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UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI FIRENZEDIPARTIMENTO DI INGEGNERIA CIVILE e AMBIENTALE Sezione Geotecnica

Prove dinamiche e cicliche di laboratorio

Prof. Ing. Claudia Madiai

Le prove dinamiche e cicliche di laboratorio sono finalizzate a:

prof. ing. Claudia MadiaiCorso di Ingegneria Geotecnica Sismica

MISURA IN LABORATORIO DEI PARAMETRI DEL TERRENO IN CONDIZIONI DINAMICHE E CICLICHE

p

studio del comportamento dei terreni in presenza di sollecitazioni dinamichee cicliche (quali ad es. quelle sismiche)determinazione dei parametri meccanici (di deformabilità e resistenza) alvariare dell’ampiezza della sollecitazione e del numero di cicli

In relazione al tipo di problema geotecnico e ai livelli deformativi in gioco (equindi al modello che si intende adottare) possono interessare parametridiversi:diversi:

i valori iniziali del modulo di taglio e del rapporto di smorzamento, G0 e D0

le curve G(γ) e D (γ)le curve G(γ, N), D(γ, N), Δu(γ, N)la resistenza ultima in condizioni di carico monotono τdyn e/o ciclico τcyc (N)

22

2

Principali caratteristiche delle prove dinamiche e cicliche laboratorio:


MISURA IN LABORATORIO DEI PARAMETRI DEL TERRENO IN CONDIZIONI DINAMICHE E CICLICHE

p p

provini di piccole dimensionipossibilità di riprodurre (almeno parzialmente) le condizioni iniziali in sitoe le condizioni di carico scegliendo il tipo di prova più adatto

N.B. poiché non tutti i fattori presenti in sito e influenti sul comportamentodinamico possono essere riprodotti in laboratorio è importante limitare ilpiù possibile il disturbo dei campioni da cui sono ricavati i provini

33


LIVELLI DEFORMATIVI ED INTERVALLI DI FREQUENZA INDAGATI CON LE DIVERSE PROVE

44

1

4

321.Bender elements (BE)2.Colonna Risonante (RC)

Taglio Torsionale Ciclico (CTS)Torsione Ciclica (CT)

3.Triassiale Ciclica (TXC)4.Taglio semplice Ciclico (CSS)

3

Tipo di Prova

Deformazioni e frequenze tipiche Parametri determinati


PRINCIPALI CARATTERISTICHE DELLE PROVE DINAMICHE E CICLICHE DI LABORATORIO

Tipo di Provaγ [%] f [Hz] Rigidezza Smorzamento

ΔuRottura

Bender elements(BE)

< 10−3 > 100 VS → G0 - -

Colonna risonante (RC) 10-4 ÷ 1 > 10 f(γ) → G0, G(γ) D0, D(γ) (con SS o AD) -

Taglio torsionale ciclico (CTS) 10-4 ÷ 1 0.01 ÷ 1 τ(γ) → G0, G(γ) τ(γ) → D0, D(γ) -

Taglio semplice ciclico (CSS) > 10-2 0.01 ÷ 2 τ(γ, N) → G0, G(γ, N) τ(γ, N) → D0, D(γ, N) Δu(γ, N)

τ/σ‘0(N)

Triassiale ciclica (TXC) > 10-2 0.01 ÷ 2 q(εa, N) → G0, G(γ, N) q(εa, N) → D0, D(γ, N) Δu(γ, N)

q/p'(N)

SS = metodo Steady StateAD = metodo Amplitude Decay

55


Finalità: determinazione di G0

BENDER ELEMENTS (BE)

Principio di funzionamentoSi utilizzano provini di prove convenzionali (triassiali, taglio semplice,

SCHEMA DIBENDER

Generalmente vengono impiegati trasduttori (bender) costituiti da due cristalli piezoelettrici accoppiati rigidamente e separati da una lamina

Si utilizzano provini di prove convenzionali (triassiali, taglio semplice,edometriche), inserendo alle estremità 2 trasduttori, uno che funziona dasorgente e uno da ricevitore, di materiale piezoelettrico (materiale che sideforma se sottoposto ad un campo elettrico e, viceversa, che produce unadifferenza di potenziale se deformato meccanicamente)

separati da una lamina Le due superfici esterne del trasduttore sono rivestite da due sottili strati di materiale conduttore (elettrodi) La polarizzazione del trasduttore prodotta da una differenza di potenziale applicata agli elettrodi causa una flessione dell’intero elemento

66

4

La prova consiste nell’eccitare il trasmettitore con un unico impulso sinusoidale enell’individuare al ricevitore il primo arrivo dell’onda generata


BENDER ELEMENTSModalità di prova

Nota la distanza L tra i due trasduttori e il tempo tSR necessario all’onda elasticaper percorrere tale distanza, è possibile determinare la velocità di propagazionedell’onda di taglio VS = L/ tSR e quindi G0 = ρ·VS

2

La prova è caratterizzata da:• modesto costo della strumentazione• semplicità di esecuzione• possibilità di eseguire le misure

durante altre prove meccaniche

Dimensioni tipiche di trasduttori tipo bender:- lunghezza 20mm - larghezza 10mm - spessore 0.5mm

tuttavia • l’informazione che si ricava è limitata

al solo G0

77

È la prova di laboratorio più importante per la misura dei parametri dinamicidel terreno a livelli deformativi medio-bassi (γ< 10 -1% circa)


COLONNA RISONANTE (RC)

de te e o a e de o at ed o bass (γ 0 % c ca)

Finalità

determinazione di G0 e D0 (per γ < γl)determinazione di G(γ), D(γ) (per γ < γv)identificazione di γl e γv

Principio di funzionamentoPrincipio di funzionamento

si applica ad un provino cilindrico di terreno, vincolato alla base e libero intesta, preventivamente saturato e consolidato, un momento torcente ciclico cheproduce una deformazione di taglio media di ampiezza prefissata, variandone lafrequenza in modo da ricercare la frequenza di risonanza relativa al primomodo di vibrare

88

5

dalla frequenza di risonanza relativa alprimo modo di vibrare (tipicamente


COLONNA RISONANTE

f i d tt d l compresa fra 10 e 100Hz) si risale allavelocità di propagazione delle ondeall’interno del provino e da questa al valoredella rigidezza nell’ipotesi di mezzo elastico(f → VS → G)

variando l’ampiezza del carico si determinala rigidezza in funzione della deformazioneindotta dalla sollecitazione ciclica

forza indotta dal campo magnetico

magnete

bobina

indotta dalla sollecitazione ciclica

il rapporto di smorzamento può esseredeterminato in 2 modi: riferendosi al fattoredi amplificazione in risonanza (Steady StateMethod) o al decadimento delle oscillazionilibere una volta interrotta la sollecitazione(Amplitude Decay Method)

99

sollecitazione torsionale

VISTA DALL’ALTO

basamentomotore torsionale


COLONNA RISONANTE

Tipi di apparecchiatura

1 – Apparecchio di Hardin

Permette di consolidare il provino in condizioni isotrope o anisotrope.Permette di applicare al provino, oltre ad un momento torcente armonico, ancheun carico verticale armonico; si può così determinare, oltre alla velocità delleonde S, anche la velocità delle onde P, e quindi il modulo longitudinale E e ilcoefficiente di Poisson ν

2 – Apparecchio di Stokoe

Consente di applicare al provino solo un momento torcente, e la consolidazionepuò essere soltanto isotropa. È il tipo di apparecchio in dotazione al LaboratorioGeotecnico del DICeA ed è stato adattato per poter eseguire anche prove diTaglio Torsionale Ciclico (CTS)

1010

6

L’apparecchiatura si compone di tre parti fondamentali:1) sistema elettromeccanico (motore torsionale, cella di pressione e pannello di controllo)2) sistema di eccitazione (generatore di funzioni, amplificatore di potenza e frequenzimetro)3) sistema di registrazione (accelerometro, amplificatore di carica, oscilloscopio e voltmetro)


COLONNA RISONANTE - Apparecchiatura

Foto d’insieme dell’apparecchiatura di RC e CTS in dotazione al DICeA

3) sistema di registrazione (accelerometro, amplificatore di carica, oscilloscopio e voltmetro)

1

3

21111

Pannello di controllo

1 2 1. Buretta



34

5 6

2. Trasduttore di pressione CP3. Rubinetto (riempimento serbatoio

posteriore) 4. Trasduttore di pressione digitale (CP

e BP)5. Regolatore di pressione CP 6. Regolatore di pressione BP7. Rubinetto (riempimento buretta)

7

8

9

10 11 12

8. Rubinetto (per leggere su 4 CP o BP)9. Rubinetto (per svuotare la buretta)10. 11. e 12. Rubinetti (per mettere in

comunicazione la base del provino alla buretta o al serbatoio posteriore)

CP: cell pressureBP: back pressure 1212

7

1. Piatto rigido superiore2. Tirafondi3 Cilindro d’acciaio cavo

Cella di pressione e motore torsionale



3. Cilindro d’acciaio cavo4. Condotto CP5. Condotto BP6. Smorzatori elastici7. Cavi (2 LVD – 1 accelerometro)8. Vista interna della cella

1

2

7

8

3

4

5 6

8

1313

Motore torsionale



I trasduttori di non contatto sono montati quando l’apparecchiatura è impiegataper prove di taglio torsionale ciclico (CTS) 1414

8

Strumentazione di controllo e acquisizione



1515

In relazione ai parametri da determinare la prova può essere eseguita in due oquattro fasi


COLONNA RISONANTEModalità di prova

PRIMA FASE:il provino (previa saturazione) è sottoposto a consolidazione

SECONDA FASE:in condizioni non drenate, si applica alla testa del provino un momento torcentedi ampiezza prefissata variando la frequenza fino ad individuare quella dirisonanza e si determina G. Lasciando inalterata l’ampiezza della forzante e lafrequenza, si determina D in condizioni di oscillazioni libere o in condizioni dioscillazioni forzate.Si varia l’ampiezza della sollecitazione e si ripete il procedimento

(TERZA FASE):il provino è sottoposto a “riconsolidazione” per consentire la dissipazionedell’eventuale eccesso di pressioni interstiziali accumulate nella seconda fase

(QUARTA FASE):il provino viene nuovamente sottoposto ad una serie cicli di carico (analogamentealla seconda fase ) per studiare gli effetti del pre-straining

1616

9


COLONNA RISONANTE - Determinazione di G

Equilibrio dinamico della massa rigida:

La determinazione di G è basata sulla teoria di propagazione delle onde elastiche in un corpo cilindrico

Equilibrio dinamico di un elemento di volume del provino:

2

2

0 ),()(t

IthMtM tt ∂∂

+=θ

2

2),(t

Jz

tzMt

∂∂

⋅=∂

∂ θρ

massa rigida

provino

Equilibrio dinamico della massa rigida:

Hp 1: mezzo elastico lineareτ (r, z, t) = γ (r, z, t) · G

Hp 2: conservazione delle sezioni piane

zr

∂∂

⋅=θγ

con r distanza dall’asse di rotazione di una generica sezione 1717

Assumendo che la rotazione del provino sia di tipo armonico (come lasollecitazione applicata) e tenendo conto delle condizioni al contorno, dopo alcunipassaggi si arriva all’equazione di frequenza:

⎞⎛⎞⎛I



p gg q q

con ωn = 2π·fn frequenza circolare relativa al primo modo di vibrare≡frequenza circolare del momento torcente applicato; Ip= momento d’inerzia del provino intorno all’asse di simmetria

Calcolo approssimato e speditivo di G nota la frequenza f :

ββωω tantan ⋅=⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ ⋅⋅⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛ ⋅=

S

n

S

n

t

p

Vh

Vh

II

Essendo Ip, It e h noti ed fn la frequenza di risonanza trovata, si determina VS equindi G (= ρVS

2 per l’hp 1)

Calcolo approssimato e speditivo di G nota la frequenza fn:It = 0.00289kg·m2 = cost (da calibrazione del motore torsionale); ρ = 2000kg/m3

h ≅ h0 = 7.62cm; R ≅ R0 = D0/2 = (3.81)/2 =1.905cm; Ip= πhρR4/2 = 31.527⋅10-6 kg·m2

Ip/ It= 0.0109 ⇒ β=0.010395 (per la frequenza corrispondente al primo modo)

NB Per un dato valore del rapporto Ip /It esistono infiniti valori di β che soddisfano l’equazionedi frequenza, corrispondenti agli infiniti modi di vibrare del sistema. Si considera il primomodo essendo quello al quale corrisponde la massima risposta del sistema

1818

10

Operativamente, fissata l’ampiezza della sollecitazione torsionale si opera sulfrequenzimetro per individuare la frequenza fondamentale fn. In corrispondenzadella fn sul monitor dell’oscilloscopio in scala XY (X - ampiezza forzante, Y -ampiezza risposta) l’ellisse di Lyssajou si dispone verticalmente (la forzante e la



ampiezza risposta) l’ellisse di Lyssajou si dispone verticalmente (la forzante e larisposta risultano sfasate di φ = 90°).L'oscilloscopio (dotato di memoria) può funzionare anche nella scala dei tempi. Intal caso sul display si vedono sovrapposte le oscillazioni della sollecitazione e dellarisposta. Quando si interrompe l'eccitazione si osservano le oscillazioni liberesmorzate (che servono per determinare D)

1919

Deformazione di taglio rappresentativa (Hardin e Drnevich, 1972) :

max32 γγ =rif


COLONNA RISONANTE - Determinazione di γ

Poiché la forma d’onda relativa alprimo modo di vibrare è con buonaapprossimazione lineare si ha:

Indicando con ra la distanza dell’accelerometro dall’asse del

3

hR Oθγ ⋅=max

provino e con Δla l’arco di circonferenza percorso si ha:

acca

aO ARCF

rl

⋅==Δθ

dove: RCF è un fattore di calibrazione del movimento torsionale, funzione della frequenzadi risonanza, e Aacc l’ampiezza della risposta dell’accelerometro in condizioni di risonanza

2020

11

Il valore del rapporto di smorzamento D può essere determinato nel corso di prove di RC utilizzando due diversi metodi:

metodo del decremento logaritmico (amplitude decay method)f f


COLONNA RISONANTE - Determinazione di D

metodo della funzione di amplificazione dinamica (steady state method)

Amplitude decay method

Si basa sull’integrazione dell’equazione di moto (di un sistema a un grado di libertà) in condizioni di oscillazioni libere:

0=++ kxxcxm &&&

Dalla soluzione dell’equazione, tenendo conto q ,delle condizioni al contorno e introducendo la grandezza decremento logaritmico

⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡=

+ )()(ln1

ni

i

tAtA

nδ con A(ti) e A(ti+n) rispettivamente ampiezza del picco i-esimo e i+n-esimo

il rapporto di smorzamento è dato dalla seguente relazione: 22

2

4 δπδξ

+== D

2121

Steady state method

Si basa sull’integrazione dell’equazione di moto (di un sistema a un grado di libertà) in condizioni di oscillazioni forzate:


COLONNA RISONANTE - Determinazione di D

libertà) in condizioni di oscillazioni forzate:)tcos(Pkxxcxm ω=++ &&&

sul concetto di funzione di amplificazione dinamica MF (rapporto tra ampiezza della risposta al carico armonico e ampiezza della risposta nel caso statico (P/k) in funzione del rapporto ω/ω0, con ω0 frequenza naturale circolare del sistema)circolare del sistema) e sull’osservazione che l’ampiezza di banda β1−β2 (differenza tra due frequenze che corrispondono allo stesso valore di risposta del sistema) è legata allo smorzamento del sistema stesso

212 ββξ −

≈= D2222

In particolare per una risposta pari a MFmax/√2 l’ampiezza di banda è circa uguale al doppio del rapporto di smorzamento:

12


COLONNA RISONANTE - Esempio di risultati

2323



2424

13



2525

La prova è eseguita con l’apparecchiatura della RC opportunamente integrata

Finalità

determinazione di G e D (per γ < γ )


TAGLIO TORSIONALE CICLICO (CTS)

determinazione di G0 e D0 (per γ < γl)determinazione di G(γ), D(γ) (per γ < γv)

Principio di funzionamento

si applica ad un provino cilindrico di terreno, vincolato alla base e libero intesta, preventivamente saturato e consolidato, un momento torcente ciclico difrequenza prefissata, misurandone la deformazione per diversi valori dellasollecitazione

Le frequenze adottate sono molto più basse delle frequenze di risonanza e varianogeneralmente tra 0.01 e 1Hz

AttrezzaturaCome quella di RC è composta da: 1) sistema elettromeccanico

2) sistema di eccitazione3) sistema di registrazione

2626

14

1) Sistema elettromeccanicoÈ uguale a quello di RC con l’aggiunta di 2trasduttori di non contatto per la misura


TAGLIO TORSIONALE CICLICO - Apparecchiatura

3) Sistema di registrazione

trasduttori di non contatto per la misuradelle deformazioni angolari sulla testa delprovino

2) Sistema di eccitazioneÈ quello dell’attrezzatura della RC

trasduttori di non contatto

) gÈ costituito da un acquisitore capace di registrare contemporaneamente 3segnali: quello della forzante, proveniente dal generatore, e i 2 segnaliprovenienti dai trasduttori di non contatto

registratore

Molto delicata è la fase di taratura perricavare il valore del momento torcente apartire da quello della tensione fornita almotore torsionale

2727

La deformazione di taglio nel piano z-x a distanza r dall’asse del provino vale:

rhzx ⋅=ϑγ


TAGLIO TORSIONALE CICLICO - Determinazione di G, γ, D

Per l’equilibrio alle rotazioni della sezione libera del provino si ha:

Per l’ipotesi di elasticità lineare, omogeneità e isotropia del materiale:

h

zxzx G γτ ⋅= con modulo di taglio G costante

4 ϑϑ Jh

G2R

hGdArM

4

Azxt ⋅

⋅=

⋅⋅

⋅=⋅⋅= ∫

ϑπϑτ

Utilizzando le 3 equazioni precedenti, con riferimento al valore assunto da γzx ad una distanza dall’asse pari a r = 2R/3, si ha:

JMR t⋅=

32τ ϑγ ⋅⋅=

hR

32 (ϑ è misurato direttamente durante la prova)

2828

15

Le equazioni precedenti permettono ditracciare sul piano τ−γ i cicli di isteresi e quindidi determinare per ciascuno di essi i valori delmodulo di taglio secantee e del rapporto di


TAGLIO TORSIONALE CICLICO - Determinazione di G, g, D

modulo di taglio secantee e del rapporto dismorzamento

pp

ppeqG

γτ

=W

WD⋅

Δ=

π42929

È la prova di laboratorio che simula meglio lo stato di sollecitazione presente insito in condizioni sismiche (propagazione in direzione verticale di onde di taglioorizzontali)


TAGLIO SEMPLICE CICLICO (CSS)

orizzontali)

Finalitàcaratterizzare il terreno ad elevati livelli di deformazione (γ >10-2%) mediantela determinazione di G(γ, N), D(γ, N, ), u(γ, N)determinare la resistenza ultima del terreno in condizioni dinamiche (τdyn) ecicliche (τcyc), soprattutto per lo studio di problemi di liquefazioneanalizzare il comportamento post ciclico


Si applica ad un provino di terreno, cilindrico o prismatico a sezione quadrata edi altezza limitata, preventivamente saturato e consolidato, una sollecitazione ditaglio orizzontale dinamica e ciclica sulla base superiore o inferiore, misurandola risposta del provino alla sollecitazione applicata

La frequenza del carico dinamico applicato varia di norma tra 0.1 e 2 Hz3030

16

APPARECCHIATURADeriva da quella impiegata nelle prove di taglio semplice di tipo statico, con


TAGLIO SEMPLICE CICLICO

q p g p g p p ,opportune modifiche per l’applicazione del carico orizzontale ciclico e per laregistrazione di sollecitazioni, deformazioni e pressioni neutre

Si compone di tre parti fondamentali:1) cella, ottenuta modificando l'apparecchio di taglio semplice statico2) sistema di generazione del carico ciclico3) sistema di acquisizione dei datiA seconda del tipo le attrezzature possono consentire prove a deformazioneA seconda del tipo, le attrezzature possono consentire prove a deformazionecontrollata o a sforzo controllato (meno costose)

3131



1) cella

3232

17

2) Sistema di generazione del carico ciclico

È costituito da :un generatore elettrico di funzioni di varia forma con valori di ampiezza e



un generatore elettrico di funzioni di varia forma con valori di ampiezza efrequenza prefissatiun amplificatore-convertitore del segnale elettrico prodotto dal generatoreun attuatore elettro-pneumatico

3) Sistema di acquisizione dei dati

È costituito da :una serie di trasduttori (per la misura degli spostamenti, dei carichi, delleuna serie di trasduttori (per la misura degli spostamenti, dei carichi, dellepressioni neutre) collegati a un sistema di controllo elettronicouna serie di condizionatori-amplificatori collegati ai trasduttoriuna serie di registratori per la memorizzazione del segnale: un registratoregrafico continuo (che traccia l’andamento nel tempo del carico, delladeformazione e delle pressioni neutre), un registratore grafico X-Y (che traccial’andamento dei cicli sforzi-deformazioni), una unità di acquisizione automaticacollegata ad un computer

3333

In relazione ai parametri da determinare la prova può essere eseguita in due o


Modalità di prova



PRIMA FASE:il provino (previa saturazione) è sottoposto a consolidazione

SECONDA FASE:in condizioni non drenate, viene applicato al provino un carico ciclico orizzontaledi ampiezza prefissata, τc (che varia generalmente con legge armonica). Il caricopuò essere applicato per un numero di cicli prefissato o fino a rottura


(QUARTA FASE):il provino viene portato a rottura con carico orizzontale applicatomonotonicamente

3434

18


Successione degli stati di sforzo


3535

(a) percorsi tensionali



Risultati

(a) percorsi tensionalinel piano τ/σ'c-σ’v/σ’c

(b) cicli di isteresi nelpiano τ/σ’c-γ

(c) andamento del rapporto di sovrappressione interstiziale con il numero di cicli dinumero di cicli di carico, ru-N

(d) andamento delladeformazione ditaglio con il numerodi cicli di carico γ-N

3636

19

È la prova di laboratorio più diffusa (per la sua flessibilità e la ripetibilità deirisultati ottenuti) per la misura delle proprietà dinamiche del terreno ad altilivelli di deformazione e della resistenza a rottura in condizioni di carico dinamico

i li


TRIASSIALE CICLICA (CTX)

e ciclico

Finalitàcaratterizzare il terreno ad elevati livelli di deformazione (γ >10-2%) mediantela determinazione di G(γ, N), D(γ, N, ), u(γ, N)determinare la resistenza ultima del terreno in condizioni dinamiche (τdyn) ecicliche (τcyc), soprattutto per lo studio di problemi di liquefazioneanalizzare il comportamento post ciclico


Si applica ad un provino cilindrico di terreno, preventivamente saturato econsolidato, un carico verticale dinamico e ciclico, misurando la risposta delprovino alla sollecitazione applicata

La frequenza del carico dinamico applicato varia di norma tra 0.1 e 2 Hz3737

APPARECCHIATURAÈ molto simile a quella impiegata nelle prove triassiali di tipo statico, con


TRIASSIALE CICLICA

q p g p p ,opportune modifiche per l’applicazione del carico assiale ciclico e per laregistrazione di carichi, deformazioni e pressioni neutre

Si compone di tre parti fondamentali:1) cella2) sistema di generazione del carico ciclico3) sistema di acquisizione dei datiA seconda del tipo le attrezzature possono consentire prove a deformazioneA seconda del tipo, le attrezzature possono consentire prove a deformazionecontrollata o a carico controllato (meno costose)

3838

20


TRIASSIALE CICLICA

1) cella triassiale ciclica

Cilindro in acciaio o in plexiglas collegata superiormente e inferiormente a due

Al disco inferiore è collegato un piedistallo (sul quale viene appoggiato il provino) dotato di condotti di drenaggio che attraversano anche il piatto di base.Il provino (diametro D=51 mm,

H/D 2 2 5) è i d

dischi rigidi di acciaio. Il disco superiore è forato in modo da permettere adun’asta l’applicazione del carico verticale al provino.

rapporto H/D = 2÷2.5) è circondatoda una membrana impermeabilefissata alla base e alla sommità daanelli elastici.Sulla base superiore del provinoviene sistemato il partitore di caricosul quale è appoggiata l’asta dicarico. 3939

2) Sistema di generazione del carico ciclico

È costituito da :t l tt i di f i i di i f l i di i


TRIASSIALE CICLICA

un generatore elettrico di funzioni di varia forma con valori di ampiezza efrequenza prefissatiun amplificatore-convertitore del segnale elettrico prodotto dal generatoreun attuatore (meccanico o elettro-idraulico o elettro-pneumatico)

3) Sistema di acquisizione dei dati

È costituito da :una serie di trasduttori (per la misura degli spostamenti, dei carichi, delle(p g p , ,pressioni neutre) collegati a un sistema di controllo elettronicouna serie di condizionatori-amplificatori collegati ai trasduttoriuna serie di registratori per la memorizzazione del segnale: un registratoregrafico continuo (che traccia l’andamento nel tempo del carico, delladeformazione e delle pressioni neutre), un registratore grafico X-Y (che traccial’andamento dei cicli sforzi-deformazioni), una unità di acquisizione automaticacollegata ad un computer

4040

21

In relazione ai parametri da determinare la prova può essere eseguita in due o


Modalità di prova

TRIASSIALE CICLICA


PRIMA FASE:il provino (previa saturazione) è sottoposto a consolidazione isotropa (σ’a=σ’r) oanisotropa (σ’a ≠ σ’r)

SECONDA FASE:in condizioni non drenate, viene applicato al provino un carico ciclico verticale diampiezza prefissata, Δσd (che varia generalmente con legge armonica). Il caricopuò essere applicato per un numero di cicli prefissato o fino a rotturapuò essere applicato per un numero di cicli prefissato o fino a rottura


(QUARTA FASE):il provino viene portato a rottura con carico assiale applicato monotonicamente

4141


TRIASSIALE CICLICA

Successione degli stati di sforzo

4242

22

Risultati - determinazione delle proprietà dinamiche


TRIASSIALE CICLICA

S

D

a

pp,appad

WWD

)()(

EG

/q/E

⋅=⇒

+⋅=⇒+⋅

=⇒

==

π

νεγν

εΔεσΔ

4

112

4343

per terreno saturo in condizioni non drenate:ν=0.5

Risultati - Curve di resistenza


TRIASSIALE CICLICA(TAGLIO SEMPLICE CICLICO)

(τ/σ’c)

4444

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