I TERRENI E FONDAZIONI (METODO AGLI STATI LIMITE)

Struttura e proprietà dei terreni

Un terreno è costituito da:

FASE SOLIDA (particella di roccia disgregata)

FASE LIQUIDA (acqua presente negli interstizi)

FASE GASSOSA (gas o aria presente negli spazi interstiziali).

Vv

Indice dei vuoti (e): e = Vs

WPeso di volume naturale (yn) : yn =

V

Ws

Peso di volume secco (ys) ys = V

Wa

Contenuto d’acqua naturale (wn) : wn = x 100% Ws

Vv

Porosità n = x 100% V

Va

Grado di saturazione (S): S = x 100% Vg

dove: per W si intendono i pesiper V si intendono i volumi

Presenza di acqua nelle terre

a) acqua di infiltrazione

b) acqua di assorbimento che avvolge le particelle di terreno;

c) aria con vapor d’acqua

d) acqua di adesione

e) acqua capillare

f) acqua di falda

Classificazione delle terre:

in funzione della granolumetria

Denominazione Diametro dei granuli (mm)

ciottolo

ghiaia o breccia

ghiaietto o breccetta

ghiaino o brecciolino

sabbia grossa

sabbia fine

limo, fango

argilla

> 70

70 – 25

25 -10

10 – 2

2 – 0,2

0,2 – 0,02

0,02 – 0,002

< 0,002

in funzione della coesione tra i granuli

COERENTI (argille)

INCOERENTI (sabbie – ghiaie)

Caratteristiche fisico meccaniche delle terre: parametri geotecnici

= angolo di attrito interno (gradi)

C = coesione (kPa) (daN/cmq)

Cv = coesione non drenata (kPa) (daN/cmq)

= peso specifico (daN/mc)

E = modulo elastico (MPa) (daN/cmq)

M = modulo edometrico (MPa) (daN/cmq)

Dr = densità relativa

G = grado di sovraconsolidamento

Prove per la determinazione dei parametri geotecnici

Prova di taglio diretto con scatola di Casagrande

Per diversi valori di P si determinano i valori di rottura a taglio

P T = =

A A

Si ottiene un diagramma:

Nei terreni ordinari i parametri:

= 25° 30°

C = 0,05 0,03 daN/cmq

= 1.500 2.000 daN/cm3

LE FONDAZIONI (STATI LIMITE)

Carico limite delle fondazioni

Nel comportamento di un terreno sul quale viene applicato un carico crescente di intensità si possono evidenziare due fasi:

- prima fase che si può considerare elastica

- fase plastica

Il carico limite (tlim)di un terreno è quel carico applicato al terreno stesso superato il quale si verifica rottura del complesso terreno-opera di fondazione, avendo raggiunto la tensione al limite del collasso

bFormula di Terzaghi: tlim = vc c Nc + vq t1 t Nq + v t2 N

2

dove:

c = coesione

t1 e t2 = pesi volumici del terreno situato rispettivamente sopra e sotto il piano di posa della fondazione

t = profondità del piano di posa della fondazione rispetto al piano di campagna

b = minore larghezza della fondazione

Nc, Nq, N = coefficienti dimensionali di portanza in funzione dell’angolo di attrito interno per terreni compatti, con i valori riportati in tabella 1 o ricavati dalla tabella 2, che fornisce anche i valori dei coefficienti N’c, N’q, N’y relativi ai terreni scioli o poco compatti

vc, vt, v = coefficienti di forma coni valori riportati nella tabella 3.

Nella formula i vari addendi esprimono le diverse resistenze del terreno e precisamente:

vc c Nc = resistenza per coesione del terreno direttamente sottostante la fondazione

vq yt1 t Nq = resistenza per il sovraccarico dovuto al terreno situato sopra la fondazione

bvy yt2 N = resistenza offerta per attrito dal peso del terreno sotto la fondazione

2

TABELLA 1

TABELLA 2

TABELLA 3

Metodo agli stati limite

Si considerano l’approccio progettuale 2 che prevede la combinazione (A1 + M1 + R3):

- gruppo A1 strutturale (tabella 4) dei coefficienti yF

- gruppo M1 (tabella 5) dei coefficienti parziali yM

- gruppo R3 (tabella 6) dei coefficienti parziali yR

TABELLA 4COEFFICIENTI PARZIALI F

TABELLA 5COEFFICIENTI PARZIALI M

TABELLA 6COEFFICIENTI PARZIALI R

DIMENSIONAMENTO

t lim

Rd = R

NEd

Rd Ed = a · b