GEOTECNICA

Crediti: 
9
Settore scientifico disciplinare: 
GEOTECNICA (ICAR/07)
Anno accademico di offerta: 
2016/2017
Semestre dell'insegnamento: 
Primo Semestre
Lingua di insegnamento: 

italiano

Obiettivi formativi

L'insegnamento ha l'obiettivo di fornire agli allievi gli elementi base di conoscenza del comportamento meccanico e idraulico del terreno necessari per affrontare i problemi di ingegneria geotecnica.

Prerequisiti

idraulica, scienza delle costruzioni

Contenuti dell'insegnamento

Natura particellare terreno, relazione tra le fasi e proprietà indice. La particella singola e l’interazione tra particelle. Aggregati naturali. Classificazione dei terreni (curva granulometrica e limiti di Atterberg) e suo ruolo nelle indagini geognostiche. Da mezzo particellare a mezzo continuo. Il principio degli sforzi efficaci per i mezzi saturi. Richiami di meccanica del continuo. Concetto di sforzo e di deformazione, cerchio di Mohr, invarianti. Stati tensionali comuni nei terreni: stato assialsimmetrico, stato piano nelle deformazioni. Condizioni naturali dei terreni e storia tensionale: stato tensionale geostatico, coefficiente di spinta a riposto, Ko, grado di sovraconsolidazione, OCR.
Il problema geotecnico in situazioni di pressione neutra dell’acqua nota: equazioni di campo (equazioni indefinite di equilibrio, equazioni di congruenza, legame sforzi deformazioni).
Il legame sforzi-deformazioni dei terreni: analisi sperimentale e modellazione. Prova edometrica: descrizione prova, risultati sperimentali su campioni ricostituiti, modello edometrico e parametri edometrici. Analisi dei cedimenti edometrici. La prova edometrica nella caratterizzazione meccanica dei terreni.Prova triassiale standard: descrizione (prova drenata e non drenata, percorsi tensionali totali ed efficaci).
Risultati sperimentali di prove triassiali drenate su sabbie sciolte, dense e a densità critica. Cenni ai risultati di prove su sabbie in condizioni non drenate (la liquefazione statica). Analisi e modellazione del comportamento delle sabbie a rottura: il criterio di rottura di Mohr-Coulomb, il contributo della dilatanza. Altri criteri di rottura. Analisi e modellazione del comportamento delle sabbie lontano dalla rottura: il modello elastico. Risultati sperimentali di prove drenate e non drenate su argille ricostituite normalconsolidate, debolmente e fortemente sovraconsolidate. Analisi e modellazione del comportamento delle argille a rottura: criterio di rottura di Mohr-Coulomb, teoria dello stato critico, superficie di Hvorslev. L’impiego della prova triassiale per la caratterizzazione meccanica dei terreni naturali. Il concetto di coesione non drenata e l’uso della prova triassiale standard per la sua determinazione.
Cenni ai modelli costituivi elastico non lineare ed elasto-plastici: il modello Cam Clay.
Interazione dell’acqua coi terreni saturi in quiete e in moto (regime stazionario e vario). Acqua in moto in regime stazionario. Il caso monodimensionale: la legge di d’Arcy e la variazione dello stato tensionale efficace per effetto della filtrazione stazionaria. Il coefficiente di permeabilità k. Caso tridimensionale. Integrazione del problema geotecnico con le equazioni che governano il fluido. Equazione di Laplace; soluzione grafica per moti confinati e non confinati (flow-net). Cenni alle soluzioni numeriche. Soluzioni per problemi non confinati basate sulle ipotesi di Dupuit. Fenomeni di instabilità legati alla filtrazione: sifonamento e sollevamento fondo scavo. Metodi per la misura della permeabilità in sito e in laboratorio.
Acqua in moto in regime non stazionario. La consolidazione idraulica.
Analisi tridimensionale (equazione e cenni ai metodi di soluzione). Caso monodimensionale. Equazione di Terzaghi e sua soluzione (curve isocrone, curva del grado di consolidazione medio). Il coefficiente di consolidazione monodimensionale cv. Determinazione di cv per i terreni naturali da prova edometrica (metodi di Casagrande e di Shmertmann). I cedimenti di consolidazione. La consolidazione secondaria.
Cenni di progettazione geotecnica. Teoria di Rankine e metodo dell’equilibrio limite per l’analisi a rottura. Condizioni di rottura di spinta attiva e passiva. Opere di sostegno. Muri di sostegno e verifiche di stabilità. Paratìe semplicemente infisse e con tiranti. Il problema dello scavo.

Bibliografia

Lorella Montrasio. Geotecnica. ed. Santa Croce
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Modalità verifica apprendimento

L’esame consiste in una prova scritta ed in un colloquio orale. Le date degli appelli scritti sono pubblicate dal calendario ufficiale di ateneo. La data dell’appello orale è concordabile col docente inviando richiesta per e-mail.