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Calcolo agli stati limite

Normative di riferimentoRequisiti generali

Sollecitazioni di calcolo

Normative di riferimento

OPCM 3274: Progetto Fondazioni e Opere di Sostegno dei terreni (N.B.: incompatibilit con DM LL.PP.11 marzo 1988)

EC7: Geotechnical Design (ancora in fase di approvazione: norma ENV 1997) ENV 1997-1 (Part 1): criteri generali ENV 1997-2 (Part 2): caratterizzazione geotecnica

EC8-part5: Foundations, retaining structuresand geotechnical aspects

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EC7 - Stati Limite da considerare

EQU: perdita di equilibrio (corpo rigido) STR: rottura o deformazioni eccessive

elementi strutturali GEO: rottura o eccessivi cedimenti terreno UPL: sollevamento (sovrappressioni) HYD: sifonamento (gradienti idraulici)

EC7 - Stati Limite GEO e STR

Ed

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EC8 Part 5

Fattori parziali applicati alle azioni o agli effetti delle azioni dalla struttura e ai parametri di resistenza del terreno (approccio 3 EC7)

Categorie del suolo di fondazione A - Formazioni litoidi o suoli omogenei molto rigidi caratterizzati da

valori VS,30 superiori a 800 m/s, comprendenti eventuali strati di alterazione superficiale di spessore massimo pari a 5 m.

B - Depositi di sabbie o ghiaie molto addensate o argille molto consistenti con spessori di diverse decine di metri, caratterizzati da un graduale miglioramento delle propriet meccaniche con la profondit e da VS,30 compresi tra 360 m/s e 800 m/s (ovvero NSPT > 50, o cu > 250 kPa)

C - Depositi di sabbie e ghiaie mediamente addensate, o di argille di media consistenza, con spessori variabili da diverse decine fino a centinaia di metri, caratterizzati da valori VS,30 compresi tra 180 m/s e 360 m/s (ovvero 15

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Categorie del suolo di fondazione D - Depositi di terreni granulari da sciolti a poco addensati oppure

coesivi da poco a mediamente consistenti, caratterizzati da valori VS,30 < 180 m/s (NSPT < 15, oppure cu < 70 kPa).

E - Profili di terreno costituiti da strati superficiali alluvionali, con valori di VS,30 simili a quelli dei tipi C o D e spessore compreso tra 5 e 20 m, giacenti su di un substrato di materiale pi rigido con VS,30 > 800 m/s.

S1- Depositi costituiti da, o che includono, uno strato spesso almeno 10 m di argille/limi di bassa consistenza, con elevato indice di plasticit (PI > 40) e contenuto dacqua, caratterizzati da VS,30

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Misura empirica di Vs,30

Calcolo di Vs,30

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Effetti sismici di sito

Influenza delle caratteristiche locali sullo spettro di risposta

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Requisiti generali

Rottura di faglia in superficie

Problemi di liquefazione

Stabilit dei Pendii

Requisiti generali instabilit dei pendii

Si ammette la verifica con metodi semplificati di tipo pseudo-staticoa meno di: marcate irregolarit topografiche e/o stratigrafiche pressioni interstiziali elevate o rilevanti perdite di rigidezza sotto carico

ciclico Per pendii con inclinazioni > 15 e dislivello > 30 m, si raccomanda

di incrementare lazione sismica con un coefficiente di amplificazione topografica ST

Per la resistenza a taglio si raccomanda luso di coesione non drenata per terreni coesivi e di resistenza a taglio ciclica nondrenata per terreni non coesivi

Per S ag > 0.15 g lincremento di pressione interstiziale e la perdita di rigidezza sotto carico ciclico vanno considerate anche nelle verifiche pseudo-statiche (utilizzando prove sperimentali o correlazioni empiriche)

Quando lanalisi pseudo-statica non e applicabile si raccomanda la verifica in campo dinamico

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Liquefazione Si richiedono le verifiche quando la falda freatica superficiale ed il

terreno comprende strati estesi o lenti spesse di sabbie sciolte sotto falda

La verifica pu essere omessa se: il terreno sabbioso saturo a profondit > 15 m Sag < 0.15 g e il terreno soddisfa almeno una delle condizioni seguenti:

contenuto in argilla > 20% con indice di plasticit > 10 contenuto di limo > 35% con N1(60)* > 20 frazione fine trascurabile e N1(60)* > 25

Si accettano metodi di verifica propri dellingegneria geotecnica, con un fattore si sicurezza minimo rispetto alla liquefazione pari a 1.25

Per terreni risultati suscettibili, con conseguenze su capacit portante e stabilit di fondazioni,

occorre procedere con interventi di consolidamento e/o trasferendo il carico a strati pi profondi

Liquefazione In un terreno saturo, per il principio degli sforzi efficaci, la

tensione che agisce ullo scheletro solido pari a = u

Secondo il criterio di resistenza Mohr Coulomb (in termini di tensioni efficaci), la massima sollecitazione a taglio mobilitabile su un piano soggetto alla tensione normale n pari a n = (n u) tan

Se si annulla la tensione efficace per un aumento delle pressioni neutre si annulla anche la resistenza a taglio.

La liquefazione un processo di accumulo della pressione dellacqua interstiziale in un terreno non coesivo saturo.

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Liquefazione Si sottopongono una sabbia

sciolta ed una sabbia densa a prove di carico ciclico.

Fino ad un certo n di cicli le deformazioni restano piccole mentre si accumula la pressione interstiziale.

Si raggiunge un istante in cui la pressione interstiziale eguaglia la tensione di confinamento.

Da questo istante le deformazioni crescono di cilco in ciclo (pi rapidamente nel caso di sabbie sciolte).

Nel caso di sabbie dense sono necessari decine o centinaia di cicli di carico per giungere al collasso (condizione non raggiungibile durante un sisma)

Suscettibilit alla liquefazione La resistenza alla liquefazione aumenta con let geologica dei

materiali. I sedimenti depositatisi nelle ultime centinaia di anni sono molto pi

suscettibili di quelli risalenti a 10000 anni fa. Nei materiali pi antichi lo scheletro solido pi stabile, con

maggiore superficie di contatto fra grani. La quasi totalit dei cai di liquefazione si verificano in siti con falda

molto superficiale. La suscettibilit alla liquefazione decresce rapidamente con la

profondit della falda. Le sabbie fini e medio-fini sciolte sono maggiormente suscettibili di

quelle a grana pi grossolana. I limi e le ghiaie non sono immuni dal pericolo della liquefazione, al

contrario delle argille.

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Stima empirica della resistenza alla liquefazione

Correlazioni empiriche con NSPT con CPT con la velocit di propagazione delle onde S (VS).

In tutti i casi la correlazione consiste in una curva limite tracciata mediante criteri empirici

Si confronta la resistenza limite cliclica l, rapportata alla tensione efficace iniziale di confinamento con una misura sintetica della tensione ciclica agente s, anchessa rapportata alla tensione efficace iniziale di confinamento.

Calcolo della sollecitazione ciclica (EC8)

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Correlazione con NSPT Correlazione con la resistenza

penetrometrica corretta per la tensione di confinamento e il rendimento energetico.

La curva non definita per N>30.

La curva non parte dallorigine: sabbie sciolte con indice di resistenza molto basso si comportano elasticamente senza accumulo di pressioni interstiziali.

Correlazione con CPT

Verifica analoga alla SPT, cambiano le curve.

Metodo pi recente.

Minor consenso rispetto ai risultati delle prove SPT.

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Correlazione con VS Il valore di VS influenzato dallo stato di

addensamento e dallevoluzione geologica del terreno, come lindice di resistenza critica.

VS pu essere misurata accuratamente con diversi metodi in situ.