AMPLIAMENTO ISCARICA PER IFIUTI NON PERICOLOSI DI...

CORINALDO

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CASTELLEONE DI SUASA

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PROGETTO DEFINITIVO

N. ELAB. TITOLO ELABORATO FORMATO

F.2 RELAZIONE DI CALCOLO

DELLA PARATIA

A4

SCALA

PROGETTISTI TIMBRO E FIRMA

STUDIO INGEGNERI ASSOCIATI DI PANDOLFI ADALBERTO E PANDOLFI LUCA

DESCRIZIONE DATA PREPARATO CONTROLLATO APPROVATO

EMISSIONE 11/09/2012 ING. C. TAGNANI ING. A. FARNESE ING. G. BARDUCCI

REVISIONE

VIETATA, AI SENSI DI LEGGE, LA DIVULGAZIONE E LA RIPRODUZIONE DEL PRESENTE DOCUMENTO SENZA LA PREVENTIVA AUTORIZZAZIONE

AMPLIAMENTO DELLA DISCARICA DI CORINALDO

PROGETTO DEFINITIVO Pag. n 2 di 214

PROGETTAZIONE SVILUPPATA DA: INGEGNERI ASSOCIATI PANDOLFI ADALBERTO E PANDOLFI LUCA - TAVOLINI SRL F2_RELAZIONE_CALCOLO_PARATIA.DOC

INDICE 1

1 INTRODUZIONE........................................................................................................................................................ 4

1.1 TIPI DI PARATIE............................................................................................................................................................. 4

2 ANALISI DELLA PARATIA..................................................................................................................................... 4

2.1 ALCUNE CONSIDERAZIONI PRELIMINARI ..................................................................................................................... 4 2.2 CALCOLO DELLE SPINTE............................................................................................................................................... 6 2.3 CALCOLO DELLA SPINTA ATTIVA ................................................................................................................................. 6

2.3.1 Metodo di Columbus......................................................................................................................................... 6

2.3.2 Metodo di Caquot ............................................................................................................................................. 6

2.4 CALCOLO UNIFORME SUL TERRAPIENO ....................................................................................................................... 8 2.5 STRISCIA DI CARICO SU PC INCLINATO......................................................................................................................... 8 2.6 STRISCIA DI CARICO ORTOGONALE AL PIANO DI AZIONE ............................................................................................ 9 2.7 STRISCIA DI CARICO TANGENZIALE AL P.C. ................................................................................................................. 9 2.8 LINEE DI CARICO SUL TERRAPIENO.............................................................................................................................. 9 2.9 SPINTA IN PRESENZA DI FALDA ACQUIFERA ............................................................................................................... 10 2.10 EFFETTO DOVUTO ALLA PRESENZA DI COESIONE...................................................................................................... 10 2.11 SISMA........................................................................................................................................................................... 11

2.11.1 Spinta attiva in condizioni sismiche................................................................................................................ 11

2.12 RESISTENZA PASSIVA .................................................................................................................................................. 12 2.12.1 Metodo di Coulomb ........................................................................................................................................ 12

2.12.2 Metodo di Caquot ........................................................................................................................................... 13

2.12.3 Carico uniforme sul terrapieno ...................................................................................................................... 14

2.12.4 Coesione ......................................................................................................................................................... 14

3 METODO DELLEQUILIBRIO LIMITE ( LEM ) ............................................................................................... 15

3.1 PARATIA A SBALZO: CALCOLO DELLA PROFONDIT DINFISSIONE LIMITE .............................................................. 15 3.2 COEFFICIENTE DI SICUREZZA SULLA RESISTENZA PASSIVA ...................................................................................... 16 3.3 PARATIA TIRANTATA AD ESTREMO LIBERO: CALCOLO DELLA PROFONDIT DINFISSIONE LIMITE........................ 16 3.4 COEFFICIENTE DI SICUREZZA F SULLE RESISTENZE PASSIVE ................................................................................... 17 3.5 PARATIA TIRANTATA AD ESTREMO FISSO: CALCOLO DELLA PROFONDIT DINFISSIONE LIMITE ........................... 17 3.6 COEFFICIENTE DI SICUREZZA F SULLE RESISTENZE.................................................................................................. 17

4 METODO DEGLI ELEMENTI FINITI (FEM)..................................................................................................... 18

4.1 CALCOLO DEL MODULO DI RIGIDEZZA KS DEL TERRENO ......................................................................................... 18 4.2 TIRANTI ....................................................................................................................................................................... 19 4.3 SIFONAMENTO............................................................................................................................................................. 19 4.4 VERIFICA DELLE SEZIONI E CALCOLO ARMATURE .................................................................................................... 19 4.5 ARCHIVIO MATERIALI ................................................................................................................................................ 20

5 GEOMETRIA SEZIONE ......................................................................................................................................... 20

5.1 ARCHIVIO CORDOLI ANCORAGGIO TIRANTI .............................................................................................................. 21 5.2 ARCHIVIO TIRANTI...................................................................................................................................................... 21

6 DATI GENERALI FEM ........................................................................................................................................... 21

6.1 STRATIGRAFIA ............................................................................................................................................................ 22

11




6.2 CALCOLO COEFFICIENTI SISMICI ............................................................................................................................... 25 6.3 PARAMETRI SISMICI SU UN SITO DI RIFERIMENTO ..................................................................................................... 25 6.4 COEFFICIENTI SISMICI ORIZZONTALE E VERTICALE ................................................................................................. 25

7 TIRANTI .................................................................................................................................................................... 26

8 CARICHI.................................................................................................................................................................... 27

9 FORZE APPLICATE................................................................................................................................................ 28

10 ANALISI PARATIA METODO CALCOLO: FEM .............................................................................................. 28

10.1 FASE: 1 ANALISI GEOTECNICA FASE: 1 - COMBINAZIONE: 1................................................................................... 28 10.2 FASE: 1 - COMBINAZIONE: 2....................................................................................................................................... 31 10.3 FASE: 1 - COMBINAZIONE: 3....................................................................................................................................... 33 10.4 FASE: 2 ANALISI GEOTECNICA FASE: 2 - COMBINAZIONE: 1................................................................................... 38 10.5 FASE: 2 - COMBINAZIONE: 2....................................................................................................................................... 41 10.6 FASE: 2 - COMBINAZIONE: 3....................................................................................................................................... 44 10.7 FASE: 3 ANALISI GEOTECNICA FASE: 3 - COMBINAZIONE: 1................................................................................... 48 10.8 FASE: 3 - COMBINAZIONE: 2....................................................................................................................................... 48 10.9 FASE: 3 - COMBINAZIONE: 3....................................................................................................................................... 48 10.10 FASE: 4 ANALISI GEOTECNICA FASE: 4 - COMBINAZIONE: 1................................................................................... 48 10.11 FASE: 4 - COMBINAZIONE: 2....................................................................................................................................... 48 10.12 FASE: 4 - COMBINAZIONE: 3....................................................................................................................................... 48 10.13 FASE: 5 ANALISI GEOTECNICA FASE: 5 - COMBINAZIONE: 1................................................................................... 48 10.14 FASE: 5 - COMBINAZIONE: 2....................................................................................................................................... 48 10.15 FASE: 5 - COMBINAZIONE: 3....................................................................................................................................... 48 10.16 FASE: 6 ANALISI GEOTECNICA FASE: 6 - COMBINAZIONE: 1................................................................................... 48 10.17 FASE: 6 - COMBINAZIONE: 2....................................................................................................................................... 48 10.18 FASE: 6 - COMBINAZIONE: 3....................................................................................................................................... 48 10.19 FASE: 6 - COMBINAZIONE: 4....................................................................................................................................... 48 10.20 FASE: 6 - COMBINAZIONE: 5....................................................................................................................................... 48

11 RISULTATI ANALISI STRUTTURALE ............................................................................................................... 48

11.1 FASE: 1 RISULTATI ANALISI STRUTTURALE ............................................................................................................... 48 11.2 FASE: 2 RISULTATI ANALISI STRUTTURALE ............................................................................................................... 48 11.3 FASE: 3 RISULTATI ANALISI STRUTTURALE ............................................................................................................... 48 11.4 FASE: 4 RISULTATI ANALISI STRUTTURALE ............................................................................................................... 48 11.5 FASE: 5 RISULTATI ANALISI STRUTTURALE ............................................................................................................... 48 11.6 FASE: 6 RISULTATI ANALISI STRUTTURALE ............................................................................................................... 48




1 INTRODUZIONE

Le paratie sono opere di ingegneria civile che trovano molta applicazione in problemi legati alla stabilizzazione di versanti o al sostegno di rilevati di terreno. Tuttavia anche facile sentire parlare di paratie che sono utilizzate per lormeggio di grandi imbarcazioni, o per puntellare pareti di trincee e altri scavi o per realizzare cassoni a tenuta stagna per lavori subacquei. Come si pu quindi intuire grande importanza deve essere data alla progettazione di una simile opera, soprattutto per quanto riguarda il progetto strutturale e geotecnico. Per quanto riguarda laspetto del calcolo vale la pena sottolineare che non esistono, ad oggi, metodi esatti, e questo anche dovuto alla complessa interazione tra la profondit di scavo, la rigidezza del materiale costituente la paratia e la resistenza dovuta alla pressione passiva. In ogni caso, i metodi correntemente utilizzati possono essere classificati in due categorie:

1. Metodi che si basano su una discretizzazione del modello di paratia (si parla di differenze finite o di elementi finiti);

2. Metodi che si basano su congetture di tipo semplicistico, al fine di poter affrontare il problema con il semplice studio dellequilibrio di un corpo rigido.

Tra le due classi di metodi esposti allelenco precedente, quello degli elementi finiti quello che pi di tutti risulta razionale, in quanto basato su considerazioni che coinvolgono sia la statica del problema (equilibrio) sia la cinematica (congruenza).

1.1 Tipi di paratie

I tipi di paratie maggiormente utilizzate allo stato attuale possono essere classificati come segue:

1. Paratie in calcestruzzo armato, costruite per mezzo di pali o per mezzo di setti (entrambi armati);

2. Paratie di legno;

3. Paratie in acciaio.

2 ANALISI DELLA PARATIA

2.1 Alcune considerazioni preliminari

Gli elementi che concorrono al calcolo di una paratia sono vari. Si coinvolgono infatti concetti legati alla flessibilit dei pali, al calcolo della spinta del terrapieno, alla rigidezza del terreno ecc. Si osservi la seguente figura:




O

Figura 1: Schema delle pressioni agenti sulla paratia

Si vede che le pressioni laterali che sono chiamate a concorrere nellequilibrio sono la pressione attiva sviluppata a tergo della paratia e la pressione passiva che si sviluppa nella parte anteriore della paratia (Parte di valle della paratia). Il calcolo, sia nellambito dei metodi semplificati che nellambito di metodi numerici, della spinta a tergo ed a valle della paratia viene solitamente condotto sia con il metodo di Rankine che con il metodo di Coulomb. Si rileva per che il metodo di Coulomb fornisce risultati pi accurati in quanto essendo la paratia un opera solitamente flessibile, e manifestando quindi spostamenti maggiori si generano fenomeni di attrito allinterfaccia paratia-terreno che possono essere tenuti in conto solo attraverso i coefficienti di spinta di Coulomb. Nellutilizzo del metodo degli elementi finiti si deve calcolare anche un coefficiente di reazione del terreno ks, oltre che la spinta attiva e passive del terreno. Se si parla di analisi in condizioni non drenate inoltre necessario conoscere il valore della coesione non drenata. E inoltre opportuno considerare che se si vuole tenere debitamente in conto lattrito tra terreno e opera si deve essere a conoscenza dellangolo di attrito tra terreno e opera (appunto). In conclusione i parametri (in termini di propriet del terreno) di cui si deve disporre per effettuare lanalisi sono i seguenti:

1. Angolo di attrito interno del terreno;

2. Coesione del terreno;

3. Peso dellunit di volume del terreno;

4. Angolo di attrito tra il terreno ed il materiale che costituisce lopera.




2.2 Calcolo delle spinte

Come accennato in uno dei paragrafi precedenti, deve in ogni caso essere effettuato il calcolo della spinta attiva e passiva. Si espone quindi in questa sezione il calcolo delle spinte con il metodo di Coulomb.

2.3 Calcolo della spinta attiva

La spinta attiva pu essere calcolata con il metodo di Coulomb o alternativamente utilizzando la Teoria di Caquot.

2.3.1 Metodo di Columbus

Il metodo di Coulomb capace di tenere in conto le variabili pi significative, soprattutto con riguardo al fenomeno attritivo che si genera allinterfaccia paratia-terreno. Per terreno omogeneo ed asciutto il diagramma delle pressioni si presenta lineare con distribuzione (valutata alla profondit z):

zkz tah = )(

La spinta totale, che lintegrale della relazione precedente su tutta laltezza, applicata ad 1/3 di H e si calcola con la seguente espressione:

2

2

1)( HkzS tat =

Avendo indicato con ka il valore del coefficiente di pressione attiva, determinabile con la seguente relazione:

( )

( ) ( ) ( )( ) ( )

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