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1.1

Università degli Studi di Trento - Facoltà di IngegneriaGeotecnica A / Elementi di Geotecnica (Dr. A. Tarantino)

INDAGINI IN SITOINDAGINI IN SITO

1.2


Articolazione delle indaginiArticolazione delle indagini

Indagini in fase di studio di fattibilità(volume di sottosuolo esteso, studio della geologia)

Indagini in fase di progetto(volume di sottosuolo circoscritto, interazioni con l’ambiente circostante)

Indagini in corso d’opera (gallerie, dighe)

Monitoraggio delle opere(interazione con strutture circostanti)

1.3


Estensione delle indaginiEstensione delle indagini

Dimensioni indicative e maggiorate in presenza di terrenieterogenei o di stratificazioni profonde di terreni di caratteristiche meccaniche scadenti

1.4


Mezzi di indagineMezzi di indagine

1.5


Esempi di indagini diretteEsempi di indagini dirette

1.6


Scavi accessibiliScavi accessibili

TRINCEE(scavate con mezzo meccanico, profondità di alcuni metri)

CUNICOLI E POZZI(scavati generalmente a mano, richiedono armature di sostegno)

Osservazione diretta del sottosuolo (tipo e natura dei terreni, giacitura, successione e potenza delle stratificazioni, stato di fratturazione), esecuzione di prove in sito e prelievo di campioni anche di grandidimensioni

In genere costosi, eseguiti e richiusi senza alterare il deflusso delleacque e la stabilità

1.7


Stratigrafia rilevata da scavo in trincea Stratigrafia rilevata da scavo in trincea

1.8


Perforazioni di sondaggioPerforazioni di sondaggio

A CAROTAGGIO CONTINUOprelievo di carote continue per l’individuazione del profilostratigrafico

A DISTRUZIONEraggiungimento di una determinatà profondità per l’installazioe di strumenti o il prelevamento di campioni

1.9


Metodi di sondaggioMetodi di sondaggio

1.10


Perforazione a rotazione (1)Perforazione a rotazione (1)

1.11


Perforazione a rotazione (2)Perforazione a rotazione (2)

Diametri compresi tra 75 e 150 mm e profondità fino a 150 m

Idoneo per tutti i terreni (escluso quelli a grana grossa) controllando velocitàdi rotazione, spinta, portata fluido di circolazione, tipo di carotiere

Non idoneo per terreni a grana grossa (frantumazione del materiale)

Carotaggio continuo previo estrazione e smontaggio dell’intera colonna di aste

Circolazione di fluido di raffreddamento attraverso il sistema di aste (acqua, fango o aria compressa)

Eventuale sostegno del foro mediante tubo di rivestimento o circolazione di fango bentonitico

1.12


CarotieriCarotieriCarotiere doppioCarotiere semplice

Minimizza l’azionedilavante del fluido

Non adatto in argille tenere e terrenigranulari per l’azione dilavante del fluido

1.13


CoroneCoroneCorone dentate

Corone con vidia o diamantate

prismi di metallo duro(terreni teneri o poco addensati)

diamanti’ incastonati’ diamanti ‘impregnati’ con polvere diamantifera

1.14


Stabilizzazione del foroStabilizzazione del foro

Fango bentonitico Tubo di rivestimento

diametri decrescenti per profonditàmaggiori di 30-40 m per ridurre la resistenza di attrito

Sospensione in acqua di bentonite

Viscosità aumenta sensibilmente in quiete (proprietà tixotropiche)

Forma una ‘pellicola’ impermeabilesulle pareti del foro

La spinta idrostatica esercitata dalfango bentonitico stabilizza il foro

1.15


Fluido di perforazioneFluido di perforazione

Necessario per dissipare il calore sviluppato per attrito dalla rotazione

In presenza di livelli costituiti da argille tenere o terreni granulari, sipuò sospendere la circiolazione e procedere a secco per evitaredilavamento o rammollimento del materiale

Il dilavamento o il rammollimento del materiale si può minimizzarericorrendo al carotiere doppio

1.16


Sonda a rotazioneSonda a rotazione

1.17


Tubo di rivestimentoTubo di rivestimento

1.18


Circolazione del fluidoCircolazione del fluido

1.19


Cassette catalogatrici Cassette catalogatrici

1.20


La formazione di un La formazione di un ‘‘tappotappo’’ per per ll’’estrazione della carota estrazione della carota

1.21


Disturbo della perforazioneDisturbo della perforazione

1.22


Perforazione a percussione (1)Perforazione a percussione (1)

1.23


Perforazione a percussione (2)Perforazione a percussione (2)


Idoneo per terreni a grana grossa

Impossibilità di ricostruire una stratigrafia di dettaglio

Raffreddamento attarverso acquaimmessa nel foro

Sostegno del foro mediante tubo di rivestimento

1.24


SondeSondeA valvola (curetta) Benna mordente

D > 500 mm e profondità inferiori a 30 m

1.25


ScalpelliScalpelliUtilizzati per l’attraversamento di stratificazioni lapidee

1.26


Perforazione con trivelle (1)Perforazione con trivelle (1)

1.27


Perforazione con trivelle (2)Perforazione con trivelle (2)


Non idoneo per terreni a grana grossa (alluvionali, morenici)

Idoneo per terreni di media resistenza

In argilla, consente di evitare mezzi di sostegno del foro

Ricostruzione stratigrafica di dettaglio imprecisa (il materiale risulta alquantomescolato)

1.28


Prelievo di campioniPrelievo di campioni

CAMPIONE IDEALE:alterazione del solo stato tensionale

CAMPIONE INDISTURBATO:conserva struttura, contenuto d’acqua e e composizione chimica

FONTI DI DISTURBO: - rifluimento del materiale dal fondo del foro- rigonfiamento del fondo foro- compressione dovuta alla penetrazione del tubo di rivesitmento- fondo foro ‘sporco’

- attrito tra campione a parete interna campionatore- campionamento in eccesso- distacco del campione

1.29


Classi di qualitClassi di qualitàà dei campionidei campioni

1.30


Coefficiente di pareteCoefficiente di parete

1002

22

⋅−

=DDD

C SP

Campionatori a parete sottile(DP<15%)

Campionatori a parete grossa(DP>15%)

Il disturbo tende ad aumentare al crescere del rapporto tra volume di terrenospostato durante l’avanzamento del campionatore ed il volume del campione

1.31


Rapporto lunghezza/diametroRapporto lunghezza/diametro

L/D = 8-12

Lunghezze maggiori assicurano la presenza di un trattocentrale indisturbato

All’aumentare di L, aumenta il rapporto L/D e quindi ildisturbo dofuto agli effeti di attrito laterale

1.32


Coefficiente di ingressoCoefficiente di ingresso

100⋅−

=DDDC i

i

Campionatori corti(Di<0.5%)

Campionatori lunghi(0.75%<Di<1%)

All’aumentare di Di si riducono gli effetti di attrito ma aumenta il rigonfiamento

1.33


Coefficiente di attrito esternoCoefficiente di attrito esterno

100100 ⋅−

=⋅−

=e

ea

e

esa D

DDDDDC

La scarpa puà avere diametro magiore per ridurre l’attrito esterno.

Deve risultare tuttavia Da<2%

1.34


Campionatore a tubo apertoCampionatore a tubo aperto

Presenza di materiale rimaneggiato dal fondo del foro e dalle paretiAdatto per terreni argilosi di consistenza ridotta o media

Parete grossa Parete sottile (Shelby)

φ=80-100 mmL=600-1000 mms=2 mm

1.35


Campionatore a pistoneCampionatore a pistone

Il pistone evita l’ingresso di fango e detriti presenti sul fondo del foro

1.36


Campionatore continuo (Kiellman)Campionatore continuo (Kiellman)

I nastri scorrevoli avvolgono il campione(φint=67 mm) durante l’avanzamentoeliminando così l’attrito interno

Possono raggiungersi lunghezze di campionamento di 20-30 m

1.37


Campionatore doppioCampionatore doppio

La parte interna non rotante munita di scarpatagliente sporge al di sotto della corona esterna rotante

La sporgenza è adattata alla consistenza del terreno, maggiore per i materiai meno duri piùsuscettibili a rammollimento ed erosione

La scarpa può essere intercambiabile (tipoDenison) o azionata dal una mollaopportunamente calibrata che ne controlla la sporgenza (tipo Mazier)

Mazier Denison

1.38


Prelievo di campioni da scavi accessibiliPrelievo di campioni da scavi accessibili

Diametri

1.39


Prove penetrometriche staticheProve penetrometriche statiche(Cone Penetration Test, CPT)(Cone Penetration Test, CPT)

Infissione di punta conica normalizzata(φpunta=35.7 mm, angolo apertura=60°)

Infissione di manicotto normalizzato(Alat=150 cm2)

Velocità di avanzamento: 20 mm/s

Misura della resistenza alla punta qc (FL-2) e della resistenza laterale fs (FL-2)

1.40


Sequenza delle fasi di avanzamentoSequenza delle fasi di avanzamento

qc qc+fs

1.41


Rapporto di resistenza FRapporto di resistenza F

s

c

fqF =

1.42


Intepretazione prove penetrometriche (1) Intepretazione prove penetrometriche (1)

1.43


Intepretazione prove penetrometriche (2) Intepretazione prove penetrometriche (2)

1.44


Intepretazione prove penetrometriche (3)Intepretazione prove penetrometriche (3)

1.45


Indagini geofisicheIndagini geofisiche

Indagini dirette (sondaggi): puntuali ma accurati

Indagini indirette (geofisica): areali ma da intepretare

Alcune proprietà geofisiche possono essere correlate allanatura dei terreni:

Resistività ⇒ Prospezione elettricaRigidezza ⇒ Prospezione sismica

1.46


Prospezioni elettricheProspezioni elettriche

1.47


Principio di funzionamentoPrincipio di funzionamento

1.48


Dispositivo quadripolo SchlumbergerDispositivo quadripolo Schlumberger

TERRENO OMOGENEO

TERRENI STRATIFICATI

Si sovrappongono i profili di resitività sperimentali ρa-AB con profili teoricideterminati per geometrie a 2, 3 e 4 strati

Difficoltà di interpretazione per ripetute alternanze di strati con resistivitàpoco differente oppure fortes spessore resisitivo a copertura di terreniconduttori

1.49


Prospezione sismicaProspezione sismica

Esplora il sottosuolo attrraverso lo studio della propagazione di ondeelastiche generate in superficie o in un foro di sondaggio

Le onde elastiche sono generate mediante esplosivi o masse battenti

La velocità di propagazione delle onde rifratte o riflesse dipende dallarigidezza dei terreni incontrati e quindi dalla loro natura

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