Tesi finale
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Studio del completamento delle vasca di colmata di Fiumicino: Aspetti geotecnici
Relatore: Allievo
Prof. Ing. Salvatore Miliziano Tajura Getachew OSSA
Master di II livello inPROGETTAZIONE GEOTECNICA
(II edizione, anno accademico 2011-12)
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA STRUTURALE E GEOTECNICA
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA STRUTURALE E GEOTECNICA
Master di II livello in PROGETTAZIONE GEOTECNICA (II edizione, anno accademico 2011-12)
Il problema:La vasca di colmata è stata costruita per il refluimento dei terreni di scavo dal canale del porto di Fiumicino e dalla darsena
Situazione attuale della vasca
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Il materiale dragato è attualmente sino a quota -0.5m slm
il ristagno d’acqua meteorica fino +0.00m slmProvoca cattivo odoreCrea habitat non igienici
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Il nuovo porto di Fiumicino
Master di II livello in PROGETTAZIONE GEOTECNICA (II edizione, anno accademico 2011-12)
La zona dalla vasca è inclusa nel nuovo progetto del porto di Fiumicino che destina la zona a piazzale di stoccaggio con quota finale +2.00m slm con il carico di 40-60kPa
Interventi:
Eliminare l’acqua con riempimento di materiale grossolana fino a quota di +2.00m (Lavoro in corso)
Precarico per migliorare la resistenza e ridurre il tempo di consolidazione durante l’opere e successiva sistemazione finale del piazzale (oggetto della tesi)
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Master di II livello in PROGETTAZIONE GEOTECNICA (II edizione, anno accademico 2011-12)
Caratteristiche geotecniche dei terreni di fondazione e dei terreni di dragaggio
Sono state fatte alcune indagini geotecniche in varie epoche Indagine 1998Indagine 2005Indagine 2008Indagine 2012
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Master di II livello in PROGETTAZIONE GEOTECNICA (II edizione, anno accademico 2011-12)
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA STRUTURALE E GEOTECNICA
La stratigrafia sabbia Limosa
La falda
0.5 m
60 m
Materiale dragato (Limo argilloso-sabbioso)
Sabbia - sabbia limosa
Argilla_Limosa
4.0 m
10 m
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Sabbia - sabbia limosaMediamente addensata γ medio 19kN/m3Densità relativa 40 – 60% Angolo di attrito 34- 37° (36°) Modulo di Young 12 MPa
La stratigrafia (argilla limosa)
Alluvioni recenti del Tevere per spessori elevati: 60-70 m Argille , limo organico tenero Normalmente consolidate
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Master di II livello in PROGETTAZIONE GEOTECNICA (II edizione, anno accademico 2011-12)
La falda
0.5 m
60 m
Materiale dragato (Limo argilloso - sabbioso)
Sabbia - sabbia limosa
Argilla_Limosa
4.0 m
10 m
La formazione di argilla limosa con frazione di sabbia fino 20% Contenuto di acqua naturale prossimo al limite
liquido. L’indice di consistenza molto bassa Peso di volume 17.5 kN/m3 L’indice dei vuoti circa 1
La resistenza al taglio bassa Coesione trascurabile Angolo di attrito 23° La caratteristiche della rigidezzao L’indice di compressibilità 0.27-0.5 (0.35)o L’indice di rigonfiamento medio circa 0.06o Il modulo edometrico è inferiore a 5MPao Il coefficiente di permeabilità è di 1.5 E-08m/s
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campione
profondità (m)
Analisi della granulometria
Argilla Limo Sabbia Ghiaia
A1 2 20 30 35 15A2 2 25 50 22 3H1 2 40 55 5 0J1 2 22 50 24 4K1 1.5 18 40 42 0K2 2.5 20 30 42 8B1 1 7 18 67 8B2 2 5 15 75 5
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campione
profondità (m)
Limite di Atterberg
Limite liquide
Limite plasticità
Indice di plasticità
A1 2 71.8 37.6 34.2
A2 2 68.6 35.3 33.5
H1 2 78.0 35.3 42.7
J1 2 61.5 31.2 30.3
K1 1.5 50.4 27.5 22.9
K2 2.5 53.7 30.6 23.1
Tabella 2 L’indice di AtterbergCarta di Casagrande
Modellazione geotecnica
Nella modellazione geotecnica per tenere conto della non linearità dell’argilla e cogliere meglio le sovrappressioni indotte in fase di carico, è stato adottato il modello di Cam Clay modificato implementato in Flac2D.
Per la sabbia limosa è stato utilizzato un modello elastico lineare perfettamente plastico.
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I parametri del modello e legame costitutivo
Materiale di riempimentoMateriale grossolano (modello elastico lineare)
Peso di volume 18 kN/m3 Modulo di Young 8MPa Coefficiente di Poisson 0.25
Materiale sabbia limosa (elastico-lineare) Peso di volume 19kN/m3 Modulo di Young 10 mPa Coefficiente di Poisson 0.25
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I parametri del modello e legame costitutivo
Argilla limosa (modello Cam Clay) Peso di volume 17kN/m3 M 0.898 (φ ‘ =23°) Lambda 0.117 Kappa 0.026 N 2.649 mp1 1kPa ν 0.3
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Limo argilloso- (materiale nella vasca (modello Cam Clay)Peso di volume 14kN/m3M 0.648 (φ ‘ =17°)Lambda 0.197Kappa 0.049N 3.363 mp1 1kPaν 0.3
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Modellazione numerica – Flac2d
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E’ stata modellata una colonna di terreno ipotizzando condizioni edometriche. La dimensione degli elementi della mesh è di 25 cm. La lunghezza totale della colonna è di 75 m.
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Modellazione numerica – Flac2d
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Fasi della modellazione:•Inizializzazione del Cam Clay a partire dai valori di p’ e q in sito, ipotizzando il terreno normalmente consolidato.• Applicazione di un precarico fino a quota +4m slm con step di un metro in condizioni non drenate•Dissipazioni delle pressioni interstiziali conseguenti all’applicazione del precarico con un’analisi di consolidazione• Applicazione di un ulteriore precarico fino a quota +7m slm con step di un metro in condizioni non drenate•Dissipazioni delle pressioni interstiziali conseguenti all’applicazione dell’ulteriore precarico con un’analisi di consolidazione
-Sono inoltre state ripetute le analisi ipotizzando che l’applicazione del carico avvenga direttamente in condizioni drenate
Sviluppo della pressione interstiziale nel limo argillosa (dragaggio) in varia fasi
Spostamento verticale nel tempo di alcuni punti nella fase consolidazione (materiale nella vasca)
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Sviluppo di pressione interstiziale nella argilla limosa
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Spostamento verticale nel tempo di alcuni punti nella fase di consolidazione (argilla limosa)
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Cedimenti
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I cedimenti complessivi sono di seguito sintetizzati:
Precarico di 4 m e consolidazione: spostamento massimo 1.56 m cedimento della vasca 56.9cm tempi di consolidazione 12.5annicedimento della argilla limosa 85.7 cmtempi di consolidazione 67anni
Precarico di 4 m in condizioni drenate: spostamento massimo 1.66 mcedimento della vasca 66.2cmcedimento della argilla limosa 82.2cm
Cedimenti
Precarico di 7 m e consolidazione: spostamento massimo 2.336 m cedimento della limo argillosa 79.4cm
cedimento della argilla limosa 1.406m
Precarico di 7 m in condizioni drenate: spostamento massimo 2.208 mcedimento della limo argillosa 78.4cmcedimento della argilla limosa 1.304m
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ConclusioniLunga durata di consolidazione
Non è possibile velocizzare il processo di consolidazione per la presenza di geomembrana sotto il dragaggio
È raccomandato limitare il carico nella zonaPossibilità di dreni orizzontali ??
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SPECIAL THANKS TO Prof. Ing. SALVATORE
MILIZIANO
VI RINGRAZIO PER LAVOSTRA ATTENZIONE
DIO VI BENEDICA TUTTI !!
THANKS TO Ing: Di Sotto Anotonello
Ing: Rotisciani Giada