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ESERCIZI RISOLTI DI INGEGNERIA GEOTECNICA E …

Q U A D E R N I P E R L A P R O G E T T A Z I O N EESERCIZI RISOLTI DI INGEGNERIA GEOTECNICA E GEOLOGIA APPLICATAT ensioni nel sottosuolo, capacit portante e cedimenti delle fondazioni, geofisica ed idrologia. Concetti di base, equazioni, metodi di calcolo ed esempi applicativiVOLUME 1diGIULIO Page 1 Tuesday, March 1, 2011 3:51 PMQ U A D E R N I p e r l a p r o g e t t a z i o n e5 INDICE 13 CAPITOLO 1 PRESSIONE TOTALE, EFFETTIVA E totale, effettiva e neutrale .. 15 CAPITOLO 2 DISTRIBUZIONE DEGLI indotte nel sottosuolo .. Metodo empirico .. dell elasticit .. Carico Carico uniforme su un area circolare .. Carico uniforme su un area rettangolare .. Carico uniforme su un area Carico uniforme su un area rettangolare infinitamente lunga .. 42 CAPITOLO 3 CAPACIT PORTANTE DELLE FONDAZIONI fondazioni riduttivi.

Q U A D E R N I P E R L A P R O G E T T A Z I O N E ESERCIZI RISOLTI DI INGEGNERIA GEOTECNICA E GEOLOGIA APPLICATA Tensioni nel sottosuolo, capacità portante

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1 Q U A D E R N I P E R L A P R O G E T T A Z I O N EESERCIZI RISOLTI DI INGEGNERIA GEOTECNICA E GEOLOGIA APPLICATAT ensioni nel sottosuolo, capacit portante e cedimenti delle fondazioni, geofisica ed idrologia. Concetti di base, equazioni, metodi di calcolo ed esempi applicativiVOLUME 1diGIULIO Page 1 Tuesday, March 1, 2011 3:51 PMQ U A D E R N I p e r l a p r o g e t t a z i o n e5 INDICE 13 CAPITOLO 1 PRESSIONE TOTALE, EFFETTIVA E totale, effettiva e neutrale .. 15 CAPITOLO 2 DISTRIBUZIONE DEGLI indotte nel sottosuolo .. Metodo empirico .. dell elasticit .. Carico Carico uniforme su un area circolare .. Carico uniforme su un area rettangolare .. Carico uniforme su un area Carico uniforme su un area rettangolare infinitamente lunga .. 42 CAPITOLO 3 CAPACIT PORTANTE DELLE FONDAZIONI fondazioni riduttivi.

2 Semi-empirica della capacit portante .. portante sotto carichi sismici .. Metodo Maugeri & Novit (2004) .. Page 5 Tuesday, March 1, 2011 9:56 PM6 ESERCIZI RISOLTI DI INGEGNERIA GEOTECNICA E GEOLOGIA Metodo Paolucci e Pecker (1997) .. Metodo di Richards, Helm e Budhu (1993) .. alle tensioni agli stati limiti ultimi (SLU) .. Verifiche agli stati limite di esercizio (SLE).. Parametri geotecnici Distribuzione normale .. Distribuzione t di Student .. Valori di progetto .. 71 CAPITOLO 4 CEDIMENTI DELLE FONDAZIONI SUPERFICIALI .. immediato delle fondazioni .. dell elasticit .. Metodo dello strato elastico .. Metodo Metodo di Metodo di Anagnastropoulos .. Metodo di Meyerhof .. Metodo di Peck e Bazaraa .. Metodo di Peck, Hanson, and Thorrburn .. Metodo di Terzaghi e Peck.

3 Metodo di Burland-Burbidice .. Metodo Schultze e Sherif .. edometrico .. dai dati delle prove CPT e SPT .. 161 CAPITOLO 5 FONDAZIONI Page 6 Tuesday, March 1, 2011 9:56 PMQ U A D E R N I p e r l a p r o g e t t a z i o n AGI .. con prove SPT .. con prove CPT .. limite di un gruppo di pali .. del palo singolo e del gruppo di pali .. Pali soggetti a forze orizzontali .. agli stati limite ultimi (SLU).. Resistenze di pali soggetti a carichi Resistenze di pali soggetti a carichi trasversali .. 184 CAPITOLO 6 GEOFISICA .. geoelettrica .. Sondaggio elettrico verticale (SEV) .. Profilo elettrico .. Modelli 2D e 3D (ETR) .. Esempi di modelli Resistivit tipiche dei terreni .. totale .. trasversale e conduttanza longitudinale .. di acqua marina .. sismica a rifrazione.

4 Metodo delle Metodo del tempo Metodo della distanza Superfici di discontinuit della profondit del bedrock .. di abbattimento dei terreni .. di strutture sepolte .. elastiche .. Page 7 Wednesday, March 9, 2011 12:01 PM8 ESERCIZI RISOLTI DI INGEGNERIA GEOTECNICA E GEOLOGIA APPLICATACAPITOLO 7 .. di aridit .. ombrometrico di Bagnouls & Gaussen .. di Thiessen .. geomorfica di un bacino idrografico .. Caratteristiche generali del Definizione del reticolo idrografico .. Anomalia gerarchica .. Dimensioni geometriche Dimensioni geometriche Pendenza .. Calcolo della curva ipsografica ed delle pendenze .. pluviometriche .. Tempo di Previsione quantitativa delle piogge intense .. della portata di del coefficiente di deflusso.

5 Trasporto Evaporazione da piccoli specchi d acqua .. Misura della portata d acqua .. Metodo della paratoia .. Metodo Metodo della velocit dell acqua .. Metodo della conducibilit .. Metodo dello stramazzo .. Stima della capacit di smaltimento di una sezione Page 8 Tuesday, March 1, 2011 9:56 PMQ U A D E R N I p e r l a p r o g e t t a z i o n Caratteristiche della sezione Sezione di forma composta .. Deflusso minimo minimo Metodi per la determinazione del deflusso minimo vitale .. 360 APPENDICE .. Page 9 Tuesday, March 1, 2011 9:56 PMQ U A D E R N I p e r l a p r o g e t t a z i o n e11 PREMESSADopo aver passato anni a sviluppare procedure di calcolo per software tec-nici, ho deciso di diffondere sia i presupposti teorici che le metodologie di cal-colo necessarie per la determinazione dei risultati volume, ideato non solo per gli studenti ma anche per il giovane pro-fessionista, pu essere considerato come un manuale dove trovare i presuppo-sti teorici e le metodologie di base per la risoluzione di problemi di geologiaapplicata e di INGEGNERIA questo volume sicuramente avr fatto degli errori e ci sono delle inesattez-ze, sviste ed incompletezze di invito a segnalarmi non solo gli errori ma eventuali suggerimenti o com-menti in modo da effettuare le modifiche necessarie per un continuo migliora-mento del concludere ringraziando il Dr.

6 Alessandro Cittadino per l aiuto datonella preparazione dei grafici contenuti nel testo ed il Dr. Antonio Santoro peravermi fornito e concesso l utilizzo di alcuni modelli ETR (Electrical TomografyResistivity).Giulio Page 11 Tuesday, March 1, 2011 3:51 PMQ U A D E R N I p e r l a p r o g e t t a z i o n e13 INTRODUZIONEQ uesto testo nasce essenzialmente da una raccolta di ESERCIZI sviluppati peressere utilizzati nelle diverse situazioni di lavoro che si sono presentate e neiprogrammi di calcolo automatico realizzati a partire dal 1985. Il libro, sia nelle sue parti che nel suo insieme, si configura come un manualepratico aggiornato e di duttile impiego che contiene una vasta selezione diesercizi scopo quello di offrire una panoramica delle possibilit di calcolo chesi hanno nel campo dell INGEGNERIA GEOTECNICA e di far acquisire il metodo dicalcolo per lo svolgimento dei problemi proposti utilizzando solo carta e procedure di calcolo proposte, sperimentate da vari autori in casi reali,presuppongono un minimo di conoscenze teoriche delle tematiche tal fine, ho ritenuto utile presentare ciascun esercizio accompagnato dauna breve descrizione del tema trattato, dei metodi di calcolo utilizzati e delleformule necessarie per risolverlo.

7 Per maggiori approfondimenti si consiglia al lettore di consultare i testi dovei temi proposti e le procedure utilizzate sono trattati con maggior volume esplora alcuni dei pi importanti argomenti dell INGEGNERIA geotec-nica e della geologia applicata:1) Pressione totale, effettiva e neutrale2) Distribuzione degli sforzi3) Capacit portante delle fondazioni superficiali4) Cedimenti delle fondazioni superficiali5) Fondazioni profonde6) Geofisica7) Page 13 Tuesday, March 1, 2011 3:51 PMQ U A D E R N I p e r l a p r o g e t t a z i o n e15 CAPITOLO 1 PRESSIONE TOTALE, EFFETTIVA E Pressione totale, effettiva e neutraleSe consideriamo una massa satura di terra, le forze che agiscono in essa pos-sono essere divise in due tipi: pressioni intergranulari o effettive o efficaci chesono trasmesse direttamente da grano a grano e pressione dell acqua dei porio pressioni neutre che agisce attraverso il fluido che riempie i vuoti.

8 Per capire il comportamento del terreno necessario stabilire una legge diinterazione tra le varie fasi; tale legge stata proposta nel 1923 da Terzaghiche l ha definita principio delle tensioni uno strato di sabbia satura di spessore d posto ad un livello hdal fondo della sabbia (h>d).Se indichiamo con w il peso unitario dell acqua, sat il peso di volume del ter-reno saturo, la pressione verticale totale e la pressione dei pori sono date dalleseguenti equazioni: vo = w (h d) + sat duo = w hdhFigura con un solo Page 15 Tuesday, March 1, 2011 3:51 PM16 ESERCIZI RISOLTI DI INGEGNERIA GEOTECNICA E GEOLOGIA APPLICATALa pressione effettiva verticale si ricava sottraendo alla pressione totale la pres-sione dei pori: vo = v o uo = w (h d) + sat d w h = ( sat w ) dIl termine ( sat - w) chiamato peso di volume del terreno immerso ed indi-cato con.

9 Consideriamo un sistema di strati orizzontali con un carico uniforme in super-ficie e la falda stazionaria, possibile aspettarsi che tutte le forze dipendonodalla profondit degli stati e non dalla posizione questo caso la pressione verticale totale pu essere determinata integrandoil peso di tutti gli strati fino al punto di calcolo e aggiungendo l eventuale caricoposto in superficie. vo = q + dSe l acqua a riposo, la pressione dei pori alla profondit h data dallaseguente equazione:uo = w h dove w il peso unitario dell pressione effettiva data dalla seguente relazione:Pressione effettiva = Pressione totale Pressione dei pori vo = v o uoQuando la pressione effettiva uguale a zero [ vo = ( vo uo) = 0] non ci sonoforze trasmesse tra le particelle a contatto ed il fenomeno della liquefazione inizia. qFigura con pi Page 16 Tuesday, March 1, 2011 3:51 PMQ U A D E R N I p e r l a p r o g e t t a z i o n e17 ESERCIZIO 1 - Valutazione della pressione effettivaCalcolare la pressione effettiva alla profondit di 10 metri dal utilizza-ndo i dati riportati nella figura della pressione effettivaPROFONDITA (m)PRESSIONE TOTALE vo (kN/m2)PRESSIONE DEI PORIuo (kN/m2)PRESSIONE EFFETTIVA vo = vo uo (kN/m2)33 17 = 51,0051,05(3 17) + (2 19) = 89,0(2 9,8) = 19,669,410(3 17) + (2 19) + (5 20) = 189,0(7 9,8) = 68,6120,4 Figura con un solo strato3,010,05,0 Falda =17 kN/m3 sat =20 kN/m3 sat=19 kN/m3( VO(kPa) VO (kPa)0 125 250 375 500 Figura della pressione totale ed effettiva in funzione della profondit Page 17 Tuesday, March 1, 2011 3.)

10 51 PM18 ESERCIZI RISOLTI DI INGEGNERIA GEOTECNICA E GEOLOGIA APPLICATAESERCIZIO N. 2 - Stima della pressione effettiva con carico in superficieCalcolare la pressione effettiva alla profondit di 10 metri dal utilizzando idati riportati nella figura e considerando un carico in posto in superficie di100 (m)PRESSIONE TOTALE vo (kN/m2)PRESSIONE DEI PORIuo (kN/m2)PRESSIONE EFFETTIVA vo = vo uo (kN/m2)33 17 +100 = 151,00151,05(3 17) + (2 19) + 100 = 189,0(2 9,8) = 19,6169,410(3 17) + (2 19) + (5 19 + 100 = 289,0(7 9,8) = 68,6220,43,010,05,0 Falda =17 kN/m3 sat =20 kN/m3ysat =19 kN/m3q =100 kN/m2 Figura di calcolo VO(kPa) VO (kPa)0 125 250 375 500 Figura dellapressione totaleed effettiva infunzione dellaprofondit Page 18 Tuesday, March 1, 2011 3:51 PMQ U A D E R N I p e r l a p r o g e t t a z i o n e19 ESERCIZIO N.)