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Q U A D E R N I P E R L A P R O G E T T A Z I O N E

INGEGNERIA GEOTECNICA E GEOLOGIA APPLICATANel Cd-Rom allegato:96 fogli excel, articolati in 133 schede per calcoli e verifiche secondo le nuove Norme Tecniche e gli Eurocodici

II edizione

diFAUSTINO CETRARO

000 prime pagine.fm Tuesday, January 8, 2008 4:06 PM

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INDICE GENERALE

Prefazione ............................................................................15

CAPITOLO 1

PROGRAMMA DELLE INDAGINI .................................................17

1.1 Introduzione ......................................................................... 17

1.2 Indagini e studi preliminari alla progettazione .......................... 18

1.3 Volume significativo di terreno da indagare per le diverse tipologie di opere.............................................. 18

1.4 Pianificazione degli studi da compiere sui terreni di fondazione ........................................................ 19

• a) Indagini preliminari ........................................................20

• b) Indagini geotecniche ......................................................20

• c) Idrogeologia .................................................................23

• d) Interazioni con i terreni di fondazione ..............................24• e) Verifiche di stabilità .......................................................25

1.5 Rapporto conclusivo di una indagine geotecnica....................... 27

1.6 Bibliografia .......................................................................... 27

CAPITOLO 2

PERFORAZIONI E SONDAGGI.......................................................33

2.1 Metodi di perforazione .......................................................... 33

2.2 Perforazione a percussione..................................................... 33

UntitledBook1.book Page 3 Tuesday, January 8, 2008 4:01 PM

4 INGEGNERIA GEOTECNICA E GEOLOGIA APPLICATA

2.3 Perforazione a rotazione ........................................................ 35

• Perforazione a distribuzione di nucleo ..................................36

• Perforazioni mediante trivelle ..............................................38

- Tipo elicoidali ................................................................38

- Tipo a disco ..................................................................39

- Tipo a secchio ...............................................................39

• Perforazioni con benna mordente ........................................40

2.4 Scelta del metodo di perforazione ........................................... 40

2.5 Scopo dei sondaggi............................................................... 43

2.6 Bibliografia........................................................................... 43

CAPITOLO 3

PROVE PENETROMETRICHE C.P.T. (Cone Penetration Test) ................................................................47

3.1 Breve descrizione del metodo ................................................. 47

3.2 Correlazione con le litologie dei terreni.................................... 48

• Metodo di Begemann ........................................................48

• Metodo di Schmertmann ....................................................49

• Metodo di Robertson ..........................................................50

3.3 Metodologie di stima dei parametri geotecnici ......................... 51

• Metodo di Durgunoglu – Mitchell ........................................52

• Metodo di Caquot .............................................................53

• Metodo di Lunne e Eide ......................................................53



• Metodo di Robertson e Campanella .....................................56

• Metodo di Mitchell e Gardner .............................................56

3.4 Bibliografia........................................................................... 57

3.5 Esempi esplicativi .................................................................. 58


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CAPITOLO 4

CAPACITÀ PORTANTE E CEDIMENTI PER FONDAZIONI SUPERFICIALI E PROFONDE DA PROVE PENETROMETRICHE C.P.T. ................63

4.1 Capacità portante ................................................................. 63

• Formula di Terzaghi - fondazioni superficiali ........................64• Formula di Schmertmann - fondazioni superficiali .................. 65

4.2 Capacità portante - fondazioni su pali ..................................... 65

• Calcolo della portanza di un palo - Metodo di Meyerhof .......66

4.3 Cedimenti............................................................................. 67

• Metodo semplificato di Terzaghi ..........................................67

• Metodo di Schmertmann - fondazioni superficiali ..................68

4.4 Bibliografia .......................................................................... 72

CAPITOLO 5

PROVE PENETROMETRICHE S.P.T. E S.C.P.T. ............................73

5.1 Esposizione generale............................................................. 73

5.2 Correlazioni con le litologie attraverso le SPT e SCPT ................ 75

5.3 Metodologie di stima dei parametri geotecnici.......................... 77

• Metodo diretto - Road Bridge Specification ...........................78

• Metodo diretto - Owasaki & Iwasaki ....................................78

• Metodo diretto Peck-Hanson & Thornburn .............................78

• Metodo diretto Japanese National Railway ..........................79

• Metodo diretto - De Mello ..................................................79

• Metodo indiretto di Schmertmann ........................................80

• Metodo indiretto Gibbs & Holtz ..........................................81

• Metodo indiretto Schultze & Menzenbach ............................82

• Metodo indiretto Bazaara ..................................................82




• Metodo D’Apolonia et alii ..................................................83• Metodo di Schultze e Menzenbach ......................................83• Metodo di Farrent ..............................................................83• Metodo di Menzenbach e Malcev .......................................84• Metodo di Ohsaki & Iwasaki ..............................................84• Metodo di Crespellani e Vannucchi .....................................84

5.4 Bibliografia........................................................................... 85

5.5 Breve approfondimento .......................................................... 86

CAPITOLO 6

CAPACITÀ PORTANTE E CEDIMENTI PER FONDAZIONI SUPERFICIALI E PROFONDE DA PROVE PENETROMETRICHE S.P.T. e S.C.P.T. ........................89

6.1 Capacità portante.................................................................. 89

• Formula degli olandesi - fondazioni superficiali .....................89• Formula di Parry - fondazioni superficiali ..............................90• Formula di Meyerhof - fondazioni superficiali ........................90• Formula di Meyerhof - fondazioni profonde ..........................91

6.2 Cedimenti ............................................................................. 91

• Metodo semplificato di Terzaghi - fondazioni superficiali .......92• Metodo di Burland e Burbidge - fondazioni superficiali ..........92

6.3 Bibliografia........................................................................... 96

CAPITOLO 7

METODI DI PROSPEZIONI SISMICHE ...........................................97

7.1 Introduzione.......................................................................... 97

7.2 Generalità ........................................................................... 97

7.3 Stima delle velocità nei terreni e associazione litologica........... 100

7.4 Densità medie delle litologie ................................................. 101


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7.5 Indagini - sismica a rifrazione ............................................... 103

7.6 Interpretazioni delle indagini ................................................ 107

7.7 Elaborazione dei risultati e calcolo dei parametri geotecnici......................................... 111

• Densità media ................................................................111• Modulo di deformazione dinamico o di Young ...................112• Modulo di Incompressibilità (K) ..........................................113• Modulo di deformazione a taglio dinamico.........................114

7.8 Microzonazione e macrozonazine sismica del territorio italiano ............................................................ 114

7.9 Stima del fattore di amplificazione - microzonazione sismica locale ............................................ 116

• Metodo di Medvedev ......................................................117• Metodo di Midorikawa ....................................................119• Metodo di Borcherdt et al. ................................................119• Metodo di Carrara e Rapolla ...........................................120

7.10 Bibliografia ........................................................................ 121

CAPITOLO 8

LIQUEFAZIONE DEI TERRENI IN CONDIZIONI SISMICHE .........................................................123

8.1 Introduzione ....................................................................... 123

8.2 Fattori che predispongono alla liquefazione dei terreni .................................................. 123

8.3 Fattori geomorfologici e geomecanici dei terreni ..................... 124

8.4 Metodi di verifica alla liquefazione da prove penetrometriche......................................................125

• Procedura di Sherif & Ishibashi .........................................125• Suscettibilità alla liquefazione ...........................................127• Metodo di Seed & Idriss (modificato) .................................128• Metodo di Tokimatsu e Yoshimi .........................................130• Metodo di Iwasaki et al. ..................................................130



• Criterio di Youd & Perkins ................................................131

8.5 Metodi di verifica alla liquefazione da indagini di sismica a rifrazione ........................................ 132

• Metodo di Andrus e Stokoe ..............................................132

8.6 Indice di liquefazione........................................................... 133

8.7 Interventi per la mitigazione del rischio .................................. 133

• Drenaggi ........................................................................134

• Compattazione ...............................................................136

• Vibrocompattazione .........................................................137

• Heavy Tamping ...............................................................137

8.8 Bibliografia......................................................................... 138

CAPITOLO 9

CORRELAZIONI TRA INDAGINI SISMICHE E PROVE PENETROMETRICHE ...................................................141

9.1 Stima della velocità Vs da prove SPT...................................... 141

• Metodo di Ohta & Goto ...................................................141

• Metodo di Yoshida e Motonori ..........................................142

• Confronto per le diverse litologie – Crespellani e Vannucchi ................................................143

9.2 Relazione tra Vp e modulo di elasticità................................... 143

9.3 Relazione tra Nspt e modulo di taglio .................................... 144

• Imai e Tonouchi ..............................................................144

9.4 Relazioni fra moduli e velocità sismiche.................................. 145

9.5 Correlazione empirica per determinare Go da prove CPT E SCPT ........................................................... 146

9.6 Bibliografia......................................................................... 146


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CAPITOLO 10

CLASSIFICAZIONE DEL SITO ......................................................147

10.1 Premessa............................................................................ 147

10.2 Classificazione del sito ........................................................ 148

• Metodo del Chinese Aseismic Design Code for Structures ....148

• Metodo secondo l’Eurocodice - EC8 ..................................149

• Normativa italiana - Ordinanza 3274 e successive integrazioni ..................................................149

10.3 Breve approfondimento – Spettro di risposta........................... 151

10.4 Bibliografia ........................................................................ 155

CAPITOLO 11

TEORIE DI CALCOLO SULLA CAPACITÀ PORTANTE DELLE FONDAZIONI SUPERFICIALI IN TERRENI OMOGENEI O ASSIMILABILI ..................................157

11.1 Premessa............................................................................ 157

11.2 Definizione di capacità portante ........................................... 159

• Schema di Prandtl ...........................................................159

• Schema di Terzaghi .........................................................160

11.3 Concetto di fattore di sicurezza............................................. 161

11.4 Calcolo della capacità portante ........................................... 161

• Metodo di Terzaghi .........................................................162

• Metodo di Meyerhof ........................................................163

• Metodo di Hansen ..........................................................164

• Metodo di Brinch - Hansen ...............................................167

• Metodo di Vesic ..............................................................169

• Metodo di calcolo secondo L’Eurocodice – EC7 ..................171

• Breve considerazione sulle nuove norme tecniche ................172

11.5 Influenza dell’azione sismica sulla capacità portante .............. 173



11.6 Capacità portante su terreni stratificati ................................... 173

11.7 Carico ammissibile per fondazioni superficiali ........................ 174

11.8 Calcolo del coefficiente di sottofondazione............................. 175

• Formula di Bowles ...........................................................176

• Formula di Vesic ..............................................................176

• Formula di Terzaghi .........................................................177

• Valori indicativi della costante di Winkler K [Kg/cm3] .........177

11.9 Bibliografia......................................................................... 177

• Approfondimento sulla nuova normativa sismica .................178

- Verifica della capacità portante – Metodo di Brinch-Hansen ...........................................178

- Effetti inerziali dovuti al sisma – fattori correttivi: ..............178

CAPITOLO 12

TEORIE DI CALCOLO SUI CEDIMENTI DELLE FONDAZIONI SUPERFICIALI IN TERRENI OMOGENEI .............................................................181

12.1 Introduzione........................................................................ 181

12.2 Cedimenti su litologie coesive sature ...................................... 181

12.2.1 Cedimento immediato ...................................................182

12.2.2 Cedimento di consolidazione o secondario .....................184

• Metodo di Terzaghi .........................................................185

• Correzione di Skempton - Bjerrum .....................................187

12.2.3 Cedimento viscoso e indice di consolidazione secondario ........................................188

12.3 Tempo di consolidazione in litologie coesive........................... 189

12.4 Grado di sovraconsolidazione (OCR) .................................... 190

12.5 Bibliografia......................................................................... 192

• Breve approfondimento – Compressibilità Edometrica ..........192


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CAPITOLO 13

SPINTE ATTIVE E PASSIVE IN LOTOLOGIE OMOGENEE .......................................................197

13.1 Introduzione ....................................................................... 197

13.2 Coefficiente di spinta .......................................................... 197

• Spinta a riposo ...............................................................197

• Spinta attiva ...................................................................199

• Spinta passiva ................................................................200

13.3 Teoria di Rankine (1857) ..................................................... 202

13.4 Teoria di Coulomb (1776).................................................... 202

13.5 Teoria di Caquot e Kérisel (1948) ......................................... 206

13.6 Teoria di Mononobe e Okabe (1926).................................... 208

13.7 Bibliografia ........................................................................ 211

• Allegati grafici ................................................................212

CAPITOLO 14

OPERE DI CONTENIMENTO – MURI A GRAVITÀ - ANCORAGGI E PARATIE.............................................................215

14.1 Introduzione ....................................................................... 215

14.2 Criteri di progetto................................................................ 217

14.3 Geometrie e caratteristiche dei muri ...................................... 218

• Accorgimenti e precauzioni ..............................................219

14.4 Verifiche dei muri di sostegno con fondazioni superficiali......... 219

• Verifica allo slittamento ....................................................220

- Componente delle forze stabilizzanti ..............................220

- Componente delle forze instabilizzanti ...........................221

- Coefficiente di sicurezza allo slittamento ........................221

• Verifica al ribaltamento ....................................................221



- Momenti delle forze stabilizzanti ....................................221

- Momenti delle forze ribaltanti ........................................221

• Verifica della capacità portante – schiacciamento ...............221

• Verifica al sifonamento .....................................................222

14.5 Gabbionate e crib - walls ..................................................... 222

14.6 Paratie ............................................................................... 223

• Le palancole ...................................................................224

• Opere geotecniche attinenti alle palancole in generale ........224

• I diaframmi .....................................................................225

14.7 Metodo di calcolo convenzionale – paratie a sbalzo ............... 226

• Calcolo palancolata a sbalzo in terreni granulari ................228

• Calcolo palancolata a sbalzo in terreni coesivi ...................229

14.8 Tiranti di ancoraggio ........................................................... 230

• Resistenza allo sfilamento secondo Schneebeli ....................232

• Resistenza allo sfilamento secondo Bustamante Doix ............232

14.9 Metodo del supporto libero – paratie e tiranti ......................... 233

14.10 Bibliografia........................................................................ 235

• Breve accenno sulla nuova normativa sismica (3274 e succ. integr.) ......................................................236

- Requisiti generali .........................................................236

- Criteri di progetto ........................................................236

- Metodi di analisi ..........................................................236

- Metodi pseudo-statico ...................................................236

- Schematizzazione delle forze sismiche ...........................238

- Spinte di progetto ........................................................238

- Spinte attive e passive secondo Mononobe e Okabe ........................................239

- Sistemi di ancoraggio ...................................................239

- Resistenza della struttura ...............................................239


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CAPITOLO 15

VERIFICHE FRONTI DI SCAVO E STABILITÀ DEI PENDII............................................................241

15.1 Introduzione ....................................................................... 241

15.2 Concetti generali sui movimenti franosi .................................. 242

15.3 Nomenclatura di un movimento franoso ................................. 243

15.4 Classificazione dei movimenti franosi .................................... 246

• Crolli e ribaltamenti ..........................................................246• Espandimenti laterali ........................................................247• Scivolamenti ....................................................................247• Colate o flussi ..................................................................248• Frane complesse ..............................................................248

15.5 Rischio frana....................................................................... 248

15.6 Stato di attività.................................................................... 250

15.7 Cinematismi dei dissesti ....................................................... 251

15.8 Analisi e stabilità dei pendii ................................................. 251

15.9 Pendii indefiniti ................................................................... 254

• Terreni incoerente ed asciutti ............................................254• Terreni incoerente totalmente

immersi in acqua in quiete.................................................255• Terreno omogeneo con moti di filtrazione parallela .............256

15.10 Pendii artificiali - fronti di scavo .......................................... 257

• Metodo di Culmann ........................................................258• Metodo di Taylor e carte di stabilità

in terreni omogenei ..........................................................259• Litologie omogenee coesive...............................................260• Litologie omogenee caratterizzate

da coesione e attrito.........................................................261

15.11 Pendii naturali.................................................................... 262

• Metodo di Fellenius ..........................................................262• Metodo di Bishop semplificato ...........................................264• Metodo di Skempton ........................................................265



15.12 Scelta del coefficiente di sicurezza ...................................... 266

15.13 Criteri generali per la mitigazione del rischio frana ................................................................ 266

15.14 Bibliografia ...................................................................... 268

Appendici....................................................................................271

• Conversioni .....................................................................273• Pressioni..........................................................................274• Pesi.................................................................................275• Lunghezze .......................................................................277• Superfici..........................................................................277• Volumi ............................................................................277• Angoli.............................................................................277• Frane ..............................................................................278• Scala Mercalli..................................................................282• Scala Richter....................................................................283


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PREFAZIONE

Il presente testo non deve essere inteso come un trattato di geotecnica, macome un manuale utile per un primo approccio ai concetti fondamentali dellageotecnica. Si rivolge a tecnici professionisti quali, geologi, ingegneri ecc. cheoperano nel settore della geologia applicata o della geotecnica in generale.

Gli aspetti teorici che stanno alla base delle metodologie trattate sono suf-ficientemente approfonditi; l’attenzione è però puntualizzata sugli aspettiapplicativi in generale, in modo da fornire al lettore un valido strumento capa-ce di: programmare ed eseguire una corretta campagna di indagini, una vali-da elaborazione ed interpretazione dei dati ottenuti dalle prove di caratteregeofisico; gli elementi di giudizio per decidere la metodologia migliore daadottare e per valutare la bontà ed i limiti dei risultati acquisiti.

Il volume è suddiviso in maniera schematica, ovvero secondo le fasi e gliaspetti progettuali che vanno dalla programmazione delle indagini, ai metodidi perforazione o investigazione del sottosuolo con le relative tecniche, allavalutazione ed alla elaborazione dei dati secondo le diverse teorie.

Inoltre a corredo del presente volume, sono stati creati 96 file excel per untotale di 133 schede di elaborazione dati. Le schede sono organizzate percapitoli secondo le diverse Teorie trattate. L’uso è semplicissimo, basta inserirei dati necessari all’elaborazione nelle celle di colore giallo o selezionare lescelte opportune per ottenere i risultati cercati. Il CD-Rom allegato al testo digeotecnica, presenta una veste grafica ben organizzata per capitoli, il tutto inmodo semplice ed intuitivo.

Poiché il testo nasce come una guida allo studio delle problematiche piùcomuni, legate alla geotecnica, si raccomanda vivamente al lettore per mag-giori approfondimenti di consultare la bibliografia allegata.

L’Autore


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CAPITOLO 1

PROGRAMMA DELLE INDAGINI

1.1 Introduzione

Lo scopo delle indagini da eseguire in situ è quello di adottare tecnicheopportune, mantenendo i costi entro certi limiti per la determinazione dellecaratteristiche fisico-meccaniche dei terreni da studiare. Per tanto in base allatipologia dell’opera da realizzare è necessario prendere in esame, uno spes-sore “utile” di terreno per affrontare le problematiche legate all’intervento. Talespessore è definito come volume significativo. Esso rappresenta la porzione diterreno interessata dalle azioni prodotte dai carichi in superficie. Infatti, nellafase progettuale di un’opera generalmente, le caratteristiche geometriche e leproprietà fisico-meccaniche della struttura da realizzare sono noti e modifica-bili con buona approssimazione, mentre al contrario le proprietà litologichedei terreni, con le eventuali circolazioni idriche sia superficiali che profonde,sono quasi sempre immodificabili e sono tutte da determinare. Per tanto nellaprogrammazione delle indagini in sito, sono di valido aiuto le conoscenze geo-logiche ma ancora più importanti sono le conoscenze ingegneristiche dell’ope-ra da realizzare.

È quindi proprio nella fase della programmazione delle indagini che l’inter-vento del geologo è insostituibile in quanto rappresenta l’unica figura profes-sionale in grado di ricostruire in maniera attendibile il quadro litostratigraficolocale e la prevedibile evoluzione morfogenetica dei luoghi d’intervento.

Le indagini da programmare devono essere sempre commisurate, alledimensioni, alle caratteristiche strutturali, all’importanza dell’opera da realiz-zare ed alla complessità della situazione geomorfo-strutturale dei terreni pre-senti. La presenza di terreni particolarmente scadenti o di terreni moltoresistenti ne modifica in maniera sostanziale il volume significativo di sottosuo-lo da prendere in considerazione.



1.2 Indagini e studi preliminari alla progettazione

La qualità e la quantità delle indagini devono ispirarsi sempre a finalità talida permettere la ricostruzione dei rapporti stratigrafici, geotecnici e sismici conl’area di studio e delle relative aree limitrofe.

Il programma delle indagini inoltre deve tener conto dei caratteri propri delprocesso morfoevolutivo (superficie interessata, volumi mobilizzati o mobiliz-zabili, velocità ecc.) e della specificità del sito (frane storiche, caratteri pluvio-metrici ed idrologici, incendi boschivi, interventi antropici per le condizioni distabilità del versante ecc.).

Per uno studio preliminare è necessario pianificare una serie d’indagini chepermettono di accertare, in un seguente studio definitivo la migliore soluzioneal problema.

Gli studi minimi necessari per una prima e generale idea della problematicada trattare dal punto geologico riguardano:

- esame cartografico dei luoghi;

- ricerca bibliografica o lavori eseguiti nelle zone circostanti;

- fotografie aeree;

- prove ed indagini eseguite nelle circostanti zone di studio;

- sismicità delle aree d’interesse;

- rilievi geomorfologico locali rilevati o rilevabili;

- correlazioni con eventi storici e le attuali strutture.

1.3 Volume significativo di terreno da indagare per le diverse tipologie di opere

Nella seguente figura 1.1 sono rappresentati i volumi significativi dei casi piùgenerali.

Esso rappresenta, come definito nel paragrafo precedente, lo strato di terre-no sottoposto a stress per le azioni dei carichi deformativi trasmessi dall’opera.

Importante precisare inoltre che il volume significativo può essere influenzatoin modo più o meno rilevante dalle circostanti opere esistenti, da eventualicedimenti in atto o dalla presenza di falde idriche. Infatti le indicazioni illustra-te in figura 1.1 sulle dimensioni da prendere in considerazione per le relativeproblematiche, possono non essere sufficienti per l’analisi dei fattori. Inoltre


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per le opere di stabilità dei pendii o dei fronti di scavi, il volume significativoda prendere in considerazione deve estendersi sempre al di sotto dei piani discorrimenti più probabili. In questo modo si ha la certezza di prendere in esa-me anche quei terreni che si trovano nelle condizioni più sfavorevoli.

1.4 Pianificazione degli studi da compiere sui terreni di fondazione

La pianificazione degli studi da compiere deve svilupparsi sulla base dei pro-blemi prevedibili e sulle ipotetiche caratteristiche dei terreni di fondazione, inmodo che le indagini siano le più opportune e complete possibili.

Di seguito sono elencati in ordine cronologico le indagini da pianificare:

a) INDAGINI PRELIMINARI

b) INDAGINI GEOTECNICHE

c) IDROGEOLOGIA

d) INTERAZIONI CON I TERRENI DI FONDAZIONE

e) VERIFICHE DI STABILITÀ.

Figura 1.1Volume significativo per terreni omogenei (Da: A.G.I., 1977)



a) INDAGINI PRELIMINARI

Le indagini preliminari sono quelle che permettono di individuare in primaanalisi le possibili soluzioni alle diverse problematiche.

b) INDAGINI GEOTECNICHE

Riguardano in genere prove e monitoraggi in ambito delle caratteristiche fisi-co-meccaniche dei terreni.

Prove in situ sui terreni (casi più comuni):

Tab. 1.1 - Metodi di sondaggi e risultati ottenibili sui terreni

INDAGINE Gs Gd ϕ cu

DESCRIZIONE C NC C NC C NC C NC

Penetrometro dinamico std. SPT E1 E E E E E

Penetrometro statico CPT E1 E E E SE SE SE SE

Penetrom. Stat. Piezocono CPTU E E E E SE SE SE SE

Dilatometro piatto DMT E E E E SE SE E E

Figura 1.2

Figura 1.3


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Prove in situ sulle rocce (casi comuni):

Pressione di Menard PM Dr Dr SE SE SE SE

Piastra di carico PCP D D SE SE SE SE

Cross-hole CH D D

Down-hole DH D D

Sismica a riflessione RIFL D D

Sismica a rifrazione RIFR D D

LEGENDA:C Terreni coesiviNC Terreni non coesiviGs Modulo di deformazione a taglio staticoGd Modulo di deformazione a taglio dinamicoφ Angolo di attrito espresso in termini di Pressioni efficaciCu Resistenza a taglio non drenata in traimi di Tensioni totaliD Determinazione direttaDr Determinazione diretta con riservaE Determinazione empiricaE1 Determinazione empirica non affidabileSE Determinazione semi-empirica

Tab. 1.2 - Prove sulle rocce

PROVA MODALITÀ DESCRIZIONE NOTE

Compressione monoassiale

Si effettua su provini cilindrici.

Compressione graduale sino a

raggiungere il punto di rottura unitario.

Si possono avere valori di resistenza a

compressione maggiori di quelli reali.

Compressione triassiale

Si effettua su provini cilindrici.

Carico verticale crescente mentre viene

mantenuta costante la pressione

di sconfinamento.

-

PunzonamentoViene effettuata sia

in laboratorio che in situ.

Determinazione dell’indice di resistenza, utile nella classificazione

dei materiali rocciosi.

L’esito può essere influenzato

dalla velocità di applicazione

del carico.

Tab. 1.1 - (segue) Metodi di sondaggi e risultati ottenibili sui terreni

INDAGINE Gs Gd ϕ cu

DESCRIZIONE C NC C NC C NC C NC



Prove in laboratorio sui terreni:

Martello di Schimdt

In laboratorio viene effettuata sulle carote di rocce, mentre in situ direttamente

sull’affioramento.

La roccia è percossa da un pistoncino metallico il quale fa rimbalzare

una pallina che misura la resistenza

alla compressione.

-

Trazione -

Caratteristica della qualità dell’ammasso

roccioso, viene determinata sulla carota

di roccia prelevata.

Poco utilizzata per le molteplici difficoltà

pratiche.

Di TaglioEseguita su provini di forma cilindrica

o prismatica.

Permette la determina-zione diretta delle

caratteristiche meccani-che quali coesione ed

angolo di attrito.

Si possono ricavare i parametri sia

della matrice che delle discontinuità.

BrasilianaSi effettua su

provini di diverse dimensioni

Si ricava la coesione e l’angolo di attrito.

Può fornire dati sull’anisotropia

della roccia.

Tab. 1.3 - Prove di laboratorio sui terreni

PROVADIMENSIONE

PROVINIDESCRIZIONE NOTE

Edom

etric

a Rapporto diametroaltezza > 2,5

Diametro > 50 mmAltezza > 19 mm

Riproduce le condizioni di consolidazione monodiensionale e fornisce le informazioni di:1) Pressione di preconsolidaz.2) Parametri di compressibilità3) Param. permeabilità orizzont.4) Param. di compress. Second.

Il disturbo dei provini può

alterare i risultati.

Tagl

io d

iretto

Generalmente:60 x 60 x 25 mm

1) Resistenza a taglio di un campione di sabbia ricostruito.

2) Resistenza a taglio di un Campioneindisturbato di terreno ricostruito.

3) Deformazioni qualitative.

Non si possono verificare né le

condizioni di dre-naggio né le pres-sioni interstiziali.

Tria

ssia

le Rapporto diametroaltezza = 2

2) Resistenza dei terreni in entrambe le condizioni

2) Deformabilità dei terreni in entrambele condizioni.

-

Tab. 1.2 - (segue) Prove sulle rocce

PROVA MODALITÀ DESCRIZIONE NOTE


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Prove in laboratorio sulle rocce:

Monitoraggi in campagne d’indagini:

c) IDROGEOLOGIA

Queste indagini sono eseguite al fine di consentirne la ricerca, la quantifica-zione, la captazione delle acque di circolazione nel sottosuolo. La gestione del-le risorse richiede le conoscenze sulle reali condizioni d’infiltrazione, deflussoed emergenza delle acque sotterranee.

Tab. 1.4 - Prove di laboratorio sulle rocce

PROVA DIMENS. PROVINI DESCRIZIONE NOTE

Triassiale a pressione elevata

Si effettua su campioni di roccia compatte da carote.

Proprietà elastiche della roccia

Valori poco attendibili in determinate condizioni.

Espansione laterale libera

Si effettua su campioni di roccia compatte da carote.

Proprietà elastiche della roccia

Valori poco attendibili in determinate condizioni.

Indice RQDSi estrapola dalle carote estratte.

Misura la qualità dell’ammasso

roccioso.

Utile per stabilire di quanto ridurre il modulo elastico o la resistenza a

compressione in situ.

Tab. 1.5 - Strumenti per monitoraggi per i casi più generali

STRUMENTAZIONE APPLICAZIONE TERRENI ROCCE

Tubi inclinometrici Monitoraggi orizzontali dei corpi franosi x

Inclinometri fissi Monitoraggi di aree franose x x

Piezometri elettrici Monitoraggi sulle pressioni neutre x

Fessurimetri Monitoraggi di fratture in ammassi rocciosi x

Celle di carico Misura del carico d’esercizio (tiranti) x x

Misuratori di portata Verifiche sui sistemi di drenaggio x x

Estensimetri o filo Monitoraggio di fratture in corpi rocciosi x

Reti paramassi Monitoraggio caduta massi x

Pluviometri Monitoraggi delle precipitazioni atmosferiche x x

Geofoni Registratori d’onde di propagazione x x

Figura 1.4



d) INTERAZIONI CON I TERRENI DI FONDAZIONE

Scelte e verifiche progettuali per la tipologia delle opere da realizzare.

Verifiche sulla capacità portante ed il carico limite di esercizio:

Tab. 1.6 - Metodologie di verifica

TIPOLOGIA DI FONDAZIONE

SUPERFICIALE PROFONDA

STRUTTURA DEL TERRENO TE

RR.

GRA

NA

FI

NE

TERR

. G

RAN

A

GRO

SSA

ROC

CE

T.ER

R G

RAN

A

FIN

E

TERR

. G

RAN

A

GRO

SSA

ROC

CE

CARICO LIMITE E PORTANZA

TERZAGHI (1943)MEYERHOF(1951/63)

HANSEN (1970)VESIC (1974)

Preced.Tab. 2Tab. 4

Formule statiche – formula daneseBEREZANTZEF

HILEYJANBU

Prove di carico

CARICO LIMITE PER OPERE

PROVVISIONALIBRINCH-HANSEN - -

CARICO LIMITE DELLA PALIFICATA

-

CONVERSE LABARREBARLA

TERZAGHI CO

NV

ERSE

LA

BARR

E BE

RLA

-

COEFFICIENTE DI SICUREZZA

> = 3 > = 2,5

Figura 1.5


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Valutazione di eventuali cedimenti:

e) VERIFICHE DI STABILITÀ

Questa sezione è molto importante nel campo geotecnico in quanto spessole opere che si realizzano sono collocate, per svariate motivazioni, lungo ver-santi in pendenza. In tali situazioni è necessario prevedere le azioni esercitatedal terreno contro l’opera.


TIPOLOGIA DI FONDAZIONE

SUPERFICIALE PROFONDA

STRUTTURA DEL TERRENO

TERRENI A GRANA FINETERRENI A

GRANA GROSSA-

CEDIMENTIELASTO-PLASTICI

MET

OD

O E

DO

MET

RIC

O

SKEMPTON e BJERRUM

SCHMERTMANNTERZAGHI-PECK

BURLAND e BURBIDGE

PROVE DI CARICO

TEORIA DELL’ELASTICITÀ

FONDAZIONE EQUIVALENTE

CEDIMENTI DI CONSOLIDAZIONE

Funzione del grado di

consolidazione-

CEDIMENTI SECONDARI

SIMILITUDINE MECCANICA

METODI EMPIRICI- -

CEDIMENTI DIFFERENZIALI

Controllo dell’entità di rotazione e spostamenti relativiVerifica dell’ammissibilità in funzione dello stato limite


METODO APPLICAZIONE IPOTESI VERIFICA CARATTERISTICHE

ROTTURA A BLOCCO

In tutti i casi in cui si riconoscono

le discontinuità - -

PENDIO INDEFINITO

In tutti i casi in cui si presenta

lo scivolamento di una porzione di terreno con

spessori ridotti.

- -

CERCHIO DI ATTRITO

Superficie di scivolamento circolare

- -



FELLENIUS O DEI CONCI

Superficie circolare o di forma qualunque

Si trascurano le forze di interstriscia;

È imposto l’equilibrio alla rotazione

Il metodo da risul-tati poco affidabili in pendii modesti e con valori elevati di pres-

sioni interstiziali

BISHOPSuperficie

di scivolamento circolare

Nel metodo semplifi-cato si trascurano le

forze di taglio di interstriscia

Non considera l’equili-brio alla traslazione

orizzontale del blocco

Metodo accurato

JANBU SEMPLIFICATO

Superficie di forma qualunque

Sono trascurate le forze di taglio di interstriscia

Il metodo in genere sottostima i coeffi-cienti di sicurezza

MORGEN-STERN E PRICE


Considera strisce con spessori infinitesimo e formula equazioni di equilibrio in termini

differenziali

Trattazione complessa

SPENCERSuperficie

di forma qualunque

Le forze d’interstriscia hanno la stessa inclina-zione rispetto all’oriz-

zontale

Metodo accurato, utile nello studio di

frane gia in atte

JANBU COMPLETO


Bisogna conoscere la linea di spinta per la

determinazione dell’altezza del punto

di applicazione

Problemi d’instabi-lità numerica

SARMASuperficie

di forma qualunque

Si riconduce il pro-blema al calcolo

dell’intensità della forza orizzontale che si

deve applicare per raggiungere la condizione di equilibrio

Il metodo è applica-bile in zona sismica

e soddisfa tutte le condizioni d’equilibrio

BELLSuperficie

di forma qualunque

Non figurano le forze di interstriscia nelle

equazioni di equilibrio

Applicabilità in zona sismica con valori iniziali ragionevoli

Tab. 1.8 - (segue) Metodologie di verifica

METODO APPLICAZIONE IPOTESI VERIFICA CARATTERISTICHE


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1.5 Rapporto conclusivo di una indagine geotecnica

Il rapporto finale rappresenta un documento in cui si riassumono le metodo-logie adottate per le indagini eseguite e da presentare come lavoro svolto. Essodeve contenere al suo interno, generalmente i seguenti punti:

- generalità dell’appaltatore;

- eventuali sub-appaltatori;

- generalità dell’esecutore;

- descrizione sommaria delle indagini eseguite;

- finalità delle indagini;

- planimetrie ed ubicazione delle prove o campionamenti effettuati;

- inquadramento geologico;

- risultati ed elaborazioni dei dati;

- caratteristiche geotecniche dei terreni di fondazione;

- tipologia d’intervento da realizzare;

- eventuali raccomandazioni con le relative conclusioni.

1.6 Bibliografia

- Associazione Geotecnica Italiana (1977) - Raccomandazioni sulla pro-grammazione ed esecuzione delle indagini geotecniche, Roma.

- Associazione Geotecnica Italiana (1963) - Nomenclatura geotecnica eclassificazione delle terre, Geotecnica, 10.

- ASTM (1964) - Procedures for testing soil, 4th Ed.

- Linee guida per la programmazione ed esecuzione delle indagini geotec-niche (D.M. 11/03/1988).


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