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Corso di Geotecnica - Concetti Generali

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GENESI E STRUTTURA DEI TERRENI

Rocce Terreni

Alterazione: fisico – chimica - organica

Disgregazione meccanica dovuta al trasporto

Accumulo

Caratteristiche degli accumuli: insieme di particelle tra cui non si hanno legami forti. Se questi esistono sono di ordini di grandezza inferiori rispetto a quelli che caratterizzano le rocce.

Composizione mineralogica

Dimensioni delle particelle


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Struttura del terreno: rapporti geometrici fra le particelle e legami esistenti fra di esse

Forze di massa e forze di superficie

Superficie specifica [l2/m] Sabbia (2 mm) s = 2 .10-4 m2/g

Caolino (1 -4 µm) s = 10 – 20 m2/g

Montmorillonite (10 A) s = 800 m2/g)

Terreni a grana grossa: governati dalle forze di massa- Interazione meccanica

Terreni a grana fine: governati dalle forze di superficie



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Le proprietà dipendono dall’interazione meccanica fra le particelle.

La struttura dipende dalla distribuzione granulometrica delle particelle, dalla loro forma e dal grado di addensamento

Aumentano il mutuo incastro fra le particelle e dunque la resistenza

Diminuiscono la porosità e la compressibilità



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Struttura cellulare (Limi)

ARGILLE

Nelle argille le interazioni fra le particelle sono determinate dalle forze di superficie.

I minerali che compongono le argille sono silicati idrati e hanno forma del reticolo di tipo tetraedrico o ottaedrico. I minerali si compongono in reticoli i quali sovrapponendosi danno origine alla particelle.

Gli ioni metallici (silicio, magnesio, alluminio) sono interni al reticolo che ha alla periferia ioni ossigeno o ossidrili. Alla periferia e dunque sulla superficie, la particella risulta carica negativamente.

Struttura orientata Struttura floculata

Deposizione in acqua dolce.



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Struttura floculata

Deposizione acqua salmastraStruttura floculata - dispersa

Le particelle legate stabilmente, danno origine a fiocchi i quali si dispongono secondo macrostrutture che a loro volta possono essere disperse o orientate.

Queste strutture sono caratterizzate da una microporosità (legata al fiocco) ed ad una macroporosità (legata all’insieme dei fiocchi).



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Interazione fra le particelle e l’acqua

Le particelle d’argilla, grazie alla loro carica negativa superficiale, attraggono e legano con forze elettriche l’idrogeno facente parte delle molecole d’acqua che dunque si dispongono in modo caratteristico rispetto alla particella. Al crescere della distanza dalla particella stessa, le forze elettriche vengono neutralizzate e le molecole d’acqua non risentono più di esse. Queste molecole costituiscono l’acqua libera o interstiziale.

L’insieme delle cariche negative superficiale e delle molecole d’acqua adsorbite, formano il doppio strato elettrico.



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IL TERRENO COME SISTEMA TRIFASE

Scheletro solidoVuoti

Porosità:

Indice dei vuoti


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Grado di Saturazione

Contenuto d’acqua

Peso spec. TOTALE

Peso spec. del SOLIDO

Peso spec. SECCO

Peso specifico solido varia fra limiti poco estesi


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- Determinazione del contenuto d’acqua w

e= (Vt-Vs) / Vs = (Vt-Ws/Gs) / Ws/Gs

e= (Gs-γd) /γd = 0.62


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γsat = Gs (1-n) + n γw S

331/185 = 2.67 (1-n) + nn = 0.527e = 1.12

w = Ww/Ws = n 1 / Gs (1-n)

w = 0.42


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Classificazione dei terreni

Classificazione granulometrica dei terreni in

Ciottoli d>60 mmGhiaia 2<d<60Sabbia 0.06<d<2Limo 0.002<d<0.06Argilla d<0.002

Analisi granulometricaClassificazione a secco per d>74 µmClassificazione ad umido per 2 µm <d<74 µmClassificazione per sedimentazione per d<2 µm

1 mm0.5 mm0.25 mm0.125 mm0.063 mm


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Analisi Granulometrica


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CURVA GRANULOMETRICACURVA CUMULATA

Coefficiente di Uniformità

74 149 420 840 2380 4760

26,04

7,12

12,14

34,10

18,10

2,5

Passante (%)

µm

74 149 420 840 2380 4760

26,04

37,16

67,26

79,40

97,50100,00


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TERRENI NON COESIVI O GRANULARI - Densità relativa


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TERRENI COESIVI O A GRANA FINE Limiti di Atterberg

Lo stato fisico di un terreno fine dipende dal suo contenuto d’acqua.

Il contenuto d’acqua per cui avviene il passaggio varia da argilla ad argilla e può essereusato per classificare e caratterizzare il terreno.

Il comportamento (resistenza e deformabilità) di una argilla dipende dal contenuto d’acqua


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LIMITE LIQUIDO wL - CUCCHIAIO DI CASAGRANDE


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DETERMINAZIONE DEL LIMITE LIQUIDO wL


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LIMITE PLASTICO wP

LIMITE DEL RITIRO wS


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INDICE DI PLASTICITA’

Per un terreno argilloso, l’indice di plasticità dipende dalla percentuale e dal tipo di argilla

INDICE DI ATTIVITA’


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I parametri di resistenza dipendono dall’Indice di Plasticità


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INDICE DI CONSISTENZA

IC = (wL - wN) / (wL - wP)


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CLASSIFICAZIONE DEI TERRENI

Sistemi basati sulla granulometria

Non vanno bene per i terreni fini in quanto il loro comportamento non dipende dalla sola granulometria.


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Linea A: ARGILLE

LIMI

Plasticità


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I = 0.2 a + 0.05 a c + 0.01 b d

a: passante a 0.074 mm >35% e <75% - numero fra 0 e 40b: passante a 0.074 mm >15% e <55% - numero fra 0 e 40c: percentuale di wL > 40 e < 60 - numero fra 0 e 20d: percentuale di wL > 10 e < 30 - numero fra 0 e 20


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