GEOSINTETICI NELLE APPLICAZIONI GEOTECNICHE: LINEAMENTI FONDAMENTALI PER LA PROGETTAZIONE DI INTERVENTI DI DRENAGGIO.

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1 GEOSINTETICI NELLE APPLICAZIONI GEOTECNICHE: LINEAMENTI FONDAMENTALI PER LA PROGETTAZIONE DI INTERVENTI DI DRENAGGIO Riccardo Berardi

2 GEOSINTETICI : TIPOLOGIE E FUNZIONI 2 GT tessuto GG GR GT non tessuto + GR = GC + nucleo = GC Aspetti generali

3 GEOSINTETICI : RINFORZO / FILTRAZIONE / DRENAGGIO 3 Rinforzo Aumento resistenza (trazione) Riduzione deformabilità Funzionalità idraulica Permeabilità Stabilità nel tempo q NO SI t Aspetti generali

4 GEOSINTETICI : FILTRAZIONE / DRENAGGIO 4 q Funzionalità idraulica NO Permeabilità Stabilità nel tempo SI tempo Permittività Trasmissività ( t : spessore ) Opening size k ψ = t θ = k t O F : O O Aspetti generali Dreni/Filtri

5 5 TRINCEA DRENANTE Pinzani et al., 2008 Pellegrino et al., 2004

6 TRINCEA DRENANTE soluzione tradizionale 6

7 TRINCEA DRENANTE soluzione con geocomposito 7

8 8 TRINCEA DRENANTE Fasi realizzative

9 SISTEMI TRINCEE DRENANTI: ASPETTI DEL DIMENSIONAMENTO 9 4. Funzionalità idraulica : corretta scelta dei materiali criterio PERMEABILITA criterio RITENZIONE criterio STABILITA criterio PERMEABILITA criteri RITENZIONE 4D < D < 4D ( b) ( f) ( b) D 2 < U = < 4 D ( f) 60 ( f) 10 (b) Terreno di base (f) filtro del filtro in geotessile criterio PERMEABILITA criteri RITENZIONE del nucleo drenante del filtro in geotessile

10 Pendio indefinito H F S W = = M z ( γ Mγ ) tgφ' γ w tgβ Coeff. Sicurezza Fs F S ( ) τ f c' + σ u tgφ' = = = τ τ m m ( ) 2 c' + γz γwhw cos β tgφ' = γz senβcosβ pendio "indefinito" - coltre - c'=0 Riduzione u tg φ' / tg β Incremento resistenza Interventi su geometria pendio M=0 M=0,5 M=1 10

11 SISTEMI TRINCEE DRENANTI: ELEMENTI DI DIMENSIONAMENTO Burghignoli e Desideri, ; Di Maio et al., 1986; Desideri et al., ) F S ( ) 2 τ f c' + γz u0 cos β tgφ' = = τ γz senβcosβ m F = F u tgφ' τ m u tgφ' Efficienza idraulica E rapporto tra la variazione delle pressioni interstiziali a seguito del drenaggio e la massima riduzione raggiungibile ( u u ) ( 0 ) ( u 0) 0 max = = τm u 0 u0 u E = = = u u u max 0 0 R.Berardi -Progettazione Geotecnica Difesa Territorio Coeff. Sicurezza Fs u=0 u=uo u=umax u=0 u 0 u max ΔF max 0 0,5 1 1,5 2 tg φ' / tg β Et ( ) ( ) u ut ( ) ( ) 0 = = u0 Fmax F t = Et ( ) F F t max 11

12 SISTEMI TRINCEE DRENANTI: ELEMENTI DI DIMENSIONAMENTO Burghignoli e Desideri, ; Di Maio et al., 1986; Desideri et al., ) Terreno omogeneo e isotropo soggetto a consolidazione indotta da processo di drenaggio Differenti condizioni al contorno Flusso bidimensionale (L>> S) Trincee parallele k R.Berardi -Progettazione Geotecnica v =k H (ma per k v k H S * = S (kv/k H ) 0.5 ; es. k h =10 k v S * 0.3S Difesa Territorio 12

13 SISTEMI TRINCEE DRENANTI: ELEMENTI DI DIMENSIONAMENTO Burghignoli e Desideri, ; Di Maio et al., 1986; Desideri et al., ) B ( B cm H m) H = = = 0 i F( t ) = E F max Significativa influenza di interasse S e profonditàh 0 R.Berardi -Progettazione Geotecnica Difesa Territorio 13

14 SISTEMI TRINCEE DRENANTI: ELEMENTI DI DIMENSIONAMENTO Burghignoli e Desideri, ; Di Maio et al., 1986; Desideri et al., ) Fattore Tempo (adimensionale) ( ; '; ν; ; ) T = f k E H t v it E( t) = 0.5 E it E( t) = 0.9 E 0 Significativa influenza del rapporto S/H 0 p.es.: k= m/s E =5000 kn/m 2 ν=0.25 R.Berardi -Progettazione Geotecnica Difesa Territorio S/H 0 >3 H/H 0 =1 T 90 =0.5 t 4 mesi 14

15 COMMENTI Processo di filtrazione notevolmente complesso (aspetti idrologici, geologici, geotecnici) 2. Possibili condizioni di flusso tridimensionali 3. Soluzioni semplificate forniscono indicazioni progettuali utili e cautelative MA IPOTESI: PERMEABILITA TRINCEA (NO occlusione NO sovrappressioni) IMPORTANZA COMPORTAMENTO DEL FILTRO

16 CRITERI DI PROGETTO DEL FILTRO (GEOTESSILE) 16 STATI LIMITE: (a) EROSIONE (PIPING): il filtro ha dimensioni dei pori non in grado di trattenere particelle terreno di base trasportate dal flusso (b) ACCECAMENTO (BLINDING) : accumulo particelle trasportate all interfaccia terreno base-filtro (c) INTASAMENTO (CLOGGING) : particelle terreno di base trattenute dai pori del filtro FILTRO DRENO (a) (b) INSTABILITA, RIDUZIONE PERMEABILITA e SOVRAPPRESSIONI INTERSTIZIALI (c)

17 CRITERI DI PROGETTO DEL FILTRO (GEOTESSILE) 17 FILTRO (efficacia e stabilità) CRITERIO DIRITENZIONE: trattenere terreno di base (NO PIPING) senza occlusione (dimensioni pori filtro < valore limite) CRITERIO PERMEABILITA : garantire flusso idraulico evitando insorgenza Δu in prossimità trincea (NO BLINDING E CLOGGING) (dimensioni pori filtro > valore limite) q NO SI t

18 CRITERIO DI RITENZIONE DEL FILTRO (GEOTESSILE) Terreni int. stabili: O F λ D ( b) N 18 O F O : O Molti criteri proposti in letteratura: Terreni int. stabili: O F : fornito da produttore ma dipendente da metodologia sperimentale λ: tipo geotessile, caratt. terreno, i, U, σ, ecc OF ( 1.5 2) D ( b) 85 in considerazione condizioni al contorno TRINCEE DRENANTI (i 1 ; σ modeste) Aspetti generali Dreni/Filtri

19 CRITERIO DI PERMEABILITA DEL FILTRO (GEOTESSILE) 19 Molti criteri proposti in letteratura: k > η k soil ψ µ k soil k [ m s] η : (clogging e compressione) s Permittività ψ = k t A causa elevata permeabilità dei geotessili filtro e limitato spessore il criterio ègeneralmente verificato Aspetti generali Dreni/Filtri

20 CRITERI DI SCELTA GEOSINTETICI : OSSERVAZIONI 20 Le tensioni di confinamento influenzano O F e lo spessore del geosinteticot G (ad un aumento σ corrisponde riduzione O F e t G ). Per i filtri in NT in TRINCEE DRENANTIpuò risultare aspetto non particolarmente significativo (riduzione efficienza filtro). I criteri esposti non perdono validità. Per i geocompositidrenanti èinvece necessario considerare la riduzione di trasmissivitàdovuta a incremento σ. I fenomeni di intasamento del filtro durante l installazione possono essere rilevanti per l efficienza idraulica, ma sono di difficile valutazione pratica In relazione alle numerose e diverse fonti di incertezza può essere auspicabile un approccio basato su applicazione di fattori parziali σ

21 CRITERI DI SCELTA GEOSINTETICI : PARAMETRI DI PROGETTO 21 DESIGN BY FUNCTION q q DISPONIBILE progetto = q qtest f f f f f cb creep intr cc bc DISPONIBILE Es.: PORTATA attraverso geotessile DIFFERENZE LAB TEST vs. RISPOSTA IN SITO Aspetti generali Dreni/Filtri