18.FIT_T_Lucidi Lez 18_Terre e Sottofondo

Corso di Fondamenti di Infrastrutture viarie e di Trasporto

Corso diCorso di

Fondamenti di Infrastrutture Viarie e di trasportoFondamenti di Infrastrutture Viarie e di trasporto

CORPO STRADALE CORPO STRADALE CORPO STRADALE CORPO STRADALE

TERRETERRETERRETERRE

SOTTOFONDOSOTTOFONDOSOTTOFONDOSOTTOFONDO

COSTRUZIONE CORPO STRADALE L. Domenichini


Testi di riferimento:Testi di riferimento:Testi di riferimentoTesti di riferimentoP. Ferrari P. Ferrari –– F. GianniniF. GianniniIngegneria stradale Ingegneria stradale –– Vol. II “Corpo stradale e pavementazioni”Vol. II “Corpo stradale e pavementazioni”Ed EEd EEd. ISEDIEd. ISEDICap. 1 La costruzione del corpo stradaleCap. 1 La costruzione del corpo stradaleCap. 2 Elementi di geotecnica stradaleCap. 2 Elementi di geotecnica stradale

Norma CNR Norma CNR –– UNI 10006UNI 10006Costruzione e manutenzione delle stradeCostruzione e manutenzione delle stradeTecnica di impiego delle terreTecnica di impiego delle terreTecnica di impiego delle terreTecnica di impiego delle terreCap.1 Termini e definizioniCap.1 Termini e definizioniCap.2 Classificazione delle terreCap.2 Classificazione delle terreCap.3 Instabilità interessanti il corpo stradale: cause e rimediCap.3 Instabilità interessanti il corpo stradale: cause e rimedi

f ll f ll Cap.4 Opere di difesa dalle acqueCap.4 Opere di difesa dalle acqueCap.5 CostipamentoCap.5 CostipamentoCap.6 Preparazione del sottofondoCap.6 Preparazione del sottofondoCap 7 Costruzione dei rilevatiCap 7 Costruzione dei rilevatiCap.7 Costruzione dei rilevatiCap.7 Costruzione dei rilevatiCap.8 Costruzione delle trinceeCap.8 Costruzione delle trinceeAllegato A: Allegato A: Utilizzazione di materiali provenienti da demolizione nella Utilizzazione di materiali provenienti da demolizione nella realizzazione di rilevati stradali, sottofondi, strati di bonifica, strati realizzazione di rilevati stradali, sottofondi, strati di bonifica, strati

ll l dll l d


anticapillari, antigelo e drenanti.anticapillari, antigelo e drenanti.


La sede stradale può svolgersi:La sede stradale può svolgersi:

appoggiata sul terrenoappoggiata sul terreno (rilevati, trincee)(rilevati, trincee)

in viadottoin viadotto o su ponti o su ponti (ambito specifico (ambito specifico -- Ingegneria Ingegneria strutturale) strutturale) ))in galleriain galleria

•• di modesta lunghezza: problemi geologici e geotecnicidi modesta lunghezza: problemi geologici e geotecnicidi modesta lunghezza: problemi geologici e geotecnicidi modesta lunghezza: problemi geologici e geotecnici

•• di notevole lunghezza: problemi geologici e geotecnici + di notevole lunghezza: problemi geologici e geotecnici + problemi di esercizio (ventilazioneproblemi di esercizio (ventilazione--illuminazioneilluminazione--controllo del controllo del problemi di esercizio (ventilazioneproblemi di esercizio (ventilazione illuminazioneilluminazione controllo del controllo del traffico e della qualità dell’aria)traffico e della qualità dell’aria)



LE TERRELE TERRELE TERRELE TERRE

Caratteristiche classificazione e Caratteristiche classificazione e Caratteristiche, classificazione e Caratteristiche, classificazione e costipamentocostipamento



TERRE • Elementi costitutivi• Caratteristiche• Tecniche di impiego

Rif: CNR-UNI 10006

3 Fasi:• Solida• Liquida (se manca il materiale è “secco”)q ( )• Gassosa (se manca il materiale è “saturo”)

Classificazione della fase solida:Classificazione della fase solida:Diametro

(mm)71 25 10 2 (0.074) 0.005

0.05Breccia B ttSpigoli vivi

(frantumati)

Spigoli

Pietre

Ciottoli

BrecciaPietrisco

Ghiaia

BreccettoPietrischetto

Ghiaietto

BreccinoGraniglia

Ghiainosabbia limo argilla


p garrotondati


Limiti di consistenza di una terra (CNR-UNI 10014):

lid Pl i

0

Solido

W

Semisolido

W

Plastico

WL

LiquidoW%

0 Ws Wp WL

IP=WL-WpPw/Ps(%)

IC=(WL-W)/(WL-WP)=(WL-W)/IP

Ig (0 20) = 0 2a+0 005 a c + 0 01 b dIg (0-20) = 0.2a+0.005 a c + 0.01 b d

a=P0.075-35 (0-40) BUONA TERRAIP < 8

b=P0.075-15 (0-40)

c=WL-40 (0-20)

IP < 8Ig < 4

COSTRUZIONE CORPO STRADALE L. Domenichinid=IP-10 (0-20)


CLASSIFICA DELLE TERRE (AASHTO & CNR UNI 10006)Classifica delle terre (CNR UNI 10 006)Classifica delle terre (CNR UNI 10 006)CLASSIFICA DELLE TERRE (AASHTO & CNR-UNI 10006)Classifica delle terre (CNR UNI 10.006)Classifica delle terre (CNR UNI 10.006)



CostipamentoCostipamento

provaprova proctorproctor CNR BU 69/78CNR BU 69/78


prova prova proctorproctor CNR BU 69/78CNR BU 69/78


rova

di

rova

di

CB

RC

BR

ulta

ti pr

ulta

ti pr

orta

nza

Cor

tanz

a C

Ris

uR

isu

popova

va

RR

tati

prov

tati

prov

OC

TOR

OC

TOR

Ris

ult

Ris

ult

PRO

PRO



SOTTOFONDOSOTTOFONDO

DefinizioniDefinizioniDefinizioniDefinizioni

C ità t tC ità t tCapacità portanteCapacità portante



Definizione di “Capacità portante”Definizione di “Capacità portante”Definizione di Capacità portanteDefinizione di Capacità portante

di un terreno di sottofondodi un terreno di sottofondo

CARICHI PERMANENTICARICHI PERMANENTIH E M NENH E M NEN

Carico che produce una Carico che produce una deformazione che si deformazione che si arresta nel tempoarresta nel tempoarresta nel tempoarresta nel tempo

Capacità PortanteCapacità Portante: valore limite del carico : valore limite del carico Capacità PortanteCapacità Portante: valore limite del carico : valore limite del carico applicato oltre il quale nel terreno si innescano applicato oltre il quale nel terreno si innescano fenomeni di scorrimento o si producono deformazioni fenomeni di scorrimento o si producono deformazioni f p ff p finammissibiliinammissibili



D fi i i di “C i à ”D fi i i di “C i à ”Definizione di “Capacità portante”Definizione di “Capacità portante”

di un terreno di sottofondodi un terreno di sottofondodi un terreno di sottofondodi un terreno di sottofondo

CARICHI RIPETUTICARICHI RIPETUTI

Sotto l’applicazione ciclica dei carichi, gli Sotto l’applicazione ciclica dei carichi, gli pp gpp gincrementi di deformazione prodotti da ciascun ciclo incrementi di deformazione prodotti da ciascun ciclo di carico tendono a ridursidi carico tendono a ridursi

Capacità PortanteCapacità Portante: valore limite del carico : valore limite del carico applicato oltre il quale si producono incrementi di applicato oltre il quale si producono incrementi di d f h d N d f h d N deformazione crescenti o che, dopo N ripetizioni, deformazione crescenti o che, dopo N ripetizioni, produce una deformazione inammissibileproduce una deformazione inammissibile



Comportamento del terreno sotto carichi ripetutiComportamento del terreno sotto carichi ripetutip pp p

Andamento dei carichi nel tempoAndamento dei carichi nel tempo

Diagramma Diagramma carico carico -- deformazionedeformazione

Andamento delle deformazioni nel tempoAndamento delle deformazioni nel tempo



Diagramma nDiagramma n°° di ripetizioni di carico di ripetizioni di carico -- deformazionideformazioni

( l )D D A B1 ( log )nt tD D A B n= +A e B: costanti il cui valore dipende dalle caratteristiche del sottofondo, A e B: costanti il cui valore dipende dalle caratteristiche del sottofondo,

dall’entità della pressione applicata e dal diametro della piastra)dall’entità della pressione applicata e dal diametro della piastra)



ff d h d ff d h dRipetizione effettiva dei carichi su stradaRipetizione effettiva dei carichi su strada



Valutazione della Capacità Portante di un SottofondoValutazione della Capacità Portante di un SottofondoValutazione della Capacità Portante di un SottofondoValutazione della Capacità Portante di un Sottofondo

IndicatoriIndicatori

E: modulo elastico di BoussinesqE: modulo elastico di Boussinesqqqk: modulo di reazione di Winklerk: modulo di reazione di Winkler

Mr: modulo resilienteMr: modulo resilienteMr: modulo resilienteMr: modulo resilienteCBR: Californian Bearing Ratio CBR: Californian Bearing Ratio

(convenzionale)(convenzionale)(convenzionale)(convenzionale)



Valutazione della Capacità Portante di un SottofondoValutazione della Capacità Portante di un SottofondoppProve SperimentaliProve Sperimentali

Prove di carico su piastra (in sito)Prove di carico su piastra (in sito)Determinazione del Modulo k di Winkler di reazione del sottofondo Determinazione del Modulo k di Winkler di reazione del sottofondo

(piastra (piastra φφ 76 cm)76 cm)(piastra (piastra φφ 76 cm)76 cm)Determinazione del Modulo Elastico E di Boussinesq (Determinazione del Modulo Elastico E di Boussinesq (piastra piastra φφ<76 cm)<76 cm)Determinazione del Modulo di Deformazione Md (piastra Determinazione del Modulo di Deformazione Md (piastra φφ 30 cm) 30 cm)

(NB: in realtà dato il ridotto valore del diametro della piastra mediante (NB: in realtà dato il ridotto valore del diametro della piastra mediante (NB: in realtà, dato il ridotto valore del diametro della piastra, mediante (NB: in realtà, dato il ridotto valore del diametro della piastra, mediante questa prova non si determina la portanza del terreno bensì il suo grado questa prova non si determina la portanza del terreno bensì il suo grado

di compattazione)di compattazione)Prova CBR in laboratorio o in sitoProva CBR in laboratorio o in sitoProva CBR in laboratorio o in sitoProva CBR in laboratorio o in sito

(NB: prova convenzionale)(NB: prova convenzionale)

Prova triassialeProva triassiale a carichi ripetuti per la a carichi ripetuti per la determinazione del Modulo Resiliente (Mr) determinazione del Modulo Resiliente (Mr)

COSTRUZIONE CORPO STRADALE L. Domenichini(prova di laboratorio)(prova di laboratorio)


Prova di carico su piastra Prova di carico su piastra l d t i i d l d l di i d l tt f d (k) l d t i i d l d l di i d l tt f d (k)

Vista frontaleVista frontale Vista lateraleVista laterale

per la determinazione del modulo di reazione del sottofondo (k)per la determinazione del modulo di reazione del sottofondo (k)con diametro piastra 76 cmcon diametro piastra 76 cm

Vista lateraleVista laterale

Vista dall’altoVista dall’alto k = P/k = P/δδ [N/cm[N/cm33]]δδ= deformazione misurata in = deformazione misurata in

corrispondenza di un carico di 0,07 corrispondenza di un carico di 0,07 MPaMPa



Influenza del diametro della piastra Influenza del diametro della piastra sui risultati di una prova di caricosui risultati di una prova di caricosui risultati di una prova di caricosui risultati di una prova di caricoDiametro Diametro

Piastra Piastra Diametro Diametro Piastra Piastra

76 cm76 cm

P/P/δδ == 2

2E×

30 cm30 cm

P/P/δδ 2(1 ) rπ×

−µ

k = P/k = P/δδ



Prova di carico su piastra Prova di carico su piastra Prova di carico su piastra Prova di carico su piastra per la determinazione del modulo Mdper la determinazione del modulo Md

con diametro piastra 30 cmcon diametro piastra 30 cm



Md = (Md = (ΔΔP/P/ΔΔs) x Ds) x D [N/cm[N/cm22]]

COSTRUZIONE CORPO STRADALE L. DomenichiniDD= diametro della piastra= diametro della piastra


Prova CBRProva CBRProva CBRProva CBR

In laboratorioIn laboratorio

In sitoIn sitoIn sitoIn sito



Interpretazione risultati prova CBRInterpretazione risultati prova CBRInterpretazione risultati prova CBRInterpretazione risultati prova CBR



CBRCBRCBRCBR



σ

r

drM

εσ

=r

d ld fadeviatorictensionedσ


radialenedeformaziorε


d i iiσσσ

σ=

d adeviatorictensione

13 σσσ −=d



( )( )t

PM r δν 2734.0+

=tδ

poundindinamicocaricoP

inchesinelasticanedeformazioPoissondimodulo

poundindinamicocaricoP

δν

inchesincampionedelspessoretinchesinelasticanedeformazioδ

Relazione empiricaMr [MPa] = 10 CBR


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