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INDAGINI GEOTECNICHE prove geotecniche di laboratorio CONCLUSA L’ANALISI DELLA COMPRESSIBILITÀ EDOMETRICA DELLE TERRE AFFRONTIAMO IL CAPITOLO DEDICATO.

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1 INDAGINI GEOTECNICHE prove geotecniche di laboratorio CONCLUSA L’ANALISI DELLA COMPRESSIBILITÀ EDOMETRICA DELLE TERRE AFFRONTIAMO IL CAPITOLO DEDICATO A DEFORMABILITÀ E RESISTENZA A ROTTURA Con il termine deformabilità si intende il comportamento tensio-deformativo esibito da un terreno quando è sollecitato in condizioni tali da far prevalere le deformazioni di forma su quelle volumetriche, situazione in cui l’elemento di volume si deforma fino a raggiungere la condizione di rottura Geotecnica per per l’Architetturafascicolo 8/1

2 LE APPARECCHIATURE PER ESAMINARE IL COMPORTAMENTO MECCANICO DEI TERRENI IN TERMINI DI DEFORMABILITÀ E RESISTENZA SONO DI VARIO TIPO. QUELLA MAGGIORMENTE USATA È LA: CELLA TRIASSIALE Geotecnica per l’Architetturafascicolo 8/2

3 In genere, le prove triassiali si realizzano in DUE FASI: Fase di compressione isotropa 33 33 33 33 Fase deviatorica 33 33 33 33  1 -  3 Geotecnica per l'Architetturafascicolo 8/3

4 LE DUE FASI POSSONO ESSERE REALIZZATE IMPONENDO VARIE MODALITÀ DI DRENAGGIO: Fase deviatorica  3 +(  1 -  3 ) 33 33 TIPO di PROVA S (CID) Qc (CIU) Q (UU) Fase isotropa 33 33 33 33 LIBERO IMPEDITO LIBERO IMPEDITO Geotecnica per l'Architetturafascicolo 8/4 alla fine: sempre:  0u    0u 

5 RISULTATI TIPICI IN PROVE DI COMPRESSIONE TRIASSIALE Argilla n.c. del Fucino (AGI, 1991) - I p =60%,  =29°  31°, c=0 Geotecnica per l'Architetturafascicolo 8/5

6 È evidente che, essendo noti i valori di q e p a rottura: Si noti che, indipendentemente dalle condizioni di drenaggio realizzate nel corso delle prove, con ottima approssimazione i punti di rottura risultano allineati lungo una retta di equazione: è possibile risalire ai valori delle tensioni principali (efficaci) a rottura e rappresentare i risultati indicati nel piano di Mohr. In tal modo si ottiene quanto indicato schematicamente in figura: nn  3 ’n’n  1 Geotecnica per l'Architetturafascicolo 8/6

7 nn  3 ’n’n  1 Geotecnica per l'Architetturafascicolo 8/7 In condizioni più generali (ad esempio, volendo prescindere dalla condizione di normal consolidazione) si può affermare che il criterio di rottura di un terreno, ossia la curva che nel piano  ’:  inviluppa i cerchi di Mohr a rottura, è leggermente curvilineo. Nella figura ciò è enfatizzato, per evidenziare la differenza tra la curva di inviluppo a (in rosso) e la retta tangente b (in blu) aventi lo stesso punto di tangenza con il cerchio di Mohr in rosso. a b

8 Nelle condizioni della prova triassiale risulta che: nn  3 ’n’n  1 il cerchio di Mohr rappresentativo degli stati tensionali lungo giaciture che si appoggiano all’asse 3 è quello tracciato tra i punti (  2 =  3, 0) e (  1, 0); idem per gli stati tensionali lungo giaciture che si appoggiano all’asse 2; il cerchio di Mohr per le giaciture che si appoggiano all’asse 1 degenera invece nel punto di coordinate (  3, 0).  1  2 =  3  3 =  2 PERTANTO nelle condizioni caratteristiche delle prove triassiali è sufficiente rappresentare il cerchio tra i punti (  3, 0) e (  1, 0): lo stato tensionale lungo qualunque giacitura è descritto da un punto di tale cerchio. Geotecnica per l'Architetturafascicolo 8/8

9 In genere nella meccanica dei terreni si assume che l’inviluppo di rottura, nella realtà lievemente curvo, possa essere confuso con un inviluppo rettilineo caratterizzato da due parametri: nn  3 ’n’n  1  c  = angolo di attrito (efficace) c = coesione efficace. In alcuni casi, tale assunzione può costringere ad adeguare il valore di  e c al particolare campo tensionale d’interesse per l’applicazione presa in considerazione. Geotecnica per l'Architetturafascicolo 8/9

10  3 +(  1 -  3 ) 33 33 nn  3 ’n’n  1 **  P c  polo, K giacitura di rottura **  Q  P **  Q ** Q P Geotecnica per l'Architetturafascicolo 8/10

11 È POSSIBILE ANCHE ESEGUIRE PROVE IN CUI VIENE FATTA VARIARE SOLO LA PRESSIONE DI CELLA, AL FINE DI ANALIZZARE (IN CONDIZIONI DRENATE) IL LEGAME TENSIONE: DEFORMAZIONE IN CONDIZIONI ISOTROPE In perfetta analogia con quanto rilevato nelle prove edometriche, si osserva che: IL COMPORTAMENTO MECCANICO È ELASTO- PLASTICO (vedi ramo A-B-C); NELLE FASI DI SCARICO-RICARICO IL MASSIMO p’ SUBITO IN FASE DI PRIMO CARICO (p max ) ASSUME IL RUOLO DI TENSIONE DI SNERVAMENTO; IL TERRENO CONSERVA MEMORIA DELLA STORIA TENSIONALE PREGRESSA A C B pBpB linea di rigonfiamento (isotropa) linea di normale consolidazione isotropa eeee epep Geotecnica per l'Architetturafascicolo 8/11

12 A PARITÀ DI p’ UNO STESSO TERRENO PUÒ TROVARSI IN UNO STATO DI NORMALE CONSOLIDAZIONE (OCR=1) O DI SOVRACONSOLIDAZIONE (OCR>1) p Stato di sovraconsolidazione (OCR>1) Stato di normale consolidazione (OCR=1) ANALIZZIAMO DAPPRIMA IL COMPORTAMENTO MECCANICO DEI TERRENI A GRANA FINE NORMALMENTE CONSOLIDATI Geotecnica per l'Architetturafascicolo 8/12

13 EVOLUZIONE DELLO STATO DI TENSIONE IN PROVE TRIASSIALI CID (S)  V =  c +(  1 -  3 ) 0=c0=c MONTAGGIO DEL PROVINO u=u r  0 =0  V =0  v =-u r  o =-u r COMPRESSIONE ISOTROPA u=0  v =  C  o =  C V=CV=C 0=C0=C FASE DEVIATORICA u=0  V =  c +(  1 -  3 )  0 =  c Geotecnica per l'Architetturafascicolo 8/13

14 RISULTATI TIPICI PROVE TRIASSIALI CID (S) IN TERRENI A GRANA FINE NORMALMENTE CONSOLIDATI (OCR=1) contrazione estensione 2 ε v =0 Geotecnica per l'Architetturafascicolo 8/14

15 RISULTATI TIPICI PROVE TRIASSIALI CID (S) IN TERRENI A GRANA FINE NORMALMENTE CONSOLIDATI (OCR=1)  Geotecnica per l'Architetturafascicolo 8/15

16 EVOLUZIONE DELLO STATO DI TENSIONE IN PROVE TRIASSIALI CIU (Qc)  V =  c +(  1 -  3 ) 0=c0=c MONTAGGIO DEL PROVINO u=u r  0 =0  V =0  v =-u r  o =-u r COMPRESSIONE ISOTROPA u=0  v =  C  o =  C V=CV=C 0=C0=C FASE DEVIATORICA u=A  (  1 -  3 )  V =  c +(1-A)  (  1 -  3 )  0 =  c + -A  (  1 -  3 ) Geotecnica per l'Architetturafascicolo 8/16

17 RISULTATI TIPICI PROVE TRIASSIALI CIU (Qc) IN TERRENI A GRANA FINE NORMALMENTE CONSOLIDATI (OCR=1) Geotecnica per l'Architetturafascicolo 8/17

18 RISULTATI TIPICI PROVE TRIASSIALI CIU (Qc) IN TERRENI A GRANA FINE NORMALMENTE CONSOLIDATI (OCR=1) Tensioni totali Tensioni efficaci  Geotecnica per l'Architetturafascicolo 8/18

19 EVOLUZIONE DELLO STATO DI TENSIONE IN PROVE TRIASSIALI UU (Q)  V =  c +(  1 -  3 ) 0=c0=c MONTAGGIO DEL PROVINO u=u r  0 =0  V =0  v =-u r  o =-u r COMPRESSIONE ISOTROPA u= u r +  C  v =-u r  o =-u r V=CV=C 0=C0=C FASE DEVIATORICA u= u r +  C + +A  (  1 -  3 )  V =-u r +(1-A)  (  1 -  3 )  0 = -u r + -A  (  1 -  3 ) Geotecnica per l'Architetturafascicolo 8/19

20 RISULTATI TIPICI PROVE TRIASSIALI UU (Q) IN TERRENI A GRANA FINE NORMALMENTE CONSOLIDATI (OCR=1) Geotecnica per l'Architetturafascicolo 8/20

21 RISULTATI TIPICI PROVE TRIASSIALI UU (Q) IN TERRENI A GRANA FINE NORMALMENTE CONSOLIDATI (OCR=1) Tensioni totaliTensioni efficaci  cucu Geotecnica per l'Architetturafascicolo 8/21

22 RICORDIAMO CHE A PARITÀ DI p’ UNA STESSA “ARGILLA” PUÒ TROVARSI IN UNO STATO DI NORMALE CONSOLIDAZIONE (OCR=1) O DI SOVRACONSOLIDAZIONE (OCR>1) p Stato di sovraconsolidazione (OCR>1) Stato di normale consolidazione (OCR=1) ORA ANALIZZIAMO IL COMPORTAMENTO MECCANICO DEI TERRENI A GRANA FINE SOVRACONSOLIDATI Geotecnica per l'Architetturafascicolo 8/22

23 RISULTATI TIPICI PROVE TRIASSIALI CID (S) IN TERRENI A GRANA FINE SOVRACONSOLIDATI (OCR>1) O Geotecnica per l'Architetturafascicolo 8/23

24 RISULTATI TIPICI PROVE TRIASSIALI CID (S) IN TERRENI A GRANA FINE SOVRACONSOLIDATI (OCR>1) Tensione normale efficace,  ' Tensione tangenziale, p'o=100 kPa p'o=200 kPa p'o=400 kPa  c Geotecnica per l'Architetturafascicolo 8/24

25 STATO DI DEBOLE E FORTE SOVRACONSOLIDAZIONE STATI NON RAGGIUNGIBILI FORTE SOVRACONSOLIDAZIONE DEBOLE SOVRACONSOLIDAZIONE Geotecnica per l'Architetturafascicolo 8/25

26 RISULTATI TIPICI PROVE TRIASSIALI CIU (Qc) IN TERRENI A GRANA FINE SOVRACONSOLIDATI (OCR>1)  u > 0  u < 0 Geotecnica per l'Architetturafascicolo 8/26 Deformazione assiale,  a Variazione di u

27 RISULTATI TIPICI PROVE TRIASSIALI CID (S) IN TERRENI A GRANA FINE SOVRACONSOLIDATI (OCR>1) Geotecnica per l'Architetturafascicolo 8/27 Tensioni normali,  &  ' Tensione tangenziale, p'o=100 kPa p'o=200 kPa p'o=400 kPa c  Tensioni totali Tensioni efficaci

28 RISULTATI TIPICI PROVE TRIASSIALI UU (Q) IN TERRENI A GRANA FINE SOVRACONSOLIDATI (OCR>1) Geotecnica per l'Architetturafascicolo 8/28

29 RISULTATI TIPICI PROVE TRIASSIALI UU (Q) IN TERRENI A GRANA FINE SOVRACONSOLIDATI (OCR>1) Tensioni normali,  &  ' Tensione tangenziale, po=170 kPa po=310 kPa po=500 kPa Tensioni totaliTensioni efficaci  cucu Geotecnica per l'Architetturafascicolo 8/29

30 APPARECCHIO DI TAGLIO DIRETTO a) piastra di base, b) piastre porose c) piastre nervate, d) testa di carico Componenti della scatola Schema di applicazione dei carichi e meccanismi di rottura Dimensioni dei provini: H  12.5 mm; L  50 mm; L/H  2 (AGI, 1990) Geotecnica per l'Architetturafascicolo 8/30

31 Argilla di Grassano, materiale indisturbato  ’’ c’c’ ’’ ’r’r resistenza di picco resistenza residua Geotecnica per l'Architetturafascicolo 8/31


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