Università degli Studi di Bergamo Facoltà di Ingegneria

Anno Accademico 2014/2015

Geotecnica e Tecnica delle Fondazioni

ESERCITAZIONE

Docente: Daniela Giretti Studenti: Monica Bianchi Gabriele Gazzaniga Gabriele Ravizza Lorenzo Vassalli Maurizio Zanchi

PROBLEMA Di seguono sono riportati alcuni risultati di prove eseguite su provini ottenuti da un campione indisturbato (CI5) prelevato in località Ostellato (Ferrara) nel corso di un sondaggio a carotaggio continuo (S1).

Determinare:

• Peso dell’unità di volume

• Contenuto d’acqua naturale

• Indice plastico e indice di consistenza

• Classificazione secondo Casagrande

(rappresentare graficamente)

• Percentuali di sabbia, limo, argilla

(rappresentare su un grafico opportuno la curva

granulometrica)

• D60, D50, D10, Uc

• Angolo di resistenza al taglio in condizioni di

picco, di stato critico e residue

DATI DEL PROBLEMA

Volume provino iniziale (V) = 72 cm³

Peso provino iniziale (P) = 118.8 gr

Peso secco campione (PS) = 83.52 gr

Limite Liquido (WL) = 84%

Limite Plastico (WP) = 34%

Diametro

[mm]

Passante

[%] 4.7500 100.00

2.0000 99.93

1.0000 99.23

0.5900 98.95

0.4200 98.72

0.2500 98.50

0.1770 98.33

0.1250 98.07

0.0750 97.70

0.0269 82.60

0.0194 77.36

0.0141 70.10

0.0102 61.64

0.0072 53.36

0.0054 47.91

0.0038 41.51

0.0029 36.94

0.0020 31.96

0.0012 25.19

Analisi granulometrica

RISOLUZIONE Un terreno può essere considerato un sistema multifase, costituito da uno scheletro di particelle solide etra esse dei vuoti, che possono essere riempiti da acqua o gas.

VS : volume del solido

VW : volume dell’acqua

VG : volume del gas

VV : volume dei vuoti

V: volume totale

PS : peso del solido

PW : peso dell’acqua

P: peso totale

Peso dell’unità di volume

Rappresenta il peso dell’unità di volume nell’ipotesi che i vuoti siano riempiti sia da aria che da acqua.

γ = P

V =

118.8 𝑔𝑟

72 𝑐𝑚3= 1.65

𝑔𝑟

𝑐𝑚3

Contenuto d’acqua naturale

E’ una delle proprietà più importanti dei terreni, specialmente delle terre a grana fine. Rappresenta il rapporto tra il peso della sola acqua in un campione di terreno e il peso del materiale a 105°, temperatura alla quale evapora completamente l’acqua libera o interstiziale.

W = PW

PS=

P − PS

PS=

118.8 − 83.52 𝑔𝑟

83.52 𝑔𝑟= 0.42 = 42%

Indice plastico

E’ l’intervallo all’interno del quale il materiale possiede un comportamento plastico, ovvero può subire deformazioni ed essere rimaneggiato senza che si creino fessurazioni e cambi di volume. L’indice di plasticità è definito come la differenza tra il limite liquido e quello plastico.

IP = WL − WP = 0.84 − 0.34 = 0.50

Dal confronto con i dati in tabella possiamo concludere che si tratta di un terreno molto plastico.

Indice di consistenza Da un importante informazione in quanto all’aumentare del suo valore si ha un incremento della resistenza al taglio e una riduzione della compressibilità del materiale.

IC = WL − W

IP= 1 − IL = 0.84

Dal confronto con i dati in tabella possiamo concludere che si tratta di un terreno con consistenza solido-plastica.

Classificazione secondo Casagrande

Il comportamento dei terreni a grana fine come limi ed argille è influenzato dal tipo di minerale, quindi un sistema di classificazione basato sulla granulometria delle particelle e poco efficace. A tal proposito Casagrande nel 1948, basandosi sui limiti di Atterberg, ha proposto un sistema utilizzando l’indice di plasticità e il limite liquido. Questo sistema è stato denominato Carta di plasticità di Casagrande in quanto è un diagramma dove in ascisse si trova il limite di liquidità ed in ordinate l’indice di plasticità. La carta è suddivisa in sei regioni dalla retta A (indice di attività) e da due rette verticali identificate da WL = 30 e WL = 50

La carta individua 6 aree cosi definite:

1. Limi inorganici di bassa compressibilità

2. Limi inorganici di media compressibilità e limi organici

3. Limi inorganici di alta compressibilità e argille organiche

4. Argille inorganiche di bassa plasticità

5. Argille inorganiche di media plasticità

6. Argille inorganiche di alta plasticità

I valori del terreno in considerazione sono: wL = 84% wP = 34%

Questi valori individuano un punto situato nell’area numero 6.

Il terreno in considerazione è un argilla inorganica di alta plasticità.

Analisi granulometrica

Dall’analisi dei dati forniti otteniamo la seguente curva granulometrica.

Percentuali di sabbia, limo, argilla e D60, D50, D10, Uc

Dall’analisi della curva granulometrica otteniamo i seguenti risultati:

D10 : non determinabile

D60 : 0.009

D50 : 0.006

UC : non determinabile poiché il valore D10 non è determinabile

Secondo la norma ASTM, abbiamo le seguenti percentuali:

Blocchi Ciottoli Ghiaie Sabbia

Limo Argilla Grossa Media Fine

- - - 0,07 1,21 1,02 50,41 47,29

Terminata l’analisi granulometrica possiamo concludere che si tratta di

un terreno costituito da limo e argilla inorganici di alta plasticità,

con consistenza solido-plastica.

Angolo di resistenza al taglio in condizioni di picco, di stato

critico e residue

Il problema forniva una serie di grafici riguardanti la prova di taglio diretto di seguito riportati.

Condizioni delle prove

Provino 1

Provino 2

Provino 3

s (kPa)

101

197 310

tpicco (kPa)

59 [-] [-]

tcritico (kPa)

56 103 173

tresidue(kPa)

47 97 169

Dall’elaborazione dei dati, otteniamo il seguente grafico

Si ottengono i seguenti valori:

• Angolo di resistenza al taglio in condizioni di picco:

NON DETERMINABILE, poiché il terreno, sottoposto

allo stato tensionale di prova, dati gli indici dei vuoti,

non ha avuto dilatanza quindi non ha manifestato picchi

evidenti

• Angolo di resistenza al taglio in condizioni di stato

critico: 28,64° Si tratta di una sottostima visto che i

tre campioni, per gli spostamenti imposti dal primo ciclo

di carico, non hanno raggiunto le condizioni di stato

critico

• Angolo di resistenza al taglio in condizioni di stato

residuo: 27,24°