GENESI E STRUTTURA DEI TERRENI

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1 GENESI E STRUTTURA DEI TERRENI Rocce Terreni Alterazione: fisico chimica - organica Disgregazione meccanica dovuta al trasporto Accumulo Caratteristiche degli accumuli: insieme di particelle tra cui non si hanno legami forti. Se questi esistono sono di ordini di grandezza inferiori rispetto a quelli che caratterizzano le rocce. Composizione mineralogica Dimensioni delle particelle 1

2 GENESI E STRUTTURA DEI TERRENI Struttura del terreno: rapporti geometrici fra le particelle e legami esistenti fra di esse Forze di massa e forze di superficie Superficie specifica [l 2 /m] Sabbia (2 mm) s = m 2 /g Caolino (1-4 µm) s = m 2 /g Montmorillonite (10 A) s = 800 m 2 /g) Terreni a grana grossa: governati dalle forze di massa- Interazione meccanica Terreni a grana fine: governati dalle forze di superficie 2

3 GENESI E STRUTTURA DEI TERRENI Le proprietà dipendono dall interazione meccanica fra le particelle. La struttura dipende dalla distribuzione granulometrica delle particelle, dalla loro forma e dal grado di addensamento Aumentano il mutuo incastro fra le particelle e dunque la resistenza Diminuiscono la porosità e la compressibilità 3

4 GENESI E STRUTTURA DEI TERRENI Nelle argille le interazioni fra le particelle sono determinate dalle forze di superficie. I minerali che compongono le argille sono silicati idrati e hanno forma del reticolo di tipo tetraedrico o ottaedrico. I minerali si compongono in reticoli i quali sovrapponendosi danno origine alla particelle. Gli ioni metallici (silicio, magnesio, alluminio) sono interni al reticolo che ha alla periferia ioni ossigeno o ossidrili. Alla periferia e dunque sulla superficie, la particella risulta carica negativamente. ARGILLE Struttura orientata Struttura floculata Deposizione in acqua dolce. Struttura cellulare (Limi) 4

5 GENESI E STRUTTURA DEI TERRENI Struttura floculata Deposizione acqua salmastra Struttura floculata - dispersa Le particelle legate stabilmente, danno origine a fiocchi i quali si dispongono secondo macrostrutture che a loro volta possono essere disperse o orientate. Queste strutture sono caratterizzate da una microporosità (legata al fiocco) ed ad una macroporosità (legata all insieme dei fiocchi). 5

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8 GENESI E STRUTTURA DEI TERRENI Interazione fra le particelle e l acqua Le particelle d argilla, grazie alla loro carica negativa superficiale, attraggono e legano con forze elettriche l idrogeno facente parte delle molecole d acqua che dunque si dispongono in modo caratteristico rispetto alla particella. Al crescere della distanza dalla particella stessa, le forze elettriche vengono neutralizzate e le molecole d acqua non risentono più di esse. Queste molecole costituiscono l acqua libera o interstiziale. L insieme delle cariche negative superficiale e delle molecole d acqua adsorbite, formano il doppio strato elettrico. 8

9 IL TERRENO COME SISTEMA TRIFASE Scheletro solido Vuoti Porosità: Indice dei vuoti 9

10 Grado di Saturazione Contenuto d acqua Peso spec. TOTALE Peso spec. del SOLIDO Peso specifico solido varia fra limiti poco estesi Peso spec. SECCO 10

11 - Determinazione del contenuto d acqua w e= (Vt-Vs) / Vs = (Vt-Ws/Gs) / Ws/Gs e= (Gs-γ d ) /γ d =

12 γ sat = Gs (1-n) + n γ w S 331/185 = 2.67 (1-n) + n n = e = 1.12 w = Ww/Ws = n 1 / Gs (1-n) w =

13 Classificazione dei terreni Classificazione granulometrica dei terreni in Ciottoli Ghiaia Sabbia Limo Argilla d>60 mm 2<d< <d< <d<0.06 d<0.002 Analisi granulometrica Classificazione a secco per d>74 µm Classificazione ad umido per 2 µm <d<74 µm Classificazione per sedimentazione per d<2 µm 1 mm 0.5 mm 0.25 mm mm mm 13

14 Analisi Granulometrica 14

15 CURVA GRANULOMETRICA 100,00 97,50 CURVA CUMULATA Passante (%) 79,40 34,10 67,26 26,04 18,10 12,14 7,12 2,5 µm 37, ,04 Coefficiente di Uniformità

16 TERRENI NON COESIVI O GRANULARI - Densità relativa 16

17 TERRENI COESIVI O A GRANA FINE Limiti di Atterberg Lo stato fisico di un terreno fine dipende dal suo contenuto d acqua. Il contenuto d acqua per cui avviene il passaggio varia da argilla ad argilla e può essere usato per classificare e caratterizzare il terreno. Il comportamento (resistenza e deformabilità) di una argilla dipende dal contenuto d acqua 17

18 LIMITE LIQUIDO w L - CUCCHIAIO DI CASAGRANDE 18

19 DETERMINAZIONE DEL LIMITE LIQUIDO w L 19

20 LIMITE PLASTICO w P LIMITE DEL RITIRO w S 20

21 INDICE DI PLASTICITA Per un terreno argilloso, l indice di plasticità dipende dalla percentuale e dal tipo di argilla INDICE DI ATTIVITA 21

22 I parametri di resistenza dipendono dall Indice di Plasticità 22

23 INDICE DI CONSISTENZA IC = (w L -w N ) / (w L -w P ) 23

24 Sistemi basati sulla granulometria CLASSIFICAZIONE DEI TERRENI Non vanno bene per i terreni fini in quanto il loro comportamento non dipende dalla sola granulometria. 24

25 Plasticità ARGILLE Linea A: LIMI 25

26 I = 0.2 a a c b d a: passante a mm >35% e <75% - numero fra 0 e 40 b: passante a mm >15% e <55% - numero fra 0 e 40 c: percentuale di wl > 40 e < 60 - numero fra 0 e 20 d: percentuale di wl > 10 e < 30 - numero fra 0 e 20 26

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