GEOTECNICA LEZIONE 5 STATO TENSIONALE IN PRESENZA DI MOTI DI FITLRAZIONE 1- D. Ing. Alessandra Nocilla

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1 GEOTECNICA LEZIONE 5 STATO TENSIONALE IN PRESENZA DI MOTI DI FITLRAZIONE 1- D Ing. Alessandra Nocilla 1

2 CALCOLO DELLO STATO TENSIONALE IN PRESENZA DI MOTO DI FILTRAZIONE Quota geometrica: il cui valore assoluto dipende dalla posizione del piano di riferimento. Quota piezometrica: è data dalla somma della quota geometrica e dell altezza piezometrica. I carameri del moto di filtrazione dipendono esclusivamente dalla quota piezometrica; il valore del gradiente idraulico da introdurre nella legge di Darcy si calcola con riferimento alle quote piezometriche. Altezza piezometrica: il valore di questa grandezza è di notevole interesse poiché è proporzionale alla pressione agente sull acqua; l altezza piezometrica è l altezza alla quale l acqua risale in un tubo piezometrico- con presa piezometrica nel punto di interesse. In generale è più comodo determinare prima la quota geometrica z e la quota piezometrica h (o H), e poi calcolare l altezza piezometrica (u/ ) somraendo la prima dalla seconda. u h z In questo modo è possibile conoscere la pressione interstziale u come: u ( h z) Di seguito saranno espost alcuni casi di calcolo dell altezza piezometrica in presenza di moto di filtrazione monodimensionale: 2

3 VERIFICA AL SIFONAMENTO Come si è demo, la resistenza a taglio dei terreni incoerent è diremamente proporzionale alla pressione efficace. Quando, in un terreno incoerente, per effemo del moto dell acqua le pressioni efficaci si annullano, la resistenza a taglio si annulla e si ha il sifonamento. In altri termini, si ha sifonamento quando la resistenza a taglio è nulla perché nulle sono le pressioni efficaci. La resistenza a taglio dei terreni coesivi può essere diversa da zero anche se le pressioni efficaci sono nulle; di conseguenza, in tal caso, per pressioni efficaci nulle non si ha necessariamente sifonamento. Le pressioni efficaci sono nulle quando le pressioni neutre eguagliano le pressioni totali. In meccanica dei terreni esistono due situazioni frequent per le quali si può verificare tale eguaglianza. 1) In presenza di mot di filtrazione dire` verso l alto con gradient idraulici tanto alt che le forze esercitate dall acqua- e direme verso l alto- eguagliando il peso totale del terreno (se questo è scarico), ossia quando le forze di filtrazione eguagliano il peso del terreno immerso in acqua. 2) Quando sui terreni scarsamente addensat agiscono scosse che possono produrre riduzioni di volume dello scheletro solido accompagnate dal trasferimento delle pressioni efficaci sulla fase liquida. Con riferimento alla figura precedente, il fenomeno del sifonamento si verifica quando alla base del serbatoio si annullano le tensioni efficaci. 3

4 CALCOLO DELLO STATO TENSIONALE IN PRESENZA DI MOTO DI FILTRAZIONE 1D Calcolo delle tensioni in presenza di moto di filtrazione. In figura è rappresentato un recipiente cilindrico (A), contenente un campione di sabbia alto 3 m. il cilindro A, mediante un tubo di gomma flessibile (B), è collegato dalla parte inferiore ad un serbatoio di acqua (C). Mentre la posizione di A è fissa, C può spostarsi. Tracciare i diagrammi di tensione efficace totale e interstziale lungo il provino di sabbia quando C si trova in 1, 2 e 3. Con riferimento alla posizione 3, calcolare il valore del dislivello h c per cui si determina la condizione di sifonamento nella sabbia. 4

5 SIFONAMENTO 1D Il sifonamento si verifica quando si annullano le tensioni efficaci al fondo del serbatoio. Si calcoli la tensione efficace lungo la sezione AA del terreno: h c σ L + L v sat u L ( L + L + hc ) L σ ' v ' L h c A A σ ' v 0 Condizione di sifonamento ' L h c hc L ' i c ' Il gradiente idraulico con il quale la pressione efficace diventa nulla è chiamato gradiente idraulico critco; nelle condizioni corrispondent al gradiente critco un terreno granulare non può sopportare alcun carico e le partcelle di sabbia si comportano come un fluido. 5