GEOTECNICA

Lo studenti acquisirà la capacità di:  analizzare la natura multifase e lo stato tenso-deformativo in un deposito di terreno; - analizzare i fenomeni di filtrazione e consolidazione e gli effetti sul territorio; - interpretare le prove di laboratorio e in sito più comuni al fine di determinare i vari parametri di progetto.

Lezioni frontali. Esercizi svolti in classe dal docente con il coinvolgimento degli studenti. Verifiche in aula su aspetti teorici ed applicativi.

Introduzione – Classificazione delle terre e limiti di Atterberg – Curve granulometriche. Indici e pesi specifici. Densità relativa. Variabili di stato per terreni a grana fine ed a grana grossa. Continui plurifase. Principio degli sforzi efficaci. Equazione di continuità del flusso. Legge di Darcy. Problemi accoppiati e disaccoppiati. Stato di sforzo geostatico. Parametri di Skempton.

Processi di filtrazione in regime stazionario. Moti confinati e non confinati. Soluzione di problemi di filtrazione 1D: moto dell’acqua parallelo agli strati di terreno; moto dell’acqua ortogonale agli strati di terreno. Disomogeneità. Soluzione di problemi di filtrazione 2D: metodo delle differenze finite e reticoli di flusso. Prova di laboratorio con permeametro. Determinazione del coefficiente di permeabilità- Sifonamento. Moti non confinati: problema della diga in terra, del pozzo in falda freatica. 

Processi di filtrazione in regime transitorio. Consolidazione monodimensionale: condizioni iniziali, al contorno ed integrazione dell’equazione differenziale. Subsidenza. Prova edometrica. Determinazione dei parametri necessari per lo studio della consolidazione primaria e dei suoi effetti in ambito urbano ed extra-urbano. Consolidazione secondaria. 

Comportamento meccanico delle terre e prove di laboratorio. Resistenza al taglio e deformabilità dei terreni. Elasticità. Plasticità. Criteri di rottura. Teoria dello stato critico. L’apparecchiatura triassiale ordinaria e l’apparecchio di taglio diretto. I percorsi di carico. Prove triassiali C-D, C-U, U-U per terreni a grana fine e terreni a grana grossa. Determinazione dei parametri di resistenza. Cenni sulla determinazione dei parametri di deformabilità. 

Stati di equilibrio limite e spinta delle terre. Condizioni di spinta a riposo, attiva e passiva. Teoria di Rankine. Teoria di Rankine generalizzata. Teoria di Coulomb. Applicazioni a casi reali. 

Prove in-situ. Scavi accessibili, sondaggi, prelievo di campioni. Prove CPT, CPTU, SPT, scissometriche, pressiometriche, dilatometriche statiche e dinamiche, SASW, MASW. Principali correlazioni tra i risultati delle indagini in-situ ed i parametri geotecnici.

Esempi di progettazione geotecnica nelle opere di ingegneria civile.

Testo n. 1 -  Lancellotta, R. (2012). Geotecnica. Zanichelli, Bologna. 

Testo n. 2 -  Budhu M. (2010). Soil mechanics and foundations. John Wiley & Sons Inc. USA.

Per approfondimenti possono essere consultati i seguenti testi: 

Testo n. 3 - Tonni, L., Gottardi, G. (2010). Esercizi di geotecnica. Esculapio, Bologna. 

Testo n. 4 - Burghignoli A. (2018). Meccanica delle terre. Hevelius.

Testo n. 5 - Lancellotta, R., Costanzo, D., Foti, S. (2020). Progettazione geotecnica secondo l’Eurocodice 7 e le Norme Tecniche per le Costruzioni 2018. Hoepli, Milano.  

- Quali sono i parametri di Skempton e come si determinano?

- In che cosa si differenzia il comportamento dei terreni a grana grossa da quello dei terreni a grana fine?

- Come può essere studiato il fenomeno della consolidazione e quali sono i suoi potenziali effetti sulle opere da costruire o già costruite?

- Quali sono i rischi del fenomeno del sifonamento?

- Come si determinano i parametri di resistenza e deformabilità di un terreno e come incidono nelle varie scelte progettuali?

- Che differenza c'è tra l'angolo di resistenza al taglio di picco e quello a volume costante?

- Determini la spinta passiva ed attiva su un muro di sostegno.

- Illustri la prova SPT ed indichi quali parametri geotecnici possono essere ottenuti da tale prova e come.