Corsi di Geotecnica A ed Elementi di Geotecnica
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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 [email protected] http://www.ing.unitn.it/∼labgtec/corso_geotecnica_tarantino Università degli Studi di Trento - Facoltà di Ingegneria Geotecnica A / Elementi di Geotecnica (Dr. A Tarantino) 1.1 INTRODUZIONE Università degli Studi di Trento - Facoltà di Ingegneria Geotecnica A / Elementi di Geotecnica (Dr. A Tarantino) 1.2 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 Università degli Studi di Trento - Facoltà di Ingegneria Geotecnica A / Elementi di Geotecnica (Dr. A Tarantino) 1.3 La complessità dei geomateriali Materiale discreto Materiale trifase (solido, aria, acqua) Non omogeneo Anisotropo Elastico non-lineare / plastico Università degli Studi di Trento - Facoltà di Ingegneria Geotecnica A / Elementi di Geotecnica (Dr. A Tarantino) 1.4 Un tipico problema di ingegneria strutturale δmax ? F Fmax ? b δ δ max F l3 = 48 E I Fmax 3 bh 2 σ max = 4 l h l E, σmax con bh 3 I= 12 La risposta meccanica di una struttura dipende dalle caratteristiche dei materiali e dalla geometria Università degli Studi di Trento - Facoltà di Ingegneria Geotecnica A / Elementi di Geotecnica (Dr. A Tarantino) 1.5 Un tipico problema di ingegneria geotecnica δmax ? F γ 1 γ2, c, φ D H ( ) F 1−ν 2 I E = N q γ 1 D + N c c + Nγ γ 2 δ max = Fmax δ B Fmax ? con B B 2 L H I = I , ; B B Nq = Nq (φ ); Nγ = Nγ (φ ) La risposta meccanica di una struttura geotecnica dipende dalle caratteristiche dei materiali e dalla geometria Università degli Studi di Trento - Facoltà di Ingegneria Geotecnica A / Elementi di Geotecnica (Dr. A Tarantino) 1.6 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 Università degli Studi di Trento - Facoltà di Ingegneria Geotecnica A / Elementi di Geotecnica (Dr. A Tarantino) Struttura ⇒ ? ⇒ ? 1.7 Materiale Argilla (d < 0.002 mm) con limo, sabbiosa, debolmente ghiaiosa Limo (0.002 mm < d < 0.075 mm) 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 ⇐ CLS Roccia compatta Università degli Studi di Trento - Facoltà di Ingegneria Geotecnica A / Elementi di Geotecnica (Dr. A Tarantino) 1.8 Proprietà meccaniche del materiale Materiale Modulo di elasticità E (MPa) argille e limi sabbie limose sabbie grosse rocce cls poco consistenti 0.2-4 molto consistenti 12-30 poco addensate 15-30 molto addensate 50-100 poco addensate 20-50 molto addensate 80-150 tenere 500-10000 compatte 60000-130000 (roccia tenera) 11000-13000 VALORI SOLO INDICATIVI !! Università degli Studi di Trento - Facoltà di Ingegneria Geotecnica A / Elementi di Geotecnica (Dr. A Tarantino) 1.9 Struttura del terreno di fondazione ghiaia con sabbia argilla limosa Università degli Studi di Trento - Facoltà di Ingegneria Geotecnica A / Elementi di Geotecnica (Dr. A Tarantino) roccia alterata disgregata roccia compatta 1.10 Il terreno non è trasparente … purtroppo ?? COSA FARE ? Università degli Studi di Trento - Facoltà di Ingegneria Geotecnica A / Elementi di Geotecnica (Dr. A Tarantino) 1.11 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? Università degli Studi di Trento - Facoltà di Ingegneria Geotecnica A / Elementi di Geotecnica (Dr. A Tarantino) 1.12 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 Università degli Studi di Trento - Facoltà di Ingegneria Geotecnica A / Elementi di Geotecnica (Dr. A Tarantino) 1.13 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 Università degli Studi di Trento - Facoltà di Ingegneria Geotecnica A / Elementi di Geotecnica (Dr. A Tarantino) 1.14 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 Università degli Studi di Trento - Facoltà di Ingegneria Geotecnica A / Elementi di Geotecnica (Dr. A Tarantino) 1.15 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? Università degli Studi di Trento - Facoltà di Ingegneria Geotecnica A / Elementi di Geotecnica (Dr. A Tarantino) 1.16 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’ Università degli Studi di Trento - Facoltà di Ingegneria Geotecnica A / Elementi di Geotecnica (Dr. A Tarantino) 1.17 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 Università degli Studi di Trento - Facoltà di Ingegneria Geotecnica A / Elementi di Geotecnica (Dr. A Tarantino) 1.18
