Universit à IUAV di Venezia · Progettazione GEOTECNICA Progetto e realizzazione: - delle opere di fondazione; - delle opere di sostegno; - delle opere in sotterraneo; - delle opere

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corso : Fondamenti di Geotecnicacorso : Fondamenti di Geotecnica

a.a.a.a.20162016--1717

- IUAV - corso: Fondamenti di Geotecnica - IUAV -

Progettazione GEOTECNICAProgettazione 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.


Progettazione GEOTECNICAProgettazione 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 modelligeotecnici di sottosuolo;4 - descrizione delle fasi e delle modalità costruttive;5 - verifiche della sicurezza e delle prestazioni;6 - piani di controllo e monitoraggio.


Formazione dei terreni


Formazione dei terreni


Falda artesiana e freatica

falda artesiana (in pressione) confinatatra strati “impermeabili”

falda freatica (pressione idrostatica)


Dimensione indicativa del volume significativo in t erreno omogeneo


Distribuzione esatta ed approssimata dellDistribuzione esatta ed approssimata dell ’’ incremento di tensione incremento di tensione indotto dal carico Q = indotto dal carico Q = qqappliedapplied x Bx B


Zona d’influenza ≡ bulbo delle pressioni significative


Sondaggio (prelievo del materiale)Sondaggio (prelievo del materiale)

campionatore semplice a tubo aperto camp. a pistone “ Osterberg”

campioni “indisturbati”


V

Vn

V

VS

acquadellvolumedipeso

solidideivolumedipesoG

V

Ve

P

PW

VV

PP

V

P

v

v

w

w

ss

s

v

s

w

vs

ws

===

==+

+==

(%))'(

)(

(%)

γγ

γ

peso di volume contenuto d’acqua indice dei vuoti

peso specifico grado di saturazione porosità


Classificazione basata sulla dimensione delle parti celle


Terreni a grana grossa e a grana fineTerreni a grana grossa e a grana fine

a grana grossa (incoerenti) : SABBIA, GHIAIAa grana grossa (incoerenti) : SABBIA, GHIAIA

a grana fine (coesivi) : LIMI, ARGILLEa grana fine (coesivi) : LIMI, ARGILLE


Esempi di curve granulometriche


CARATTERIZZAZIONE FISICO- MECCANICA DEI TERRENI

TERRENI GRANULARI - DENSITA’ RELATIVA (Dr)

(%)100minmax

max ×−

−=

eeee

Dr

Dr (%) STATO DI ADDENSAMENTO

0÷15 molto sciolto

15÷35 sciolto

35÷65 medio

65÷85 denso

85÷100 molto denso



Stati fisici del terreno coesivo (limiti di Stati fisici del terreno coesivo (limiti di AtterbergAtterberg ))


Indice di plasticità (IP) e di consistenza (IC)

PL WWIP −=

IPWW

IC L −=


Campi di variabilità dei limiti di Atterberg


Carta di Casagrande (materiali coesivi)


Sistema di classificazione USCS (Unified Soil Classif ication System)


Sistema di classificazione USCS (Unified Soil Classif ication System)


Stato di tensione Stato di tensione geogeo --staticostatico e e principio delle tensioni efficaciprincipio delle tensioni efficaci

vh K '' 0σσ =

)('))((' wwdwwsatwdvv zzzzzzu −+=−−+=−= γγγγγσσ


Legge di Legge di BernoulliBernoulli


Moto di filtrazioneMoto di filtrazione

s

hi

uzh

w

∆∆=

+=γ

GRADIENTE GRADIENTE IDRAULICOIDRAULICO

ALTEZZA PIEZOMETRICAALTEZZA PIEZOMETRICA


Moto di filtrazione : Moto di filtrazione : velocitvelocitàà

direzione di flusso

[ ]

velocitànvv

porositàA

A

V

Vn

portatasmAvAvQ

r

vv

vr

⋅=

≈=

⋅=⋅= /3

A=area


Legge di Legge di DarcyDarcy

Permeametro semplice

z

hKiKv

z

hi

∆∆−=⋅=

∆∆= ||


Curva edometrica e - log( σ’v)

0.5

0.525

0.55

0.575

0.6

0.625

0.65

1 10 100 1000 10000

σ 'v (kPa)

Indi

ce d

ei v

uoti

(e)

Cs

Cc

Cr


Curva edometrica ε - log( σ’v)

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1 10 100 1000 10000σ 'v (kPa)

Def

orm

azio

ne

ε (

%)

RR

SR

σ'cσ'vo

CR

vo

c

'

'OCR

σ

σ=


FASE INIZIALEil carico (P) è sostenuto

dall’acqua

FASE FINALEil carico è sostenuto

dalla molla

FASE INTERMEDIAil carico si trasferisce, col

passare del tempo, dall’acqua alla molla

molla = scheletro solido

Il processo di consolidazioneIl processo di consolidazione


u0

pressione neutrale indotta dal carico

Percorso di drenaggio


vT

v

v

c

HTt

2

=

H

∞

=w

twUm

)(


Curva cedimento-tempo in edometro - determinazione di cv

σ'v = 98.1 kPa

t (min) t (s) H (mm)0 0 19.68

0.1 6 19.650.25 15 19.630.5 30 19.61

1 60 19.592 120 19.564 240 19.538 480 19.508

15 900 19.4930 1800 19.47860 3600 19.468

120 7200 19.458240 14400 19.45480 28800 19.445960 57600 19.44

1440 86400 19.438

H0 19.675 mmH100 19.458 mmH50 19.5665 mmt50 120 s

Hdren 0.978325 cm

cv = 0.001571 cm^2/s

19.4

19.45

19.5

19.55

19.6

19.65

19.7

1 10 100 1000 10000 100000

Tempo (s)

H (

mm

)

H0

H100

H50

t50

σ'v = 98.1 kPa

coefficiente di consolidazione


1.12995

0.84890

0.40370

0.19650

0.070730

0.007710

TvUm (%)

Grado di consolidazione medio

Fattore di tempo


La resistenza dei terreniLa resistenza dei terreni


Apparecchiatura Apparecchiatura triassialetriassiale (sezione)(sezione)


Terreni granulariTerreni granulari

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


Angolo di resistenza al taglio (Angolo di resistenza al taglio ( ϕϕ) ) -- terreni coesiviterreni coesivi


Inviluppo di resistenza (comportamento drenato)Inviluppo di resistenza (comportamento drenato)

) ϕ

Legge di resistenzaLegge di resistenza aK=−== )2/4/(tan'

')tan(' 2

1

3 ϕπσσϕστ

(tensioni effettive)


Inviluppo di resistenza del materiale coesivoInviluppo di resistenza del materiale coesivo(prova non consolidata (prova non consolidata -- non drenata)non drenata)

ϕ

Legge di resistenzaLegge di resistenza )( totalitensionicu=τ

cu


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