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INDAGINI GEOTECNICHE prove geotecniche di laboratorio

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

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INDAGINI GEOTECNICHE prove geotecniche di laboratorio

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Presentation Transcript

  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 fascicolo 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 ÈLA: CELLA TRIASSIALE Geotecnica fascicolo 8/2

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

  4. PERCORSI DI SOLLECITAZIONE NELLE PROVE deviatorico isotropo Geotecnica fascicolo 8/4

  5. Fase deviatorica 3+(1- 3) 3 Fase isotropa 3 3 3 3 3+(1- 3) 3 ¢ ¢ s s = = s s LE DUE FASI POSSONO ESSERE REALIZZATE IMPONENDO VARIE MODALITÀ DI DRENAGGIO: TIPO di PROVA alla fine: sempre: S (CID) D = u 0 LIBERO LIBERO alla fine: Qc (CIU) D = u 0 LIBERO IMPEDITO Q (UU) IMPEDITO IMPEDITO Geotecnica fascicolo 8/5

  6. RISULTATI TIPICI IN PROVE DI COMPRESSIONE TRIASSIALE Argilla n.c. del Fucino (AGI, 1991) - Ip=60%, =29°31°, c=0 Geotecnica fascicolo 8/6

  7. 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 evidente che, essendo noti i valori di q e p a rottura: 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 3 1 ’n Geotecnica fascicolo 8/7

  8. 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 s’:t 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. b n a 3 1 ’n Geotecnica fascicolo 8/8

  9. 1 3=2 2=3 n 3 1 ’n Nelle condizioni della prova triassiale risulta che: • 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). 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 fascicolo 8/9

  10. n  c 3 1 ’n 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:  = 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 fascicolo 8/10

  11. 3+(1- 3) 3 3 3+(1- 3) Q P * * P giacitura di rottura n  * P Q polo, K c P ’n 3 1 Q * Geotecnica fascicolo 8/11

  12. Si può dimostrare che la scrittura del criterio di resistenza mediante gli invarianti di tensione, nella forma: • è un modo alternativo di esprimere lo stesso criterio di resistenza tramite una retta nel piano s':t • equivale ad affermare l’assenza di coesione efficace c’. Dato che in condizioni di rottura esiste un legame tra (p’, q) e (s’1, s’3), si può dimostrare che in assenza di coesione risulta: Geotecnica fascicolo 8/12

  13. linea di normale consolidazione isotropa A ep C B ee linea di rigonfiamento (isotropa) pB 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 Geotecnica fascicolo 8/13

  14. Stato di normale consolidazione (OCR=1) Stato di sovraconsolidazione (OCR>1) p A PARITÀ DI p’ UNO STESSO TERRENO PUÒ TROVARSI IN UNO STATO DI NORMALE CONSOLIDAZIONE (OCR=1) O DI SOVRACONSOLIDAZIONE (OCR>1) ANALIZZIAMO DAPPRIMA IL COMPORTAMENTO MECCANICO DEI TERRENI A GRANA FINE NORMALMENTE CONSOLIDATI Geotecnica fascicolo 8/14

  15. v=-ur o=-ur MONTAGGIO DEL PROVINO u=ur u=0 u=0 V=0 0=0 v= C o=C COMPRESSIONE ISOTROPA V=C 0=C V =c+(1- 3) V =c+(1- 3) FASE DEVIATORICA 0=c 0=c EVOLUZIONE DELLO STATO DI TENSIONE IN PROVE TRIASSIALI CID (S) Geotecnica fascicolo 8/15

  16. contrazione 2 estensione RISULTATI TIPICI PROVE TRIASSIALI CID (S) IN TERRENI A GRANA FINE NORMALMENTE CONSOLIDATI (OCR=1) εv=0 Geotecnica fascicolo 8/16

  17.  RISULTATI TIPICI PROVE TRIASSIALI CID (S) IN TERRENI A GRANA FINE NORMALMENTE CONSOLIDATI (OCR=1) Geotecnica fascicolo 8/17

  18. RIGIDEZZA PROVE TRIASSIALI CID (S) IN TERRENI A GRANA FINE NORMALMENTE CONSOLIDATI (OCR=1) CURVE q:a NORMALIZZATE PROVE TRIASSIALI CID (S) IN TERRENI A GRANA FINE NORMALMENTE CONSOLIDATI (OCR=1) Geotecnica fascicolo 8/18

  19. PERCORSI DI TENSIONE E DEFORMAZIONE PROVE TRIASSIALI CID (S) IN TERRENI A GRANA FINE NORMALMENTE CONSOLIDATI (OCR=1) Geotecnica fascicolo 8/19

  20. v=-ur o=-ur MONTAGGIO DEL PROVINO u=ur u=0 V=0 0=0 v= C o=C COMPRESSIONE ISOTROPA V=C 0=C V =c+(1- 3) V =c+(1-A)(1- 3) u=A(1- 3) 0=c + -A(1- 3) FASE DEVIATORICA 0=c EVOLUZIONE DELLO STATO DI TENSIONE IN PROVE TRIASSIALI CIU (Qc) Geotecnica fascicolo 8/20

  21. p'o=100 kPa p'o=200 kPa p'o=400 kPa Tensione deviatorica, q Deformazione assiale, e a p'o=400 kPa p'o=200 kPa p'o=100 kPa Variazione di u Deformazione assiale, e a RISULTATI TIPICI PROVE TRIASSIALI CIU (Qc) IN TERRENI A GRANA FINE NORMALMENTE CONSOLIDATI (OCR=1) Geotecnica fascicolo 8/21

  22.  Tensioni totali Tensioni efficaci RISULTATI TIPICI PROVE TRIASSIALI CIU (Qc) IN TERRENI A GRANA FINE NORMALMENTE CONSOLIDATI (OCR=1) Geotecnica fascicolo 8/22

  23. RIGIDEZZA PROVE TRIASSIALI CIU (Qc) IN TERRENI A GRANA FINE NORMALMENTE CONSOLIDATI (OCR=1) CURVE q:a NORMALIZZATE PROVE TRIASSIALI CIU (Qc) IN TERRENI A GRANA FINE NORMALMENTE CONSOLIDATI (OCR=1) Geotecnica fascicolo 8/23

  24. LSC p'o=100 kPa p'o=200 kPa p'o=400 kPa Tensione deviatorica, q Tensione deviatorica, q Deformazione assiale, Tensione media efficace, p' e a Indice di porosità, e Variazione di u ISO-LNC LSC Deformazione assiale, Tensione media efficace, p' e a PERCORSI DI TENSIONE E DEFORMAZIONE PROVE TRIASSIALI CIU (Qc) IN TERRENI A GRANA FINE NORMALMENTE CONSOLIDATI (OCR=1) Geotecnica fascicolo 8/24

  25. C B A linea di stato critico e LINEA DI STATO CRITICO NELLO SPAZIO (p', q, e) E SUE PROIEZIONI NEI PIANI (p', q) E (p', e) Geotecnica fascicolo 8/25

  26. v=-ur o=-ur MONTAGGIO DEL PROVINO u=ur V=0 0=0 V=C u= ur+C v=-ur o=-ur COMPRESSIONE ISOTROPA 0=C u= ur+C+ +A(1- 3) V =c+(1- 3) V =-ur+(1-A)(1- 3) 0= -ur+ -A(1- 3) FASE DEVIATORICA 0=c EVOLUZIONE DELLO STATO DI TENSIONE IN PROVE TRIASSIALI UU (Q) Geotecnica fascicolo 8/26

  27. RISULTATI TIPICI PROVE TRIASSIALI UU (Q) IN TERRENI A GRANA FINE NORMALMENTE CONSOLIDATI (OCR=1) Geotecnica fascicolo 8/27

  28.  cu Tensioni efficaci Tensioni totali RISULTATI TIPICI PROVE TRIASSIALI UU (Q) IN TERRENI A GRANA FINE NORMALMENTE CONSOLIDATI (OCR=1) Geotecnica fascicolo 8/28

  29. p0=-ur Tensioni efficaci Tensioni totali PERCORSI DI TENSIONE E DEFORMAZIONE PROVE TRIASSIALI UU (Q) IN TERRENI A GRANA FINE NORMALMENTE CONSOLIDATI (OCR=1) Geotecnica fascicolo 8/29

  30. Stato di normale consolidazione (OCR=1) Stato di sovraconsolidazione (OCR>1) p RICORDIAMO CHE A PARITÀ DI p’ UNA STESSA “ARGILLA” PUÒ TROVARSI IN UNO STATO DI NORMALE CONSOLIDAZIONE (OCR=1) O DI SOVRACONSOLIDAZIONE (OCR>1) ORA ANALIZZIAMO IL COMPORTAMENTO MECCANICO DEI TERRENI A GRANA FINE SOVRACONSOLIDATI Geotecnica fascicolo 8/30

  31. RISULTATI TIPICI PROVE TRIASSIALI CID (S) IN TERRENI A GRANA FINE SOVRACONSOLIDATI (OCR>1) O Geotecnica fascicolo 8/31

  32.  c Tensione tangenziale, p'o=100 kPa p'o=200 kPa p'o=400 kPa Tensione normale efficace, ' s RISULTATI TIPICI PROVE TRIASSIALI CID (S) IN TERRENI A GRANA FINE SOVRACONSOLIDATI (OCR>1) Geotecnica fascicolo 8/32

  33. PERCORSI DI TENSIONE E DEFORMAZIONE PROVE TRIASSIALI CID (S) IN TERRENI A GRANA FINE SOVRACONSOLIDATI (OCR>1) Geotecnica fascicolo 8/33

  34. STATO DI DEBOLE E FORTE SOVRACONSOLIDAZIONE STATI NON RAGGIUNGIBILI DEBOLE SOVRACONSOLIDAZIONE FORTE SOVRACONSOLIDAZIONE Geotecnica fascicolo 8/34

  35. RISULTATI TIPICI PROVE TRIASSIALI CIU (Qc) IN TERRENI A GRANA FINE SOVRACONSOLIDATI (OCR>1) u > 0 Variazione di u u < 0 Deformazione assiale, ea Geotecnica fascicolo 8/35

  36.  Tensione tangenziale, Tensioni efficaci p'o=100 kPa Tensioni totali p'o=200 kPa p'o=400 kPa Tensioni normali, & ' s s RISULTATI TIPICI PROVE TRIASSIALI CIU (Qc) IN TERRENI A GRANA FINE SOVRACONSOLIDATI (OCR>1) Geotecnica fascicolo 8/36

  37. PERCORSI DI TENSIONE E DEFORMAZIONE PROVE TRIASSIALI CIU (Qc) IN TERRENI A GRANA FINE SOVRACONSOLIDATI (OCR>1) Geotecnica fascicolo 8/37

  38. PERCORSI DI TENSIONE E DEFORMAZIONE PROVE TRIASSIALI CIU (Qc) IN TERRENI A GRANA FINE SOVRACONSOLIDATI (OCR>1) Bishop & Henkel 1957 Geotecnica fascicolo 8/38

  39. RISULTATI TIPICI PROVE TRIASSIALI UU (Q) IN TERRENI A GRANA FINE SOVRACONSOLIDATI (OCR>1) Geotecnica fascicolo 8/39

  40. po=170 kPa  po=310 kPa po=500 kPa cu Tensione tangenziale, Tensioni efficaci Tensioni totali Tensioni normali, & ' s s RISULTATI TIPICI PROVE TRIASSIALI UU (Q) IN TERRENI A GRANA FINE SOVRACONSOLIDATI (OCR>1) Geotecnica fascicolo 8/40

  41. Tensioni efficaci p0=-ur Tensioni totali PERCORSI DI TENSIONE E DEFORMAZIONE PROVE TRIASSIALI UU (Q) IN TERRENI A GRANA FINE SOVRACONSOLIDATI (OCR>1) Geotecnica fascicolo 8/41

  42. APPARECCHIO DI TAGLIO DIRETTO Componenti della scatola Schema di applicazione dei carichi e meccanismi di rottura a) piastra di base, b) piastre porose c) piastre nervate, d) testa di carico Dimensioni dei provini: H12.5 mm; L50 mm; L/H2 (AGI, 1990) Geotecnica fascicolo 8/42

  43. Argilla di Grassano, materiale indisturbato resistenza di picco ’ t resistenza residua ’r c’ s’ Geotecnica fascicolo 8/43

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