una linea seguite i seguenti passi: Q U A D E R N I - scegliere il colore, lo spessore ed il tipo di linea; - tenere premuto il tasto sinistro sul primo punto; - spostarsi su un secondo punto; - rilasciare il tasto sinistro per visualizzare la linea. Testo Attivando il comando [TEXT] appare la finestra Carattere con le classiche specifiche di Windows per scegliere il carattere, lo stile e la sua dimensione. Sul margine destro del modello viene visualizzato un test dialog (rettangolo di colore giallo) nel quale occorre scrivere il testo. Successivamente fare clic su un punto del modello per apporre il testo. Figura Sezione line e text 111

28 Figura Sezione carattere Tasti attivi sulla finestra di lavoro Profilo DP Nella finestra di introduzione dei dati sono presenti dei comandi che consentono, una volta immessi tutti i dati di input, di confermare i dati immessi, inserire i dati di un nuovo profilo, di aprire e salvare i dati, di visualizzare il profilo, di stampare il profilo e di ritornare alla finestra di lavoro principale. Figura Comandi attivi 112 METODI PER STIMARE LE PROPRIETA GEOTECNICHE DEI TERRENI

29 - CONFERMA Selezionando il comando [CONFERMA] si confermano tutti i dati introdotti o modificati. - NUOVO Selezionando il comando [NUOVO] si annullano i dati di un modello visualizzato. - APRI Selezionando il comando [APRI] si richiamano i dati di un modello precedentemente archiviato (file.dat). - SALVA Questo comando consente di salvare i dati immessi per essere utilizzati nell elaborazione dei modelli. - PROFILO Questo comando consente di visualizzare il profilo geo-meccanico. - STAMPA Eseguendo questo comando si attiverà la fase di stampa dei dati e del modello. - CHIUDI Questo comando consente di ritornare sulla finestra di lavoro principale. Q U A D E R N I Retini In questa sezione si apre e si salva il profilo in formato BMP, si sceglie il retino per rappresentare graficamente gli strati e la legenda. Figura Apri.bmp, salva.bmp, legenda e retini - Apri.bmp-Salva.bmp - Questi comandi consentono di aprire e salvare un modello elaborato in formato BMP. - Legenda - Attivando il comando [Legenda] il software visualizza la legenda relativa agli strati del profilo che dovrà essere completata con l aggiunta dei retini. - Retino - Attivando il comando [Retini] il software propone 72 retini per riempire gli strati cui è composta la sezione geologica. 4.4 Parametri geotecnici da bibliografia Digitato il tasto [PARAMETRI GEOTECNICI DA BIBLIOGRAFIA] appare la finestra di lavoro contenente le seguenti sezioni: 113

30 Terreni; Stato di addensamento/consistenza. Figura Finestra di introduzione dei dati parametri geotecnici da bibliografia Terreni Questa sezione consente la scelta del tipo di terreno testato con la prova. Figura Sezione tipo 114 METODI PER STIMARE LE PROPRIETA GEOTECNICHE DEI TERRENI

31 4.4.2 Stato di addensamento/consistenza Quest ultima sezione consente di inserire lo stato di addensamento o consistenza del terreno testato con la prova. Q U A D E R N I Figura Sezione stato di addensamento/consistenza Tasti attivi sulla finestra di lavoro Nella parte in basso della finestra di introduzione dei dati sono presenti due comandi che consentono, una volta immessi tutti i dati di input, di calcolare i parametri geotecnici e di uscire dalla finestra di lavoro. Figura Comandi attivi Risultati In questa sezione sono visualizzati i valori dei parametri fisico-meccanici calcolati da tabelle bibliografiche, sulla base delle caratteristiche del terreno introdotte nelle sezioni precedenti e le referenze bibliografiche. Il programma calcola i seguenti parametri geotecnici a partire dal tipo di terreno e dallo stato di addensamento/consistenza: - angolo di attrito ( ); - coesione (kpa); - coesione non drenata (kpa); - peso di volume (kn/m 3 ); 115

32 - peso di volume saturo (kn/m 3 ); - modulo elastico (kpa); - modulo di taglio iniziale (MPa); - modulo confinato (MPa); - densità relativa (%); - velocità delle onde di taglio (m/s); - OCR (rapporto di sovraconsolidamento); - coefficiente di spinta a riposo; - rapporto di Poisson s; - coefficiente di permeabilità (m/s); - porosità efficace (%); - porosità (%); - coefficiente di Lame. Figura Sezione dei risultati 116 METODI PER STIMARE LE PROPRIETA GEOTECNICHE DEI TERRENI

33 4.5 CORRELAZIONI SPT-CPT-V S Digitato il tasto [CORRELAZIONI SPT-CPT-V S ] appare la finestra di lavoro contenente le seguenti sezioni: Prova - valore. Profondità della prova. Profondità della falda. Dimensioni della fondazione e carico di esercizio. Carico di esercizio. Profondità e peso di volume degli strati. Fattori di correzione della prova SPT. Rapporto di sovraconsolidamento e contenuto di fini. Parametri geotecnici. Q U A D E R N I Figura Sezione dei risultati Per mancanza di informazioni, le correzioni non sono sempre disponibili per un particolare sondaggio. Pertanto, il programma assume i seguenti valori di default che l utente può modificare nella fase di input.dati. - profondità della prova = 1,0 m 117

34 - profondità della falda = 30 m - larghezza della fondazione = 1,0 m - lunghezza della fondazione = 1,0 m - carico di esercizio = 100 kpa - profondità del primo strato 30 m - peso di volume del primo strato = 18,5 kn/m 3 - tipo di maglio = Safety - diametro del foro = mm - campionatore = Standard - lunghezza delle aste = 3-4 m - OCR = 1 - Contenuto di fini = 5%. Inserendo la lunghezza delle aste > 10 m e lasciando invariati gli altri dati si ottiene un valore di N 60 uguale a N SPT Prova e valore Figura Sezione della scelta della prova Questa sezione iniziale è predisposta per scegliere il tipo di prova da elaborare ed il valore del test nelle seguenti unità: - SPT numero di colpi; - CPT resistenza di punta in kpa; -V s velocità delle onde di taglio in m/s. Nel caso in cui si sceglie di inserire la velocità delle onde di taglio, il software propone cinque tipi di terreno ai quali è associata la formula per calcolare il valore di N SPT utilizzato per calcolare i parametri geotecnici. Figura Sezione della scelta della prova sismica 118 METODI PER STIMARE LE PROPRIETA GEOTECNICHE DEI TERRENI

35 4.5.2 Profondità della prova In questa sezione occorre introdurre il valore della profondità della prova in metri. Figura Sezione di introduzione della profondità della prova Profondità della falda idrica In questa sezione occorre introdurre il valore della profondità della falda in metri. Q U A D E R N I Figura Sezione di introduzione della profondità della prova Fondazione In questa sezione sono richiesti le dimensioni della fondazione ed il carico di esercizio. Figura Sezione di introduzione della profondità della prova Stratigrafia e peso di volume Questa sezione consente di inserire la profondità ed il peso di volume (massimo 10 strati). Figura Sezione di introduzione della profondità degli strati e dei corrispondenti pesi di volume 119

36 4.5.6 Correzione SPT In questa sezione occorre inserire i dati sul sondaggio e sulla prova SPT necessari per correggere il valore di N SPT. Figura Sezione di introduzione dei fattori di correzione del valore NSPT OCR e CF(%) Figura Sezione di introduzione del rapporto di sovraconsolidamento e del contenuto di fini In questa sezione sono richiesti il valore del rapporto di sovraconsolidamento ed in contenuti di fini in % Tasti attivi In fondo alla finestra sono attivi i comandi: - [SITO] consente di inserire i dati generali sul sondaggio - [NUOVO] consente di cancellare i dati introdotti - [STAMPA] consente di attivare la fase di stampa dei dati immessi e dei risultati - [CHIUDI] per ritornare alla finestra principale di lavoro. 120 METODI PER STIMARE LE PROPRIETA GEOTECNICHE DEI TERRENI

37 4.5.9 Calcolo e visualizzazione dei parametri geotecnici In questa sezione, dopo avere inserito correttamente tutti i dati nelle sezioni precedentemente descritte, agendo sulle linguette delle schede vengono visualizzate le elaborazioni relative ai seguenti parametri geotecnici: - angolo di attrito ( ); - velocità delle onde di taglio (m/s); - densità relativa (%); - modulo elastico (kpa); - modulo di taglio (MPa); - coesione non drenata (kpa); - consistenza; - miscellanea; - rapporto di sovra consolidamento (OCR); - peso di volume (kn/m 3 ); - coesione (kpa); - coefficiente di spinta a riposo; - modulo elastico drenato (kpa); - modulo elastico secante (MPa); - C N ; - N 60 ; - (N 1 ) 60 ; - C q ; - q c1n ; - N 60 da q c ; - liquefazione; - capacità portante (kpa); - modulo confinato (MPa). Figura Sezione dei comandi attivi Q U A D E R N I 121

38 Su ogni scheda sono riportati gli autori delle formule utilizzate, il valore del parametro geotecnico, i tipi di terreni ai quali si applica la formula e la variabile utilizzata nell equazione di correlazione. Sulla sinistra della sezione sono attive le opzioni di scelta predisposte per riportare sulla scheda di stampa la correlazione che più si adatta allo strato di terreno analizzato. Per ottenere tale risultato è necessario cliccare sull opzione desiderata e successivamente digitare nuovamente sulla linguetta del parametro geotecnico. Tale processo trasferirà sulla scheda di stampa le informazioni scelte. Figura Sezione di calcolo e visualizzazione dei parametri geotecnici 4.6 Grafici e parametri Digitato il tasto [GRAFICI E PARAMETRI] appare la finestra di lavoro contenente le seguenti sezioni: - Stratigrafia; - Profondità della falda; - Contenuto di fini; - Correlazione SPT; - Generalità; - Profondità, N SPT, correlazione; - Parametri fisico-meccanici; 122 METODI PER STIMARE LE PROPRIETA GEOTECNICHE DEI TERRENI

39 - Parametri caratteristici; - Grafico. Q U A D E R N I Figura Finestra di introduzione dei dati per visualizzare i grafici e i parametri geotecnici Stratigrafia Questa sezione consente di inserire la profondità dello strato (massimo 10 strati), il peso di volume e la litologia (A = argilla, L = limo, S = sabbia, G = ghiaia, T = tutti i terreni). Figura Sezione stratigrafia 123

40 4.6.2 Profondità della falda e % Fini In questa sezione occorre introdurre il valore della profondità della falda in metri e il contenuto di fini in%. Figura Sezione profondità della falda e contenuto di fini Correzione SPT In questa sezione occorre inserire i dati sul sondaggio e sulla prova SPT necessari per correggere il valore di N SPT. Figura Sezione correlazione SPT 124 METODI PER STIMARE LE PROPRIETA GEOTECNICHE DEI TERRENI

41 4.6.4 Dati generali In questa sezione è possibile introdurre nei campi di input presenti i dati di individuazione del progetto (lavoro e annotazioni) Dati Figura Sezione dati generali In questa sezione occorre introdurre la profondità della prova ed il valore del numero di colpi (N SPT ) per un massimo 150 dati. Nella colonna Correlazione il programma visualizza il valore del parametro geotecnico scelto. Q U A D E R N I Figura Sezione profondità e N SPT Parametri fisico-meccanici In questa sezione è possibile scegliere i parametri da analizzare spuntando la casella corrispondente: Il programma propone i seguenti parametri e l autore dell equazione di correlazione utilizzata: - N SPT ; - N 60 ; - (N 1 ) 60 ; 125

42 - Peso di volume; - Angolo di attrito; - Coesione non drenata; - Densità relativa; - Modulo confinato; - Modulo elastico; - Modulo di taglio; - Velocità delle onde di taglio; - Rapporto di resistenza ciclica CRR 7,5 ; - Coefficiente di spinta a riposo; - Pressione verticale effettiva; - Resistenza alla punta; - Coefficiente di consolidazione. Figura Sezione parametri fisico-meccanici Grafico In questa sezione il software visualizza in forma grafica i valori del parametro fisico-meccanico calcolato. 126 METODI PER STIMARE LE PROPRIETA GEOTECNICHE DEI TERRENI

43 Q U A D E R N I Figura Sezione grafico Parametri caratteristici e di progetto In questa sezione il software visualizza i valori caratteristici dei parametri geotecnici e di progetto e i valori di V s,30, N SPT,30 e c u,30 calcolati con i seguenti metodi. - t di Student; - normale. Figura Sezione parametri caratteristici e di progetto 127

44 4.6.9 Tasti attivi sulla finestra di lavoro Parametri caratteristici Nella parte in basso della finestra di introduzione dei dati sono presenti dei comandi che consentono, una volta immessi tutti i dati di input, di eseguire le seguenti operazioni: - APRI Selezionando il comando [APRI] si richiamano i dati di un modello precedentemente archiviato (file.dat). - SALVA Questo comando consente di salvare i dati immessi per essere utilizzati nell elaborazione dei modelli - STAMPA Eseguendo questo comando si attiverà la fase di stampa dei dati immessi - CHIUDI Questo comando consente di ritornare sulla finestra di lavoro principale. - NUOVO Questo comando consente di eseguire un nuovo calcolo - IMPORTA Questo comando consente di importare i dati elaborati con Prova DP. - CALCOLA Questo comando consente di visualizzare i dati in forma grafica e numerica. Figura Comandi attivi Comando Importa Digitando questo comando viene offerta la possibilità di elaborare una delle due prove precedentemente archiviate nella finestra Prova DP. Scegliere la prova e premere Avanti. 128 METODI PER STIMARE LE PROPRIETA GEOTECNICHE DEI TERRENI

45 4.7 Parametri dinamici Figura Comando Importa Q U A D E R N I Attivando questo comando il programma propone la finestra di lavoro contenente le seguenti sezioni: Dati di calcolo. Terreni. Risultati. Figura Finestra di introduzione dei dati per il calcolo dei parametri geotecnici dinamici 129

46 4.7.1 Dati di calcolo I dati di calcolo richiesti per calcolare i parametri geotecnici dinamici sono i seguenti: Spessore dello strato in m. Velocità delle onde di compressione in m/sec. Velocità delle onde di taglio in m/sec. Densità dello strato in kn/m 3. Figura Sezione dati di calcolo Terreni Questa sezione è predisposta per calcolare: 1) la densità del terreno (γ) utilizzando la velocità delle onde di compressione (V p ); 2) la velocità delle onde di compressione (V p ) utilizzando il peso di volume (γ) e la velocità delle onde di taglio (V s ); 3) la velocità delle onde di taglio (V s ) utilizzando la velocità delle onde di compressione (V p ); 4) il coefficiente di Poisson s (ν) utilizzando la velocità delle onde di compressione (V p ). Prima di digitare il comando calcola di questa sezione è necessario inserire i dati disponibili nella sezione dati di calcolo. 130 METODI PER STIMARE LE PROPRIETA GEOTECNICHE DEI TERRENI

47 Q U A D E R N I Figura Sezione terreni Risultati Agendo sul comando [CALCOLA] si ottengono i seguenti risultati: rapporto di Poisson s; modulo di taglio a piccole deformazioni in MPa; modulo di Bulck in MPa; 131

48 modulo di Young in MPa; frequenza dello strato in Hz; periodo dello strato in secondi Comando [CHIUDI] Tramite questo comando è possibile ritornare alla finestra principale di lavoro. Figura Sezione risultati 4.8 Tabelle Attivando questo comando il programma propone la finestra di lavoro contenente le seguenti sezioni alle quali sono associate numerose schede bibliografiche contenenti i grafici ed i parametri più utilizzati nella progettazione geotecnica. Le schede consultabili sono le seguenti: Geochimica. Geofisica. Indagini geotecniche. Classificazione delle terre. Geotecnica. Idrogeologica. Idrologia. Geopedologia. 132 METODI PER STIMARE LE PROPRIETA GEOTECNICHE DEI TERRENI

49 Meccanica delle rocce. Controlli in corso d opera. D.M. 14 gennaio 2008 (NTC). Q U A D E R N I Figura Finestra di scelta dei temi di geologica applicata ed ingegneria geotecnica presenti dell archivio tabelle Geochimica In questa sezione sono inserite le seguenti schede: - potere corrosivo; - valori limite delle acque (potabilità); - formule ioniche; - durezza dell acqua; - solidi disciolti; - classificazione delle acque; - diagramma Piper; - diagramma LLHCO 3 ; - diagrammi binari; 133

50 - diagramma di Langelier-Ludwig; - diagramma Schoeller; - diagramma Stiff; - diagramma di Collins; - diagramma a torta; - diagramma radiale. Figura Sezione potere corrosivo Geofisica In questa sezione sono inserite le seguenti schede: - porosità totale; - escavazione; - resistività; - peso di volume-velocità delle onde di taglio-modulo di taglio; - densità satura; - velocità delle onde di taglio. 134 METODI PER STIMARE LE PROPRIETA GEOTECNICHE DEI TERRENI

51 Q U A D E R N I Figura Sezione geofisica Indagini geotecniche In questa sezione sono inserite le seguenti schede: - SPT-parametri geotecnici 1; - SPT-parametri geotecnici 2; - C N (fattore di correzione del valore di N SPT ); - correlazione N SPT Emilia - N SPT ; - CPT parametri geotecnici 1; - CPT parametri geotecnici 2; - prove e proprietà geotecniche; - classificazione dei terreni con le prove CPT; - correlazione (N 1 ) 60 angolo di attrito; - correlazione (N 1 ) 60 densità relativa; - correlazione (N 1 ) 60 velocità delle onde di taglio 1; - correlazione (N 1 ) 60 velocità delle onde di taglio 2; - metodi di perforazione; - qualità dei campioni. 135

52 Figura Sezione indagini geotecniche Classificazione delle terre In questa sezione sono inserite le seguenti schede: - indice di plasticità; - classificazione HRB; - indice di gruppo; - classificazione U.S.B.P.R.; - carta di plasticità Casagrande; - classificazione AGI; - classificazione plasticità; - arrotondamento-setacci. 136 METODI PER STIMARE LE PROPRIETA GEOTECNICHE DEI TERRENI

53 Q U A D E R N I Figura Classificazione delle terre Geotecnica In questa sezione sono inserite le seguenti schede: - angolo di attrito; - angolo di attrito coesione; - coesione angolo di attrito; - peso di volume; - modulo elastico; - Poisson s; - plasticità; - densità relativa; - permeabilità porosità; - Lambe; - modulo edometrico; - coefficiente di Winkler; - coefficiente di consolidazione; 137

54 - LL OCR; - sensibilità - attività; - fattori di capacità portante; - densità relativa peso di volume angolo di attrito; - Poisson s peso di volume; - volume significativo; - gabbioni; - compattazione 1; - compattazione 2; - metodi di compattazione; - peso specifico - capacità portante - coefficiente di spinta a riposo. Figura Sezione geotecnica Idrogeologia In questa sezione sono inserite le seguenti schede: - portata delle sorgenti; - coefficiente di infiltrazione; 138 METODI PER STIMARE LE PROPRIETA GEOTECNICHE DEI TERRENI

55 - coefficiente di permeabilità porosità; - tubi Johnson; - filtri a ponte; - filtri passante; - filtri a spirale; - giudizio dei pozzi; - disinfezione dei pozzi; - tempo di perforazione; - prove di emungimento. Q U A D E R N I Figura Sezione idrogeologia Idrologia In questa sezione sono inserite le seguenti schede: - indice di Crowther-Martone; - reticolo idrografico; - curva ipsometrica; - coefficiente di deflusso; 139

56 - coefficiente di scabrezza Manning; - coefficiente di scabrezza; - sezione idraulica. Figura 4.67 Sezione Figura Sezione idrologia Geopedologia In questa sezione sono inserite le seguenti schede: - classificazione; - tessitura; - capacità di accettazione delle piogge; - conducibilità idraulica; - conducibilità idraulica (alta densità); - conducibilità idraulica (media densità); - conducibilità idraulica (a bassa densità); - Ph; - pendenze; - indice del tipo pedologico; - salinità; - percentuale di copertura. 140 METODI PER STIMARE LE PROPRIETA GEOTECNICHE DEI TERRENI

57 Q U A D E R N I Figura Sezione geopedologia Meccanica delle rocce In questa sezione sono inserite le seguenti schede: - martello tipo L; - modulo di Young 1; - modulo di Young 2; - proprietà geotecniche 1; - proprietà geotecniche 2; - proprietà geotecniche

58 Figura Sezione meccanica delle rocce Controlli In questa sezione sono inserite le seguenti schede: - strade; - bitumi; - emulsioni bitumose; - bitumi modificati; - requisiti di accettazione dei bitumi; - piano di posa dei rilevati; - rilevati; - materiale drenante; - argilla compattata; - geomembrana; - geocomposito bentonico. 142 METODI PER STIMARE LE PROPRIETA GEOTECNICHE DEI TERRENI

59 Q U A D E R N I Figura Sezione controlli D.M. 14 gennaio 2008 (NTC) In questa sezione sono inserite le seguenti schede: - indagine; - peso di volume; - categoria di sottosuolo e topografica; - coefficienti parziali; - fattori di correlazione dei pali; - liquefazione 1; - liquefazione 2; - liquefazione 2; - CRR-(N 1 ) 60 -q c1n ; - CRR-Vs; - liquefazione 4; - liquefazione 5; - liquefazione

60 Figura Sezione D.M. 14 gennaio Messaggi di errore Questo messaggio compare se uno o più dati di calcolo introdotti sono errati o se non sono stati introdotti nelle caselle di input. Soluzione Figura Messaggio di errore Controllare i dati ed attivare il comando CALCOLA. 144 METODI PER STIMARE LE PROPRIETA GEOTECNICHE DEI TERRENI