INDAGINI DEL CAMPO DI SPOSTAMENTI INDOTTO DA UNA FONDAZIONE SUPERFICIALE SU SABBIA

CON METODI DI ANALISI D’IMMAGINE

TESI DI LAUREA DI:FRANCESCA RAVASI

RELATORE: Prof. Gianfranco FORLANI

CORRELATORI: Ing. Riccardo CASTELLANZA Ing. Marco SCAIONI

POLITECNICO DI MILANOFACOLTA’ D’INGEGNERIA

CORSO DI LAUREA IN INGEGNERIA PER L’AMBIENTE E IL TERRITORIO

Apparecchiatura sperimentale attualmente disponibile

dei soli spostamenti della fondazione rispetto al carico impostato

• stato deformativo piano• applicazione di carico verticale o inclinato• assenza di momenti• controllo automatico del percorso di carico imposto• indipendenza dei risultati sperimentali dalle condizioni al contorno• registrazione spostamenti verticali della fondazione (=3 m)

DEVE GARANTIRE

VALUTAZIONE

CARATTERISTICHE PECULIARI• fondazione modello: 30x198x100 mm• densità relativa sabbia: 40%

ricostruzione del campo di spostamenti interno alla sabbia, in funzione del tempo e della velocità d’applicazione del carico, con metodi fotogrammetrici

REQUISITI DEL RILIEVO

• elevato n° di sferette

POSSIBILI SCELTE OPERATIVE:

• ELABORAZIONE MANUALE

buona precisione, ma onerosa in termini di tempi e costi

RICERCA MASSIMA AUTOMATIZZAZIONE DEL PROCEDIMENTO FOTOGRAMMETRICO

• precisione richiesta < 20 micron

• elevato n° d’immagini

PROCEDIMENTO:• selezione, etichettatura, misura di punti caratteristici nelle immagini acquisite al tempo t0

• inseguimento dei punti etichettati nella sequenza temporale delle immagini

• calcolo delle coordinate nello spazio oggetto

CORRELAZIONE A MINIMI QUADRATI

TRASFORMAZIONE OMOGRAFICA

PROGETTAZIONE DEL RILIEVO

• ELEMENTI DEL PROGETTO

• RETICOLO DELLE MARCHE FIDUCIALI

SITUAZIONE INIZIALE

SITUAZIONE FINALE

FASE OPERATIVAsulla prima immagine si

selezionano, etichettano, misurano i punti d’interesse

su immagini seguenti si predicono le coordinate approssimate

considerando gli spostamenti precedentemente valutati

prova n°2:99/102 sferette su 40 immagini

prova n°1:175/190 sferette su 77 immagini

PROVE SPERIMENTALI

PROVA N°1 PROVA N°2

VELOCITA' D'APPLICAZIONE DEL CARICO

2Kg/minuto 5Kg/minuto

CARICO TOTALE 100Kg 100Kg

N° SFERETTE 190 102

TEMPO D'ACQUISIZIONE

30 secondi 30 secondi

PARTICOLARITA'

aspirazione sovraccarico laterale

variazione percorso di carico

RISULTATI

GEOTECNICI: FOTOGRAMMETRICI

•curva carico-spostamenti•curva spostamento-tempo

• campo degli spostamenti interno alla sabbia sotto la fondazione

VISUALIZZAZIONE GRAFICA MEDIANTE GID

ANIMAZIONE RISULTATI PROVA N°1:

MESH D’ORIGINEEVOLUZIONE DEGLI SPOSTAMENTI DALL’ISTANTE INIZIALE

ANIMAZIONE RISULTATI PROVA N°2:

EVOLUZIONE DEGLI SPOSTAMENTI DALL’ISTANTE INIZIALE

MESH D’ORIGINE

D'C'

B'

A'

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

6.5

7.0

7.5

8.0

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300

tempo (secondi)S

po

sta

me

nto

Ve

rtic

ale

(m

m)

Sfera 11

Sfera 28

Sfera 62

Sfera 79

Sfera 45

CONCLUSIONI

LA METODOLOGIA PROPOSTA HA PERMESSO DI OTTENERE:• elevata precisione sullo spostamento nello spazio oggetto: 18 m• informazioni su quanto accade all’interno del terreno

PROSPETTIVE:• indagine estesa ad una più ampia zone del provino

• automatizzazione dell’etichettatura e misura di coordinate approssimate sull’immagine digitale iniziale• utilizzo delle coordinate ottenute per calibrare il metodo di stima predittiva del campo di spostamento attraverso l’analisi ad elementi finiti