Università IUAV di Venezia corso : Fondamenti di Geotecnica a.a

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Leone Mauri
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1 Università IUAV di Venezia corso : Fondamenti di Geotecnica a.a

2 Progettazione GEOTECNICA Progetto e realizzazione: - delle opere di fondazione; - delle opere di sostegno; - delle opere in sotterraneo; - delle opere e manufatti di materiali sciolti naturali; - dei fronti di scavo; - del miglioramento e rinforzo dei terreni e degli ammassi rocciosi; - del consolidamento dei terreni interessanti opere esistenti, nonché la valutazione della sicurezza dei pendii e la fattibilità di opere che hanno riflessi su grandi aree.

3 Progettazione GEOTECNICA Il progetto delle opere e dei sistemi geotecnici deve articolarsi nelle seguenti fasi: 1 - caratterizzazione e modellazione geologica del sito; 2 - scelta del tipo di opera o d intervento e programmazione delle indagini geotecniche; 3 - caratterizzazione fisico-meccanica dei terreni e delle rocce e definizione dei modelli geotecnici di sottosuolo; 4 - descrizione delle fasi e delle modalità costruttive; 5 - verifiche della sicurezza e delle prestazioni; 6 - piani di controllo e monitoraggio.

4 Formazione dei terreni

5 Formazione dei terreni

6 Falda artesiana e freatica falda freatica (pressione idrostatica) falda artesiana (in pressione) confinata tra strati impermeabili

7 Dimensione indicativa del volume significativo in terreno omogeneo

8 Distribuzione esatta ed approssimata dell incremento di tensione indotto dal carico Q = q applied x B

9 Zona d influenza bulbo delle pressioni significative

10 Sondaggio (prelievo del materiale) campionatore semplice a tubo aperto camp. a pistone Osterberg campioni indisturbati

11 V V n V V S acqua volume dell peso di solidi volume dei peso di G V V e P P W V V P P V P v v w w s s s v s w v s w s = = = = = + + = = (%) ) ' ( ) ( (%) γ γ γ peso di volume contenuto d acqua indice dei vuoti peso specifico grado di saturazione porosità

12 Classificazione basata sulla dimensione delle particelle

13 Terreni a grana grossa e a grana fine a grana grossa (incoerenti) : SABBIA, GHIAIA a grana fine (coesivi) : LIMI, ARGILLE

14 Esempi di curve granulometriche

15 CARATTERIZZAZIONE FISICO-MECCANICA DEI TERRENI TERRENI GRANULARI - DENSITA RELATIVA (Dr) Dr (%) STATO DI ADDENSAMENTO 0 15 molto sciolto Dr = e e max e e max min 100 (%) sciolto medio denso molto denso

17 Stati fisici del terreno coesivo (limiti di Atterberg)

18 Indice di plasticità (IP) e di consistenza (IC) IP = W L W P IC = W W IP L

19 Campi di variabilità dei limiti di Atterberg

20 Carta di Casagrande (materiali coesivi)

21 Sistema di classificazione USCS (Unified Soil Classification System)

22 Sistema di classificazione USCS (Unified Soil Classification System)

23 Stato di tensione geo-statico e principio delle tensioni efficaci σ ' v = σ u = γ z + ( γ γ )( z z ) = γ z + γ v d w sat w w d w '( z z w ) σ ' = h K σ 0 ' v

24 Legge di Bernoulli

25 Moto di filtrazione ALTEZZA PIEZOMETRICA h = z + u γ w GRADIENTE IDRAULICO h i = s

26 Moto di filtrazione : velocità direzione di flusso A=area Q [ m s] 3 = v A = v A / r v portata n v = = Vv V v n r Av A porosità velocità

27 i h = z Legge di Darcy v = K i = K h z Permeametro semplice

28 Curva edometrica e - log(σ v) Cr Indice dei vuoti (e) Cc Cs σ'v (kpa)

29 Curva edometrica ε - log(σ v) Deformazione ε (%) σ'v (kpa) σ'vo σ'c RR SR σ' OCR = σ ' CR c vo

30 Il processo di consolidazione molla = scheletro solido FASE INIZIALE il carico (P) è sostenuto dall acqua FASE INTERMEDIA il carico si trasferisce, col passare del tempo, dall acqua alla molla FASE FINALE il carico è sostenuto dalla molla

31 Percorso di drenaggio pressione neutrale indotta dal carico u 0

32 w( t) U m = w T v H t = T v c H v 2

33 Curva cedimento-tempo in edometro - determinazione di cv σ'v = 98.1 kpa t (min) t (s) H (mm) H (mm) 19.7 H H H σ'v = 98.1 kpa H0 H100 H50 t50 Hdren cv = mm mm mm 120 s cm cm^2/s 19.4 t Tempo (s) coefficiente di consolidazione

34 Grado di consolidazione medio U m (%) Fattore di tempo T v

35 La resistenza dei terreni

36 Apparecchiatura triassiale (sezione)

37 Terreni granulari Provini composti dalla stessa sabbia ma con diversa densità relativa (Dr), sottoposti alla stessa pressione orizzontale in cella triassiale.

38 Angolo di resistenza al taglio (ϕ)( - terreni coesivi

39 Inviluppo di resistenza (comportamento drenato) ) ϕ Legge di resistenza τ σ ' 3 2 = σ ' tan( ϕ) = tan ( π / 4 ϕ / 2) σ ' (tensioni effettive) 1 = Ka

40 Inviluppo di resistenza del materiale coesivo (prova non consolidata - non drenata) ϕ c u Legge di resistenza τ ( tensioni totali) = c u

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