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ANALISI SPERIMENTALE DEL COMPORTAMENTO MECCANICO DI FONDAZIONI SUPERFICIALI POSTE SU SABBIA RINFORZATA MEDIANTE GEOSINTETICI Giovanni CALONI Andrea SAVOLDI.

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1 ANALISI SPERIMENTALE DEL COMPORTAMENTO MECCANICO DI FONDAZIONI SUPERFICIALI POSTE SU SABBIA RINFORZATA MEDIANTE GEOSINTETICI Giovanni CALONI Andrea SAVOLDI

2 mostrare lefficacia dei georinforzi nellaumentare la capacità portante di fondazioni superficiali; Scopo del lavoro: proporre un nuovo tipo di geometria dei rinforzi per incrementarne lefficienza.

3 Evoluzione del concetto di georinforzo Rinforzi in materiale polimerico Geogriglia mono-orientata Strisce metalliche Rinforzi Geogriglia bi-orientata

4 Caso particolare: i muri di sostegno Carico inclinato ed eccentrico sul terreno di fondazione W = Peso del muro S = Spinta totale del terreno sul muro W S

5 Effetto del numero di rinforzi e della loro lunghezza sulla capacità portante B.C.R. = qr/qu dove:qr = carico limite del terreno rinforzato qu = carico limite del terreno non rinforzato N = 6 N = 3 N = 1 N = 4

6 Lunghezza dei rinforzi = Base della fondazione Numero di rinforzi = 3 Geometria delle prove B 0.5B sabbia densa

7 Soluzione innovativa: rinforzi allacciati fra loro e solidarizzati alla fondazione sabbia densa B 0.5B

8 Apparato sperimentale cassone di prova (890 x 440 x 200 mm)

9 Cassone vecchio

10 Cassone nuovo

11 Deformazione laterale dei cassoni

12 sistema di carico Apparato sperimentale cassone di prova (890 x 440 x 200 mm)

13 Schema della macchina e sistema di carico

14 sistema di acquisizione dati sistema di carico Apparato sperimentale cassone di prova (890 x 440 x 200 mm)

15 Presentazione dei risultati sperimentali

16 Materiali utilizzati sabbia del Ticino depositata con il metodo del sand spreader geogriglia bi-orientata in scala ridotta Tenax S11

17 Prove su sabbia sciolta (Dr = 20%) Prove su sabbia densa (Dr = 100%) geosintetici allacciati geosintetici non allacciati sabbia sciolta non rinforzata sabbia sciolta rinforzata sabbia densa rinforzata sabbia densa non rinforzata

18 Prove su sabbia sciolta (Dr = 20%) rottura per punzonamento Sprofondamento della fondazione senza evidenti superfici di scorrimento (Vesic, 1973)

19 Influenza del sovraccarico laterale Confronto fra una prova con aspirazione laterale ed una senza aspirazione Prove con aspirazione laterale del sovraccarico

20 Prove su sabbia densa (Dr = 100%) rottura generale per taglio Presenza nel terreno di superfici di scorrimento ben definite (Vesic, 1973)

21 Dai risultati di ogni classe di prove si ricava un dominio di rottura. Carico orizzontale H Carico verticale V

22 Dai risultati di ogni classe di prove si ricava un dominio di rottura. Carico orizzontale H Carico verticale V Percorsi di carico: Percorso 1: carico verticale

23 Dai risultati di ogni classe di prove si ricava un dominio di rottura. Carico orizzontale H Carico verticale V Percorsi di carico: Percorso 2: carico inclinato (H = 0,1 V)

24 Dai risultati di ogni classe di prove si ricava un dominio di rottura. Carico orizzontale H Carico verticale V Percorsi di carico: Percorso 3: carico inclinato (H = 0,2 V)

25 Dai risultati di ogni classe di prove si ricava un dominio di rottura. Percorsi di carico: Percorso 4: carico in due passi successivi Carico orizzontale H Carico verticale VVoVo

26 Dai risultati di ogni classe di prove si ricava un dominio di rottura. Percorsi di carico e punti sperimentali Carico orizzontale H Carico verticale VVoVo

27 Prove di classe A: sabbia sciolta non rinforzata

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29 Dominio di rottura Prove di classe A: sabbia sciolta non rinforzata

30 Prove di classe B: sabbia sciolta rinforzata geosintetici non allacciati

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32 Prove di classe B: sabbia sciolta rinforzata geosintetici non allacciati Dominio di rottura

33 Prove di classe C: sabbia sciolta rinforzata geosintetici allacciati

34 Prove di classe C: sabbia sciolta rinforzata geosintetici allacciati Dominio di rottura

35 Prove di classe D: sabbia sciolta non rinforzata fondazione profonda

36 Prove di classe D: sabbia sciolta non rinforzata fondazione profonda Schema della prova B 1,5 B

37 Prove su sabbia sciolta: confronto dei domini di rottura

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39 Prove su sabbia sciolta: grafico riassuntivo (carico verticale)

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43 Prove di classe E: sabbia densa non rinforzata

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45 Prove di classe E: sabbia densa non rinforzata Dominio di rottura

46 Prove di classe F: sabbia densa rinforzata

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48 Prove di classe F: sabbia densa rinforzata Dominio di rottura

49 Prove su sabbia densa: confronto dei domini di rottura

50 Prove su sabbia densa: grafico riassuntivo (carico verticale)

51 Presentazione dei risultati delle analisi numeriche

52 Approccio teorico: Meccanismo di rottura: Metodo cinematico dellanalisi limite Criterio di Hill semplificato

53 dx dx B(1- )B sx Criterio di Hill

54 Legge di rottura: Mohr – Coulomb con legge di scorrimento associata Approccio teorico: Meccanismo di rottura: Metodo cinematico dellanalisi limite Criterio di Hill semplificato

55 si ricerca un minimo tramite il risolutore di excel Parametri di ingresso: prove triassiali 2/3 1/2 angolo di attrito fra terreno e fondazioneangolo di attrito interno (sabbia densa)angolo di attrito interno (sabbia sciolta)angolo di attrito fra terreno e geosintetico q lim = f( sx, dx, sx, dx, )

56 1. Sabbia sciolta non rinforzata Dominio di rottura

57 i = 0° i = 18°i = 12° i = 6° Geometrie di rottura 1. Sabbia sciolta non rinforzata

58 2. Sabbia sciolta rinforzata (geosintetici non allacciati) Dominio di rottura

59 2. Sabbia sciolta rinforzata (geosintetici non allacciati) Parametri utilizzati nella simulazione

60 2. Sabbia sciolta rinforzata (geosintetici non allacciati) Geometrie di rottura i = 0° i = 18°i = 12° i = 6°

61 3. Sabbia densa non rinforzata Dominio di rottura

62 4. Sabbia densa rinforzata (geosintetici non allacciati) Dominio di rottura

63 4. Sabbia densa rinforzata (geosintetici non allacciati) Parametri utilizzati nella simulazione

64 Computo metrico di confronto fra una fondazione superficiale rinforzata con geosintetici e una fondazione profonda

65 Schema fondazione rinforzata Schema fondazione profonda

66 Risultati del computo metrico comparativo prezzi per metro lineare

67 Conclusioni Aumento della capacità portante fino ad oltre il 200% sia su sabbia sciolta che densa Riduzione dei cedimenti: laumento di rigidezza su sabbia sciolta è da attribuire quasi interamente alla presenza di sabbia densa nella zona rinforzata

68 La configurazione con geosintetici allacciati permette di ottenere risultati paragonabili a quelli di una fondazione profonda occupante lo stesso volume di scavo, pur necessitando di costi nettamente inferiori. Luso di rinforzi corti (L = B) si dimostra molto efficace ed economico Conclusioni


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