Tesi finale

23

Click here to load reader

Transcript of Tesi finale

Page 1: Tesi finale

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

Page 2: Tesi finale

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

Page 3: Tesi finale

Situazione attuale della vasca

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA STRUTURALE E GEOTECNICA

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

Master di II livello in PROGETTAZIONE GEOTECNICA (II edizione, anno accademico 2011-12)

Page 4: Tesi finale

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA STRUTURALE E GEOTECNICA

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

Page 5: Tesi finale

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)

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA STRUTURALE E GEOTECNICA

Master di II livello in PROGETTAZIONE GEOTECNICA (II edizione, anno accademico 2011-12)

Page 6: Tesi finale

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

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA STRUTURALE E GEOTECNICA

Master di II livello in PROGETTAZIONE GEOTECNICA (II edizione, anno accademico 2011-12)

Page 7: Tesi finale

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

Master di II livello in PROGETTAZIONE GEOTECNICA (II edizione, anno accademico 2011-12)

Sabbia - sabbia limosaMediamente addensata γ medio 19kN/m3Densità relativa 40 – 60% Angolo di attrito 34- 37° (36°) Modulo di Young 12 MPa

Page 8: Tesi finale

La stratigrafia (argilla limosa)

Alluvioni recenti del Tevere per spessori elevati: 60-70 m Argille , limo organico tenero Normalmente consolidate

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA STRUTURALE E GEOTECNICA

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

Page 9: Tesi finale

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA STRUTURALE E GEOTECNICA

Master di II livello in PROGETTAZIONE GEOTECNICA (II edizione, anno accademico 2011-12)

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

Page 10: Tesi finale

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA STRUTURALE E GEOTECNICA

Master di II livello in PROGETTAZIONE GEOTECNICA (II edizione, anno accademico 2011-12)

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

Page 11: Tesi finale

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.

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA STRUTURALE E GEOTECNICA

Master di II livello in PROGETTAZIONE GEOTECNICA (II edizione, anno accademico 2011-12)

Page 12: Tesi finale

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

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA STRUTURALE E GEOTECNICA

Master di II livello in PROGETTAZIONE GEOTECNICA (II edizione, anno accademico 2011-12)

Page 13: Tesi finale

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

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA STRUTURALE E GEOTECNICA

Master di II livello in PROGETTAZIONE GEOTECNICA (II edizione, anno accademico 2011-12)

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

Page 14: Tesi finale

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA STRUTURALE E GEOTECNICA

Modellazione numerica – Flac2d

Master di II livello in PROGETTAZIONE GEOTECNICA (II edizione, anno accademico 2011-12)

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.

Page 15: Tesi finale

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA STRUTURALE E GEOTECNICA

Modellazione numerica – Flac2d

Master di II livello in PROGETTAZIONE GEOTECNICA (II edizione, anno accademico 2011-12)

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

Page 16: Tesi finale

Sviluppo della pressione interstiziale nel limo argillosa (dragaggio) in varia fasi

Page 17: Tesi finale

Spostamento verticale nel tempo di alcuni punti nella fase consolidazione (materiale nella vasca)

Master di II livello in PROGETTAZIONE GEOTECNICA (II edizione, anno accademico 2011-12)

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA STRUTURALE E GEOTECNICA

Page 18: Tesi finale

Sviluppo di pressione interstiziale nella argilla limosa

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA STRUTURALE E GEOTECNICA

Page 19: Tesi finale

Spostamento verticale nel tempo di alcuni punti nella fase di consolidazione (argilla limosa)

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA STRUTURALE E GEOTECNICA

Master di II livello in PROGETTAZIONE GEOTECNICA (II edizione, anno accademico 2011-12)

Page 20: Tesi finale

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA STRUTURALE E GEOTECNICA

Cedimenti

Master di II livello in PROGETTAZIONE GEOTECNICA (II edizione, anno accademico 2011-12)

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

Page 21: Tesi finale

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

Page 22: Tesi finale

DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA STRUTURALE E GEOTECNICA

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 ??

Master di II livello in PROGETTAZIONE GEOTECNICA (II edizione, anno accademico 2011-12)

Page 23: Tesi finale

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