04 Analisi di stabilità di un rilevato sotto l’azione di...

04 Analisi di stabilità di un rilevato sotto l’azione di moti di �ltrazione

Analisi di stabilità di un rilevato sotto l’azione di moti di filtrazione ____________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________ Introduzione

Pag. 1

Per studiare il comportamento meccanico del terreno bisogna anzitutto determinare lo stato

tensionale del fluido all’interno del terreno distinguendo le due possibili condizioni che si possono

avere:

Stabilite le condizioni al contorno si arriva ad un regime di filtrazione a carattere stazionario da cui

è possibile ricavare un reticolo idrodinamico e di conseguenza il valore puntuale delle pressioni

neutre.

Con l’ausilio di un software specializzato (plaxis) che risolve il set di equazioni differenziali che

regolano il problema di equilibrio con il Metodo degli Elementi Finiti è possibile quindi conoscere il

valore puntuale delle tensioni totali nel terreno, delle pressioni neutre ed il relativo valore delle

tensioni efficaci.


___________________________________________________________________________________________________________ Introduzione

Pag. 2

Si sono studiati tre casi:

CASO A –Argine H=6m, battente h=2,3,4,5 m – Argine in argilla fondazione in sabbia

- Senza barriera - ;


___________________________________________________________________________________________________________ Introduzione

Pag. 3

Soil data sets parameters

Mohr-Coulomb

1

Argine - Sand

2

Argine - Clay

Type Drained Drained

γ [kN/m³] unsat 17,00 16,00

γ [kN/m³] sat 20,00 18,00

k [m/day] x 0,010 0,000

k [m/day] y 0,010 0,000

e [-] init 1,000 1,000

c [-] k 1E15 1E15

E [kN/m²] ref 13000,000 10000,000

ν [-] 0,300 0,350

G [kN/m²] ref 5000,000 3703,704

E [kN/m²] oed 17500,000 16049,383

c [kN/m²] ref 5,00 20,00

ϕ [°] 31,00 25,00

ψ [°] 0,00 0,00

E [kN/m²/m] inc 0,00 0,00

y [m] ref 0,000 0,000

c [kN/m²/m] increment 0,00 0,00

T [kN/m²] str. 0,00 0,00

R [-] inter. 1,00 0,50

Interface

permeability

Neutral Neutral


___________________________________________________________________________________________________________ Introduzione

Pag. 4

CASO B –Argine H=6m, battente h=2,3,4,5 m – Argine in argilla fondazione in sabbia

– barriera in argilla - ;


___________________________________________________________________________________________________________ Introduzione

Pag. 5


Mohr-Coulomb

1

Argine - Sand

2

Argine - Clay


γ [kN/m³] unsat 17,00 16,00

γ [kN/m³] sat 20,00 18,00

k [m/day] x 0,010 0,000

k [m/day] y 0,010 0,000

e [-] init 1,000 1,000

c [-] k 1E15 1E15

E [kN/m²] ref 13000,000 10000,000

ν [-] 0,300 0,350

G [kN/m²] ref 5000,000 3703,704

E [kN/m²] oed 17500,000 16049,383

c [kN/m²] ref 5,00 20,00

ϕ [°] 31,00 25,00

ψ [°] 0,00 0,00

E [kN/m²/m] inc 0,00 0,00

y [m] ref 0,000 0,000

c [kN/m²/m] increment 0,00 0,00

T [kN/m²] str. 0,00 0,00

R [-] inter. 1,00 0,50

Interface

permeability

Neutral Neutral


___________________________________________________________________________________________________________ Introduzione

Pag. 6

CASO C –Argine H=6m, battente h=2,3,4,5 m – Argine in argilla fondazione in sabbia

– barriera strutturale - ;


___________________________________________________________________________________________________________ Introduzione

Pag. 7


Mohr-Coulomb

1

Argine - Sand

2

Argine - Clay


γ [kN/m³] unsat 17.00 16.00

γ [kN/m³] sat 20.00 18.00

k [m/day] x 0.010 0.000

k [m/day] y 0.010 0.000

e [-] init 1.000 1.000

c [-] k 1E15 1E15

E [kN/m²] ref 13000.000 10000.000

ν [-] 0.300 0.350

G [kN/m²] ref 5000.000 3703.704

E [kN/m²] oed 17500.000 16049.383

c [kN/m²] ref 5.00 20.00

ϕ [°] 31.00 25.00

ψ [°] 0.00 0.00

E [kN/m²/m] inc 0.00 0.00

y [m] ref 0.000 0.000

c [kN/m²/m] increment 0.00 0.00

T [kN/m²] str. 0.00 0.00

R [-] inter. 1.00 0.50

Interface

permeability

Neutral Neutral

Beam data sets parameters

No. Identification EA EI w ν Mp Np

[kN/m] [kNm²/m] [kN/m/m] [-] [kNm/m] [kN/m]

1 Argine-Barriera 2E7 1.5E5 7.50 0.15 1E15 1E15


___________________________________________________________________________________________________________ Analisi di Stabilità

Pag. 8

La stabilità del rilevato (Slope Stability)

Sono state condotte, nei tre casi e per i diversi battenti d’acqua, analisi di stabilità golbale con il

metodo della Phi-c reduction (Riduzione dei parametri di resistenza).

La Phi-c reduction (Riduzione dei parametri di resistenza) è un’opzione disponibile in PLAXIS per

calcolare fattori di sicurezza. Nell’approccio Phi-c reduction i parametri di resistenza tanφ e c del

terreno vengono ridotti fin quando avviene la rottura della struttura; anche la resistenza delle

interfacce, se utilizzata, è ridotta nello stesso modo; invece la resistenza di oggetti strutturali come

le piastre e gli ancoraggi non è influenzata dalla procedura Phi-c reduction. Il moltiplicatore totale

ΣMsf

dove i parametri di resistenza con il pedice 'input' si riferiscono alle proprietà del materiale

introdotte ed i parametri con il pedice 'reduced' si riferiscono ai valori ridotti utilizzati nell’analisi.

All’inizio di un calcolo a ΣM

viene utilizzato per definire il valore dei parametri di resistenza del terreno in un dato stadio

dell’analisi:

sf

L’approccio Phi-c reduction comporta una definizione del coefficiente di sicurezza simile alla

definizione che si adopera convenzionalmente nei calcoli eseguiti con i metodi dell’equilibrio

limite globale.

è assegnato il valore 1,0 per impostare tutte le resistenze dei materiali

ai loro valori originali. Si deve comunque sempre controllare che nello step finale si sia sviluppato

completamente un meccanismo di rottura; in questo caso, il fattore di sicurezza è dato da:


___________________________________________________________________________________________________________ Analisi di Stabilità

Pag. 9

I risultati sono stati sintetizzati nel diagramma seguente:

1.5

1.55

1.6

1.65

1.7

1.75

0 1 2 3 4 5 6

Coe

ffici

ente

di S

icur

ezza

Altezza battente acqua [m]

Diagramma Coefficiente di Sicurezza / Altezza battente acqua

Caso A

Caso B

Caso C


___________________________________________________________________________________________________________ Flow field (Campo di flusso)

Pag. 10

Nei grafici seguenti sono stati messi a confronto i campi di flusso per i vari casi.



Pag. 11

CASO “A” - Altezza h=2m

CASO “B” - Altezza h=2m

CASO “C” - Altezza h=2m



Pag. 12






Pag. 13






Pag. 14






Pag. 15






Pag. 16






Pag. 17






Pag. 18






Pag. 19






Pag. 20






Pag. 21






Pag. 22




04 Analisi di stabilità di un rilevato sotto l’azione di...

Documents

Transcript of 04 Analisi di stabilità di un rilevato sotto l’azione di...