Corsi di Geotecnica A ed Elementi di Geotecnica

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1 Università degli Studi di Trento Facoltà di Ingegneria Corsi di Laurea in Ingegneria per l Ambiente ed il Territorio (triennale) Ingegneria del Controllo Ambientale Corsi di Geotecnica A ed Elementi di Geotecnica Dr. Alessandro Tarantino tarantin@ing.unitn.it labgtec/corso_geotecnica_tarantino 1.1

2 INTRODUZIONE 1.2

3 La geotecnica Studia i fondamenti del comportamento meccanico delle terre e delle rocce (deformabilità, resistenza a taglio) Applica la meccanica delle terre e delle rocce alla progettazione di: - fondazioni (superficiali, profonde) - opere di sostegno (muri, paratie) - costruzioni di terra (rilevati stradali e ferroviari, dighe) - costruzioni in sotterraneo - interventi di stabilizzazione dei versanti 1.3

4 La complessità dei geomateriali Materiale discreto Materiale trifase (solido, aria, acqua) Non omogeneo Anisotropo Elastico non-lineare / plastico 1.4

5 Un tipico problema di ingegneria strutturale δ max? F max? l δ F b h δ F max max F = 48 = l E bh l 2 I σ max E, σ max con 3 bh I = 12 La risposta meccanica di una struttura dipende dalle caratteristiche dei materiali e dalla geometria 1.5

6 Un tipico problema di ingegneria geotecnica δ max? F max? γ 1 γ 2, c, φ F δ B D H δ F max max con = F E 2 ( 1 ν ) = Nq γ 1 D + N c + N L H I = I, ; B B Nq = Nq = I c γ ( φ) ; N γ N ( φ) γ γ 2 B 2 B La risposta meccanica di una struttura geotecnica dipende dalle caratteristiche dei materiali e dalla geometria 1.6

7 Il problema della geotecnica SOVRASTRUTTURA TERRENO Materiale NOTO (cls, acciaio, laterizio, materiale lapideo) Materiale? Proprietà meccaniche del materiale NOTE (ad eccezione del materiale lapideo) Proprietà meccaniche del materiale? Struttura NOTA Struttura? 1.7

8 Materiale Argilla (d < mm) Limo (0.002 mm < d < mm) con limo, sabbiosa, debolmente ghiaiosa con argilla, sabbiosa, ghiaiosa Sabbia (0.075 mm < d < 2 mm) con limo, ghiaiosa, argillosa Ghiaia (d > 2 mm) con sabbia, limosa, debolmente argillosa Roccia tenera Roccia compatta CLS 1.8

9 Proprietà meccaniche del materiale Materiale Modulo di elasticità E (MPa) argille e limi poco consistenti molto consistenti sabbie limose poco addensate molto addensate sabbie grosse poco addensate molto addensate rocce tenere compatte cls (roccia tenera) VALORI SOLO INDICATIVI!! 1.9

10 Struttura del terreno di fondazione ghiaia con sabbia roccia alterata disgregata argilla limosa roccia compatta 1.10

11 Il terreno non è trasparente purtroppo?? COSA FARE? 1.11

12 Materiali del sottosuolo e geometria: sondaggi Quanti? Dove? A che profondità? A carotaggio o a distruzione? Con quale tecnica? A secco, con circolazione di acqua o di fango bentonitico? Devo prelevare campioni durante il sondaggio? Devo eseguire prove in foro? Quali, quante? 1.12

13 L importanza della Geologia POSSO FARE DELLE IPOTESI SUL SOTTOSUOLO? carte geologiche carte topografiche rilievo geologico di superficie indagini eseguite in passato in zone circostanti successione stratigrafica situazione tettonica ipotesi sulle formazioni del sottosuolo E più facile cercare sapendo cosa c è da trovare 1.13

14 Il ruolo della Geologia Studia il terreno a grande scala ed esegue analisi essenzialmente di tipo qualitativo Ha un ruolo fondamentale nella pianificazione delle indagini, nel riconoscimento dei materiali e nella definizione della geometria del sottosuolo 1.14

15 Il ruolo dell Ingegneria Geotecnica Studia il terreno essenzialmente a piccola scala ed esegue analisi di tipo quantitativo Definisce lo schema di calcolo, ovvero il modello geotecnico del sottosuolo (geometria, materiali e caratteristiche meccaniche) La definizione del modello geotecnico del sottosuolo, come diogni schema di calcolo, è parte integrante della progettazione e dovrebbe essere compito dell Ingegnere Geotecnico 1.15

16 Proprietà meccaniche dei terreni: prove in sito ed in laboratorio In laboratorio? Misure di rigidezza o resistenza? Su campioni indisturbati o rimaneggiati? Prove triassiali, di taglio diretto, edometriche? Prove di tipo diverso? In sito? Misure di rigidezza o resistenza? CPT, CPTU, SPT, Pressiometro, Dilatometro? Piastra di carico, propagazione di onde sismiche? 1.16

17 Pianificazione della campagna di prove La scelta delle prove da eseguire e la loro interpretazione dipende da: problema progettuale caratteristiche meccaniche dei terreni Posso fare delle ipotesi sulle caratteristiche meccaniche dei terreni? Si, se confronto il terreno con terreni di caratteristiche simili Posso evitare di fare alcune prove? Si, in alcuni casi posso utilizzare i risultati ottenuti da prove su terreni simili 1.17

18 Classificazione geotecnica dei terreni Per identificare terreni simili, è necessaria una classificazione geotecnica dei terreni La classificazione deve includere proprietà facili da determinare e che siano correlate al comportamento meccanico del terreno 1.18