Verrès 18.11.2011 Le NTC in ambito geotecnico · delle opere di sostegno delle terre e delle opere...

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Stefania [email protected] 1

Corso di formazione sull’applicazione delle norme t ecniche per le costruzioni 2008

Ingegneria Sismica

Verrès18.11.2011

Le NTC in ambito geotecnico

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Riassunto della lezione

� Principali novità del DM 2008 � La progettazione geotecnica

� Articolazione del progetto� Indagini, caraterizz. e modello geologico � Indagini, caraterizz. e modello geotecnico � Identificazione dei parametri appropriati � Condizioni di verifica � Valori caratteristici dei parametri geotecnici

� Stati limite� Verifica SLU - SLE � Azioni � Resistenze � Fondazioni superficiali Verifica SLU – Fondazioni superficiali

� Verifica SLE – Fondazioni superficiali � Fondazioni (superficiali) in condizioni sismiche

� Liquefazione � Verifica SLU - Fondazioni superficiali� Verifica SLE- Fondazioni superficiali

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Principali novità del DM 14/01/08

1) Introduzione del metodo semi-probabilistico agli stati limite per le verifiche di sicurezza delle opere geotecniche

2) la messa in conto degli effetti della risposta si smica locale per la valutazione dell’azione sismica

3) specifiche norme di progettazione e verifica dell e opere e dei sistemi geotecnici soggetti ad azioni sismiche.

NORMA DI TIPO PRESTAZIONALE E NON PRESCRITTIVONORMA DI TIPO PRESTAZIONALE E NON PRESCRITTIVO

Quadro normativo italiano in materia di costruzioni (Istruzioni e Raccomandazioni)

Gerarchia:• Leggi e DD.MM.: carattere impositivo generale e sono in vigore fino a quando non sono esplicitamente abrogati e sostituiti da altre Leggi e/o da altri DD.MM.,

• Circolari Ministeriali: impositive solo per i lavori pubblici,

• Linee Guida, Norme tecniche del C.N.R. e dell’UNI, Raccomandazioni di Associazioni tecniche culturali, Norme e le Istruzioni Internazionali, non impositive ma la loro osservanza può essere richiesta dal Committente, purchénon siano in contrasto con documenti normativi di livello superiore.

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CON SPECIFICO RIFERIMENTO ALLE PROBLEMATICHE GEOTEC NICHE:CON SPECIFICO RIFERIMENTO ALLE PROBLEMATICHE GEOTEC NICHE:D.M. 11 Marzo1988 “Norme tecniche riguardanti le indagini sui terreni e sulle rocce, la stabilità dei pendii naturali e delle scarpate, i criteri generali e le prescrizioni per la progettazione, l’esecuzione e il collaudo delle opere di sostegno delle terre e delle opere di fondazione” e il D.M. 16 Gennaio 1996“Norme tecniche per le costruzioni in zone sismiche”.

• I Decreti Ministeriali sono le norme tecniche con valore di legge, prescrivono i coefficienti di sicurezza, le azioni, i criteri di progettazione etc..

• Circolare Ministeriale 24 Settembre 1988 n°30483 “Istruzioni riguardanti le indagini sui terreni e sulle rocce, la stabilità dei pendii naturali e delle scarpate, i criteri generali e le prescrizioni per la progettazione, l’esecuzione e il collaudo delle opere di sostegno delle terre e delle opere di fondazione”.

• Le circolare sono documenti esplicativi del relativo D.M.

• D.M. 14 Gennaio 2008 “Norme tecniche per le costruzioni”. Tali norme sono state redatte in modo da essere coerenti con gli Eurocodici e sono diventate impositive dopo un periodo transitorio.

• Circolare Ministeriale 2 Febbraio 2009 n°617 “Istruzioni per l’applicazione delle Norme tecniche per le costruzioni

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CON SPECIFICO RIFERIMENTO ALLE PROBLEMATICHE GEOTEC NICHE:CON SPECIFICO RIFERIMENTO ALLE PROBLEMATICHE GEOTEC NICHE:

Le Raccomandazioni dell’Associazione Geotecnica Ita liana :

• Raccomandazioni sulla programmazione ed esecuzione delle indagini geotecniche (1977)

• Raccomandazioni sui pali di fondazione (1984)

• Raccomandazioni sulle prove geotecniche di laboratorio (1994)

• Le Raccomandazioni dell’A.I.C.A.P.:

• Raccomandazioni – Ancoraggi nei terreni e nelle rocce (1993)

• Gli Eurocodici EC7 – Geotecnica e Fondazioni e EC8 – Strutture in zona sismica .

• Gli eurocodici sono pubblicati in Europa dal CEN (Comitato Europeo di Normazione) e in Italia dall’UNI (Ente Nazionale di Unificazione).

Confronto tra le norme del 1988 + 1996e quelle del 2008

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1. Unificazione in un unico testo di legge della nor mativa in materia di ingegneria geotecnica e in materia di ingegneria strutturale

2. Introduzione del metodo semi-probabilistico agli st ati limite per le verifiche di sicurezza delle opere geotecniche

3. Definizione dell’azione sismica di progetto mettendo in conto gli effetti della risposta sismica locale

4. Introduzione di specifiche norme di progettazione e verifica delle opere e dei sistemi geotecnici soggetti ad azioni s ismiche

DDMM 1988 + 1996vs

DM 2008

NORMA DI TIPO PRESTAZIONALE E NON PRESCRITTIVONORMA DI TIPO PRESTAZIONALE E NON PRESCRITTIVO

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1. Unificazione normativa geotecnica e strutturale :Analogia con Eurocodici: trattazione omogenea di ar gomenti di Ingegneria Strutturale e di Ingegneria Geotecnica (in passato separazione tra i due, anche da un punto di vista legislativo).

2. Metodo semi-probabilistico agli stati limite per verifiche opere geotecnicheNelle NTC la sicurezza è garantita dal rispetto che la Capacità non sia inferiore alla Domanda, ovvero Rd ≥≥≥≥ Ed), utilizzando il metodo semi-probabilistico agli stati limite . Sono due concetti distinti e indipendentiSono due concetti distinti e indipendenti!

Metodo semiprobabilistico: metodo probabilistico di livello 1, o metodo dei coefficienti parziali.Utilizzo per le variabili di valori che hanno un’as segnata probabilità di essere (o di non essere) superati (valori caratteristici), coeff icienti parziali di sicurezza ed elementi additivi per altre incertezze. Non richiede al progettista conoscenza di statistic a e di probabNon richiede al progettista conoscenza di statistic a e di probab ilitilit àà (aspetti statistici e probabilistici considerati nel processo di calibr azione del metodo, ossia nella scelta dei valori caratteristici, dei coefficienti parziali di sicurezza, etc...)

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Valutazione del livello di rischio progettualeValutazione del livello di rischio progettuale (capacit(capacit àà delldell ’’oggetto del oggetto del progetto di soddisfare uno o piprogetto di soddisfare uno o pi ùù criteri di resistenza, durabilitcriteri di resistenza, durabilit àà o altro) o altro) ottenuta con metodi ottenuta con metodi affidabilisticiaffidabilistici , con analisi a priori delle incertezze presenti , con analisi a priori delle incertezze presenti nei modelli e nei parametri utilizzati nelle divers e fasi della nei modelli e nei parametri utilizzati nelle divers e fasi della progettazione.progettazione.

2. Metodo semi-probabilistico agli stati limite per verifiche opere geotecniche“Per la valutazione della sicurezza delle costruzio ni si devono adottare criteri probabilistici scientificamente comprovati. Nel seg uito sono normati i criteri del metodo semi-probabilistico agli stati limite basati sull’impiego dei coefficienti parziali di sicurezza, applicabili nella generalità dei casi; tale metodo è detto di primo livello. Per opere di particolare importanza si possono adottare metodi di livello superiore, tratti da documentazione tecnica di comprovata validità”

NTC 08NTC 08Cap. 2, Cap. 2, par. 2.3par. 2.3

VannucchiVannucchi , 2009, 2009

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2. Metodo semi-probabilistico agli stati limite per verifiche opere geotecniche


Ingegneria strutturaleIngegneria strutturale ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ variabilità caratteristiche dei materiali, della geometria dell’opera, del modello di calcolo: modes ta e ben nota!

Maggiori incertezze su azioni (sisma e vento), inte razione con terrenoMetodo semiprobabilistico introdotto da tempo nella normativa tecnica

Ingegneria geotecnicaIngegneria geotecnica ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ incertezze sulle variabili, su modelli e metodi di calcolo molto maggiori e molto meno studiate (compl essità progettazione geotecnica non caratterizzata da un percorso unico e condiviso, ma deve essere di volta in volta adeguata al contesto ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ “ per cui male si presta ad essere trattata da una normativa rigida e impositiv a”)

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Introduzione del metodo semi-probabilistico nella n ormativa geotecnica è una novità (forzatura) necessaria per uniformare le proc edure di valutazione della sicurezza nelle costruzioni.

Il maggiore livello di libertà concesso e di respons abilità richiesta al progettista geotecnico rispetto al progettista delle strutture traspare in molte parti delle NTC-08.

Esempio:Esempio:“Per la sicurezza strutturale, la resistenza dei materiali e le azioni sono rappresentate dai valori caratteristici, Rki e Fkj definiti, rispettivamente, come il frattile inferiore delle resistenze e il frattile (superiore o inferiore) delle azioni che minimizzano la sicurezza. In genere, i frattili sono assunti pari al 5%.”vsvs“Per valore caratteristico di un parametro geotecnicovalore caratteristico di un parametro geotecnico deve intendersi una stima stima ragionata e cautelativaragionata e cautelativa del valore del parametro nello stato limite considerato”


NTC 08NTC 08Cap. 6, Cap. 6,

par. 6.2.2par. 6.2.2


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Nelle NTC la sicurezza è garantita dal rispetto che la capacità non sia inferiore alla Domanda, ovvero Rd ≥≥≥≥ Ed), utilizzando il metodo semi-probabilistico agli stati limite . Sono due concetti distinti e indipendentiSono due concetti distinti e indipendenti!

Stato limite: “la condizione superata la quale l’opera non soddis fa più le esigenze per le quali è stata progettata ”

ES: Stati limite ultimi (SLU) ⇒⇒⇒⇒ carattere irreversibile (collasso)

Stati limite di esercizio (SLE) ⇒⇒⇒⇒ carattere irreversibile o reversibile (deformazioni)


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SLU ⇒⇒⇒⇒ carattere irreversibile (collasso)

SLE ⇒⇒⇒⇒ carattere irreversibile o reversibile (deformazioni)Ingegneria strutturaleIngegneria strutturale ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ acciaio e cls ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ comportamento elastico, omogeneo e isotropo (entro soglia tensionale, meno il cls).Storicamente verifiche con tensioni ammissibili

Ingegneria geotecnicaIngegneria geotecnica ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ geomateriali (terreni) ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ comportamento non èelastico lineare neppure a bassi livelli di deforma zione Metodo delle tensioni ammissibili mai esistito.

Verifiche SLUVerifiche SLU: (capacità portante fondazioni superfi ciali e profonde, opere di sostegno, stabilità dei pendii, etc..) ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ metodi all’equilibrio limite (da sempre in geotecnica)(comportamento rigido-perfettamente plas tico che non consente la stima delle deformazioni e degli spostamenti)

Verifiche SLEVerifiche SLE storicamente più rare (cedimenti di fon dazioni superficiali con il metodo edometrico) ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ spesso utilizzati metodi empirici. VannucchiVannucchi , ,

20092009

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In generale si deve garantire il rispetto dei segue nti SL:

SLU: SLU: Stato Limite UltimoStato Limite Ultimo ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ EQU (SL di equilibrio come corpo rigido)EQU (SL di equilibrio come corpo rigido)

⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ STR (SL di resistenza della struttura STR (SL di resistenza della struttura ––elementi di fondazione)elementi di fondazione)

⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ GEO (SL di resistenza del terreno)GEO (SL di resistenza del terreno)

SLE: SLE: Stato Limite di EsercizioStato Limite di Esercizio

+ SL propri Condizioni Sismiche+ SL propri Condizioni Sismiche ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ SLD (SL di danno)SLD (SL di danno)

⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ SLO (SL di operativitSLO (SL di operativit àà))

⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ SLV (SL di salvaguardia della vita)SLV (SL di salvaguardia della vita)

⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ SLC (SL di prevenzione del collasso)SLC (SL di prevenzione del collasso)


par. 2.6.1par. 2.6.1++

par. 2.2.1par. 2.2.1


par. 2.6.2par. 2.6.2++

par. 2.2.2par. 2.2.2


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3. Definizione azione sismica di progetto (risposta si smica locale):Innovazione fondamentale; svolta che allinea la nor ma italiana a quella degli altri Paesi avanzati

Precedente normaPrecedente norma (D.M. 1996) effetti condizioni locali non erano con siderati, salvo per il coefficiente di fondazione εεεε.“ Si assume di regola εεεε = 1. In presenza di stratigrafie caratterizzate da depositi alluvionali di spessore variabile da 5 a 20 metri, soprastanti terreni coesivi o litoidi con caratteristiche meccaniche significativamente super iori, si assumerà per il coefficiente e il valore 1,3 ”

NTC 2008NTC 2008: “ Il moto generato da un terremoto in un sito dipende dalle particolari condizioni locali, cioè dalle caratteristiche topogr afiche e stratigrafiche dei depositi di terreno e degli ammassi rocciosi e dalle proprietà f isiche e meccaniche dei materiali che li costituiscono. Alla scala della singola oper a o del singo lo sistema geotecnico, la risposta sismica locale consente di definire le mod ifiche che un segnale sismico subisce, a causa dei fattori anzidetti, rispetto a quello di un sito di riferimento rigido con superficie topografica orizzontale ”


par. 7.11.3.1par. 7.11.3.1


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4. Introduzione di specifiche norme di progettazione e verifica delle opere e dei sistemi geotecnici soggetti ad azioni sismiche:Si fa ordine, razionalizzando ed approfondendo quant o solo accennatosolo accennato in precedenza

Precedente normaPrecedente norma (D.M. 1996) prescrizioni per le opere e i sistemi geotecniciA. Disposizioni generali – A.2. Terreni di fondazione e relative prescrizioni generali . B. Criteri generali di progettazione – B.10. Fondazion i. C. Edifici – C.6.1.1. Azioni orizzontali .C. Edifici – C.9. Interventi sugli edifici esistenti – C9.3.3. Provvedimenti tecnici in fondazione negli interventi di adeguamento .D. Opere di sostegno dei terreni . NTC 2008NTC 2008: specifico paragrafo dedicato alle Opere e sistemi geotecnici, nell’ambito del capitolo dedicato alla progettazione sismica. • stima approssimata della risposta sismica locale in f(stratigrafia, topografia)• valori di soglia (sisma e geotecnica) per omissione verifica liquefazione• kh e kv per verifica pendii, opere di sostegno…• indicazione calcolo lunghezza libera tiranti di anc oraggio•• DUBBI E DUBBI E ““ VAGHEZZEVAGHEZZE”” COMUNQUE PERMANGONO!COMUNQUE PERMANGONO!


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La progettazione geotecnicaPROGETTAZIONE GEOTECNICA E ARTICOLAZIONE DEL PROGET TO:PROGETTAZIONE GEOTECNICA E ARTICOLAZIONE DEL PROGET TO:

Insieme delle attivitInsieme delle attivit àà progettuali che riguardano le costruzioni o parti d i esse che progettuali che riguardano le costruzioni o parti d i esse che interagiscono con il terreno, gli interventi di rin forzo dello sinteragiscono con il terreno, gli interventi di rin forzo dello s tesso, le opere in tesso, le opere in materiali sciolti e la stabilitmateriali sciolti e la stabilit àà del sito nel quale la costruzione si colloca.del sito nel quale la costruzione si colloca.

Progettazione geotecnicaProgettazione geotecnica NTC 08NTC 08C6C6

1.1. Caratterizzazione e modellazione geologica del sito Caratterizzazione e modellazione geologica del sito ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ relazione relazione geologicageologica

2.2. Scelta del tipo di opera o di intervento e programm azione delle Scelta del tipo di opera o di intervento e programm azione delle indagini geotecniche indagini geotecniche ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ indagini e prove geotecniche (volume indagini e prove geotecniche (volume significativo), in sito e laboratorio, valori carat teristici deisignificativo), in sito e laboratorio, valori carat teristici deiparametri geotecnici. parametri geotecnici. ResponsabilitResponsabilit àà di tali fasi e della definizione di tali fasi e della definizione del piano di indagini del piano di indagini èè del progettista;del progettista; Caratterizzazione dei Caratterizzazione dei terreni e delle rocce e definizione dei modelli geo tecnici; terreni e delle rocce e definizione dei modelli geo tecnici; Descrizioni delle fasi e delle modalitDescrizioni delle fasi e delle modalit àà costruttivecostruttive

3.3. Verifiche della sicurezza e delle prestazioniVerifiche della sicurezza e delle prestazioni4.4. Piani di controllo e monitoraggioPiani di controllo e monitoraggio

Articolazione del progettoArticolazione del progetto

⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ relazione relazione geotecnicageotecnica

NTC 08NTC 08Cap. 6Cap. 6

Par.Par. 6.26.2

segue…

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Da definire sulla base dellDa definire sulla base dell ’’ inquadramento geologico della zona e in inquadramento geologico della zona e in funzione dei dati da acquisire: funzione dei dati da acquisire: èè finalizzata alla caratterizzazione e finalizzata alla caratterizzazione e modellazione geotecnica del sitomodellazione geotecnica del sito


Par.Par. 6.2.26.2.2

1. Indagini, caratterizzazione e modellazione geolo gica1. Indagini, caratterizzazione e modellazione geolo gica NTC 08NTC 08Cap. 6Cap. 6

Par.Par. 6.2.16.2.1

Da definire sulla base dellDa definire sulla base dell ’’ inquadramento geologico della zona e in funzione de i inquadramento geologico della zona e in funzione de i dati da acquisire: dati da acquisire: èè finalizzata alla caratterizzazione e modellazione g eotecnica finalizzata alla caratterizzazione e modellazione g eotecnica del sito:del sito:Occorre definire il profilo geotecnico, le caratter istiche fisicOccorre definire il profilo geotecnico, le caratter istiche fisic he e meccaniche, il he e meccaniche, il regime delle pressioni regime delle pressioni interstizialiinterstiziali …… nonchnonch éé i parametri sismici.i parametri sismici.Le indagini devono essere estese al Le indagini devono essere estese al volume significativovolume significativo , ovvero alla parte del , ovvero alla parte del sottosuolo, ovvero quella influenzata, direttamente o indirettamsottosuolo, ovvero quella influenzata, direttamente o indirettam ente, dalla ente, dalla costruzione dellcostruzione dell ’’opera o che influenza lopera o che influenza l ’’opera stessa (opera stessa ( Par.Par. 3.2.23.2.2). Il volume ). Il volume significativo ha forma ed estensione diversa a seco nda del problsignificativo ha forma ed estensione diversa a seco nda del probl ema in esame e ema in esame e deve essere individuato caso per caso deve essere individuato caso per caso ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ f(caratteristiche opera, natura e f(caratteristiche opera, natura e caratteristiche terreni)caratteristiche terreni)

2. Programmazione delle indagini geotecniche2. Programmazione delle indagini geotecniche

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2. Programmazione delle indagini geotecniche2. Programmazione delle indagini geotecniche

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⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ Identificazione dei parametri Identificazione dei parametri geotecnici appropriatigeotecnici appropriati

2. Valori caratteristici dei parametri geotecnici2. Valori caratteristici dei parametri geotecnici


Par.Par. 6.2.26.2.2C6C6.2.2.2.2

Prove di laboratorioProve di laboratorio

Resistenza al taglio Resistenza al taglio terreni granulariterreni granulari

Valutazione specifica da parte del progettista per il necessarioValutazione specifica da parte del progettista per il necessarioriferimento ai diversi tipi di verifica (es. scorri mento muro diriferimento ai diversi tipi di verifica (es. scorri mento muro disostegno: valori di picco vs. condizioni a volume sostegno: valori di picco vs. condizioni a volume costantecostante ……tensioni efficace e ctensioni efficace e c ’’=0?... Capacit=0?... Capacit àà portante muro: valori di picco?)portante muro: valori di picco?)

Tensioni efficaciTensioni efficaci

Prove Prove TxCDTxCD

Taglio direttoTaglio diretto

Criterio di Criterio di MohrMohr Coulomb Coulomb (tensioni efficaci)(tensioni efficaci)

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Tensioni efficaciTensioni efficaci

Resistenza al taglio Resistenza al taglio terreni coesiviterreni coesivi

Prove Prove TxCDTxCD

TxCUTxCU

Criterio di Criterio di MohrMohrCoulomb Coulomb (tensioni (tensioni efficaci)efficaci)


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Tensioni efficaciTensioni efficaciResistenza al taglio terreni Resistenza al taglio terreni coesivi: resistenza residuacoesivi: resistenza residua

••Per elevate deformazioni: Per elevate deformazioni: formazione di due distinti blocchi formazione di due distinti blocchi che scorrono lche scorrono l ’’uno sulluno sull ’’altro lungo altro lungo una ristretta fascia (una ristretta fascia ( superfici di superfici di scorrimentoscorrimento ))

••Nella fascia si concentrano Nella fascia si concentrano deformazioni di notevole entitdeformazioni di notevole entit àà ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒riallineamentoriallineamento delle particelle delle particelle argilloseargillose

••IsoIso --orientazioneorientazione produce produce diminuzione di resistenza minore diminuzione di resistenza minore di quelle critica di quelle critica ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ residuoresiduo••Residuo Residuo èè indipendente da storia indipendente da storia tensione e OCRtensione e OCR

Prove taglio Prove taglio anulareanulare


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•• LL’’analisi in termini di tensioni totali (analisi in termini di tensioni totali ( ϕϕϕϕϕϕϕϕuu = 0) = 0) èè un artificio se non un artificio se non èè possibile la conoscenza possibile la conoscenza delle tensioni efficaci delle tensioni efficaci ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ ll ’’analisi prevede lanalisi prevede l ’’uso di cuso di c uu, trascurando le u e le , trascurando le u e le ∆∆∆∆∆∆∆∆uu, e superfici di , e superfici di rottura congruenti con Tresca (inclinate di 45rottura congruenti con Tresca (inclinate di 45 °° rispetto a rispetto a σσσσσσσσ33).).•• EE’’ un artificio! La resistenza al taglio dipende sempr e da un artificio! La resistenza al taglio dipende sempr e da cc ’’ e e ϕϕϕϕϕϕϕϕ’’ , , indeterminatiindeterminati . .

Resistenza al Resistenza al taglio non taglio non drenata dei drenata dei

terreni coesivi terreni coesivi saturisaturi

Prove Prove TxUUTxUU

Tensioni totali:Tensioni totali: se non se non èè possibile la misura delle possibili pressioni inter stiziali chepossibile la misura delle possibili pressioni inter stiziali che si si sviluppano, lsviluppano, l ’’analisi in termini di tensioni efficaci non analisi in termini di tensioni efficaci non èè percorribile percorribile ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ ricorso ad analisi in ricorso ad analisi in termini di tensioni totali (Criterio di Tresca)termini di tensioni totali (Criterio di Tresca)

ValiditValidit àà solo per argille sature non solo per argille sature non fessuratefessurate in condizioni non drenatein condizioni non drenate


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2. Valori caratteristici dei parametri geotecnici2. Valori caratteristici dei parametri geotecnici ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ Identificazione dei parametri Identificazione dei parametri geotecnici appropriati (f tipologia di geotecnici appropriati (f tipologia di terreno e condizione di verifica)terreno e condizione di verifica)

Terreni a grana grossa (incoerenti):Terreni a grana grossa (incoerenti): assenza di coesione, comportamento puramente assenza di coesione, comportamento puramente attritivoattritivo (determinare (determinare ϕϕϕϕϕϕϕϕ’’ in funzione del livello deformativo)in funzione del livello deformativo)

resistenza di piccoresistenza di piccoresistenza allo stato criticoresistenza allo stato critico

Terreni a grana fine Terreni a grana fine –– CONDIZIONI DRENATECONDIZIONI DRENATE : : coesione presente in funzione di OCR e coesione presente in funzione di OCR e del livello deformativo (determinare del livello deformativo (determinare ϕϕϕϕϕϕϕϕ’’ e e cc ’’ ))

resistenza di piccoresistenza di piccoresistenza allo stato criticoresistenza allo stato criticoresistenza residuaresistenza residua

Terreni a grana fine Terreni a grana fine –– CONDIZIONI NON DRENATE:CONDIZIONI NON DRENATE: comportamento puramente comportamento puramente coesivo (artificio) (determinare ccoesivo (artificio) (determinare c uu))

resistenza non drenataresistenza non drenata

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Terreni a grana grossa (incoerenti): Terreni a grana grossa (incoerenti): Usualmente le analisi sono condotte in termini di Usualmente le analisi sono condotte in termini di tensioni efficacitensioni efficaci ⇔⇔⇔⇔⇔⇔⇔⇔ condizioni condizioni drenatedrenateParametro di picco o di stato critico in funzione d elle condizioParametro di picco o di stato critico in funzione d elle condizio ni di addensamento ni di addensamento iniziale e del livello deformativoiniziale e del livello deformativo

Materiali sciolti: stato criticoMateriali sciolti: stato criticoMateriali densi: picco se piccole deformazioni (es. spinta attivMateriali densi: picco se piccole deformazioni (es. spinta attiv a), critico se gradi a), critico se gradi deformazioni (es. spinta passiva)deformazioni (es. spinta passiva)

Terreni a grana fine: Terreni a grana fine: Definire se si adotta analisi in termini di Definire se si adotta analisi in termini di tensioni efficaci o totalitensioni efficaci o totaliFissato il tipo di analisi si sceglie il parametro in funzione dFissato il tipo di analisi si sceglie il parametro in funzione d i OCR e del livello i OCR e del livello deformativodeformativoTensioni totali: sempre cTensioni totali: sempre c uuTensioni efficaci: picco se piccole deformazioni, r esiduo se graTensioni efficaci: picco se piccole deformazioni, r esiduo se gra ndi deformazionindi deformazioni


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Tipo di problema:Tipo di problema:CARICO o SCARICOCARICO o SCARICO

Storia dello Storia dello STATO TENSIONALESTATO TENSIONALE

CONDIZIONI CONDIZIONI CRITICHECRITICHE

BREVE TERMINEBREVE TERMINE LUNGO TERMINELUNGO TERMINE

TENSIONI TOTALITENSIONI TOTALIccuu, , ϕϕϕϕϕϕϕϕuu = 0= 0

TENSIONI EFFICACITENSIONI EFFICACIcc’’ , , ϕϕϕϕϕϕϕϕ’’

Determinazione Determinazione PARAMETRIPARAMETRI

Terreni a Terreni a grana finegrana fine

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Valutazione tramite parametri Valutazione tramite parametri pressioni interstiziali pressioni interstiziali ((SkemptonSkempton ))

( )[ ]313 σσσ ∆−∆+∆=∆ ABu

La La sovrappressionesovrappressione ∆∆∆∆∆∆∆∆uu generata dalla generata dalla variazione dello stato tensionale totale variazione dello stato tensionale totale ((∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ11, , ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ33) in una prova ) in una prova TxCUTxCU èè data data dalldall ’’equazione (equazione ( SkemptonSkempton , 1954), 1954)

B = B = parametro funzione del solo grado di saturazioneparametro funzione del solo grado di saturazione(S=100% (S=100% ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ B=1)B=1)A = A = parametro funzione dello stato tensionale, della parametro funzione dello stato tensionale, della deformazione, di OCR. A rottura deformazione, di OCR. A rottura AAff, funzione del solo OCR, funzione del solo OCR

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Valutazione tramite Valutazione tramite parametri pressioni parametri pressioni interstiziali (interstiziali ( SkemptonSkempton ))

( ) ( )3131 2

1

2

1 σσσσ ∆+∆

−+∆+∆=∆ AuPer B = 1Per B = 1

CARICO CARICO ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ il I termine aumentail I termine aumentaArgille NC (A>0.5): il II addendo aumenta Argille NC (A>0.5): il II addendo aumenta ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ le le ∆∆∆∆∆∆∆∆uu aumentano aumentano ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ la la resistenza al taglio diminuisce resistenza al taglio diminuisce ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ condizioni critiche a BREVE condizioni critiche a BREVE TERMINETERMINE (la dissipazione delle (la dissipazione delle ∆∆∆∆∆∆∆∆uu porta un aumento delle tensioni porta un aumento delle tensioni efficaci e quindi della resistenza al taglio)efficaci e quindi della resistenza al taglio)

Argille OC (A<0.5): il II addendo diminuisce Argille OC (A<0.5): il II addendo diminuisce ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ le le ∆∆∆∆∆∆∆∆uu aumentano aumentano ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒la resistenza al taglio diminuisce la resistenza al taglio diminuisce ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ condizioni critiche a BREVE condizioni critiche a BREVE TERMINETERMINE Per argille molto OC, A diviene negativo Per argille molto OC, A diviene negativo ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ le le ∆∆∆∆∆∆∆∆uudiminuisconodiminuiscono ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ condizioni critiche a LUNGO TERMINE condizioni critiche a LUNGO TERMINE


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2. Valori caratteristici dei parametri geotecnici2. Valori caratteristici dei parametri geotecnici ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ Identificazione dei parametri Identificazione dei parametri geotecnici appropriati (f tipologia di geotecnici appropriati (f tipologia di terreno e condizione di verifica)terreno e condizione di verifica)Terreni a Terreni a

grana finegrana fine

Scelta parametri di picco, a volume costante e resi dui Scelta parametri di picco, a volume costante e resi dui

Analisi di fenomeni per rottura lungo superficie pr eesistenteAnalisi di fenomeni per rottura lungo superficie pr eesistente ((Es.Es. Riattivazione Riattivazione scivolamento pendio):scivolamento pendio):Parametri da impiegare nelle analisi di stabilitParametri da impiegare nelle analisi di stabilit àà: : ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ parametri RESIDUIparametri RESIDUIAnalisi di fenomeni per rottura lungo superficie di neoformazionAnalisi di fenomeni per rottura lungo superficie di neoformazion e: e: Parametri da impiegare nelle analisi di stabilitParametri da impiegare nelle analisi di stabilit àà::••Argille NC o leggermente OC: Argille NC o leggermente OC: ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ parametri di STATO CRITICO (vedere curve parametri di STATO CRITICO (vedere curve prove di rottura)prove di rottura)••Argille OC: Argille OC: ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ parametri di PICCO (devono essere parametri di PICCO (devono essere determinati su provini indisturbati)determinati su provini indisturbati)••Argille fortemente OC Argille fortemente OC fessuratefessurate :: ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ parametri intermedi fra picco e stato critico parametri intermedi fra picco e stato critico (analisi curve prove di rottura)(analisi curve prove di rottura)

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La breve analisi qui riportata La breve analisi qui riportata èè di fatto relativa al caso delle verifiche SLU di fatto relativa al caso delle verifiche SLU (comportamento a rottura dei materiali).(comportamento a rottura dei materiali).Per le verifiche SLE occorre la conoscenza dei para metri di defoPer le verifiche SLE occorre la conoscenza dei para metri di defo rmabilitrmabilit àà dei dei geomateriali, in funzione della tipologia di materi ali coinvoltigeomateriali, in funzione della tipologia di materi ali coinvolti (fini o granulari) e del (fini o granulari) e del metodo di verifica previsto.metodo di verifica previsto.

Materiali coesivi:Materiali coesivi: valutazione dei cedimenti tramitevalutazione dei cedimenti tramite metodo edometrico (prove di metodo edometrico (prove di laboratorio)laboratorio)

Materiali granulariMateriali granulari : valutazione dei cedimenti tramite metodi empirici (prove in : valutazione dei cedimenti tramite metodi empirici (prove in sito)sito)

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2. Valori caratteristici dei parametri geotecnici2. Valori caratteristici dei parametri geotecnici ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ Identificazione dei parametri Identificazione dei parametri geotecnici appropriatigeotecnici appropriati

⇒⇒ Identificazione dei valori Identificazione dei valori caratteristici dei parametri geotecnicicaratteristici dei parametri geotecnici

Valutazione valori caratteristici Valutazione valori caratteristici

Per valore caratteristico di un parametro geotecnic o deve intendPer valore caratteristico di un parametro geotecnic o deve intend ersi ersi una stima ragionata e cautelativa del valore del pa rametro nellouna stima ragionata e cautelativa del valore del pa rametro nello SL SL considerato.considerato.


Par.Par. 6.2.26.2.2+C6+C6.6.6.6.6

Nella progettazione geotecnica, in coerenza con gli Nella progettazione geotecnica, in coerenza con gli EurocodiciEurocodici , la , la scelta dei valori caratteristici dei parametri deri va da una stiscelta dei valori caratteristici dei parametri deri va da una sti ma ma cautelativa, effettuata dal progettista, del valore del parametrcautelativa, effettuata dal progettista, del valore del parametr o o appropriato per lo stato limite considerato.appropriato per lo stato limite considerato.

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2. Valori caratteristici dei parametri geotecnici2. Valori caratteristici dei parametri geotecnici ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ Identificazione dei valori Identificazione dei valori caratteristici dei parametri caratteristici dei parametri geotecnicigeotecnici

Valutazione valori caratteristici Valutazione valori caratteristici

Valori medi:Valori medi:•• Quando nello SL considerato Quando nello SL considerato èè coinvolto un elevato volume di terreno, con coinvolto un elevato volume di terreno, con possibile compensazione delle eterogeneitpossibile compensazione delle eterogeneit àà•• Quando la struttura a contatto con il terreno Quando la struttura a contatto con il terreno èè dotata di rigidezza sufficiente a dotata di rigidezza sufficiente a trasferire le azioni dalle zone meno resistenti a q uelle pitrasferire le azioni dalle zone meno resistenti a q uelle pi ùù resistentiresistenti

pali per la portata lateralependii (coltre di frana) e fronti di scavoopere di contenimento di notevole altezzastruttura rigida

NTC 08NTC 08Cap. 6Cap. 6C6C6.2.2.2.2

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Valutazione valori caratteristiciValutazione valori caratteristiciValori minimi: Valori minimi: •• Quando sono coinvolti modesti volumi di terreno con concentraziQuando sono coinvolti modesti volumi di terreno con concentrazi one delle one delle deformazioni fino alla formazione di superfici di r ottura nelle deformazioni fino alla formazione di superfici di r ottura nelle porzioni meno resistenti porzioni meno resistenti del volume significativodel volume significativo•• Quando la struttura a contatto con il terreno non Quando la struttura a contatto con il terreno non èè in grado di trasferire forze dalle in grado di trasferire forze dalle zone meno resistenti a quelle pizone meno resistenti a quelle pi ùù resistenti a causa della insufficiente rigidezzaresistenti a causa della insufficiente rigidezza•• Quando la presenza di discontinuitQuando la presenza di discontinuit àà èè tale da influenzare il valore operativo della tale da influenzare il valore operativo della resistenzaresistenza

pali per portata alla baseverifica a scorrimento di un muroplinti e travi non collegati fronti di scavo di modesta ampiezza e muri di H contenutastruttura con insufficiente rigidezza

NTC 08NTC 08Cap. 6Cap. 6C6C6.2.2.2.2

⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ Identificazione dei valori Identificazione dei valori caratteristici dei parametri caratteristici dei parametri geotecnicigeotecnici

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EC7 delinea metodologia per valutazione parametri c aratteristiciEC7 delinea metodologia per valutazione parametri c aratteristici (natura statistica)(natura statistica)Non Non èè obbligatoria (in quanto non obbligatoria (in quanto non èè un principio e pertanto non deve un principio e pertanto non deve essere essere necessariamente adottata dai singoli stati membro). necessariamente adottata dai singoli stati membro).

EC7 (paragrafo 2.4.5.2) enumera altri aspetti impor tanti nella sEC7 (paragrafo 2.4.5.2) enumera altri aspetti impor tanti nella s celta dei valori celta dei valori caratteristici caratteristici

La stima cautelativa comporta generalmente valori p iLa stima cautelativa comporta generalmente valori p iùù bassi del valore medio dei bassi del valore medio dei dati a disposizione, ma talora può comportare valor i pidati a disposizione, ma talora può comportare valor i pi ùù alti, in particolari alti, in particolari circostanze (ad esempio: attrito negativo lungo il fusto di circostanze (ad esempio: attrito negativo lungo il fusto di palipali ……))

EC 7EC 7Par.Par. 2.4.5.22.4.5.2

LL’’ampiezza della zona di terreno che governa il compo rtamento nellampiezza della zona di terreno che governa il compo rtamento nell o SL o SL considerato considerato èè uno dei fattori che incide sulla scelta del paramet ro uno dei fattori che incide sulla scelta del paramet ro caratteristicocaratteristico��

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EC7 considera trattazione statistica:EC7 considera trattazione statistica:

(10) (10) IfIf statisticalstatistical methodsmethods are are employedemployed in in the the selectionselection of of characteristiccharacteristic valuesvalues forforgroundground propertiesproperties , , suchsuch methodsmethods shouldshoulddifferentiatedifferentiate betweenbetween locallocal and and regionalregionalsamplingsampling and and shouldshould allowallow the the useuse of a of a priori priori knowledgeknowledge of of comparablecomparable groundgroundpropertiesproperties ..

DifficoltDifficolt àà data in molti casi dalla scarsitdata in molti casi dalla scarsit àà dei dati disponibili: conoscenze pregresse del dei dati disponibili: conoscenze pregresse del sitosito ……��

((11) 11) If statistical methods are used, the If statistical methods are used, the characteristic value should be derived such that characteristic value should be derived such that the calculated probability of a worse value the calculated probability of a worse value governing the occurrence of the limit state governing the occurrence of the limit state under consideration is not greater than 5%.under consideration is not greater than 5%.(11) (11) Se si utilizzano metodi statistici la Se si utilizzano metodi statistici la derivazione del valore caratteristico deve essere derivazione del valore caratteristico deve essere tale che la probabilittale che la probabilit àà calcolata di un valore picalcolata di un valore pi ùùsfavorevole che governa lsfavorevole che governa l ’’ insorgere dello stato insorgere dello stato limite in considerazione non sia maggiore del limite in considerazione non sia maggiore del 5%. 5%.

EC 7EC 7Par.Par. 2.4.5.2 2.4.5.2 –– punto 10punto 10

EC 7EC 7Par.Par. 2.4.5.2 2.4.5.2 –– punto 11punto 11

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CONCLUSIONI circa i parametri caratteristici:CONCLUSIONI circa i parametri caratteristici:

Valori caratteristici Valori caratteristici ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ caratterizzare uncaratterizzare un ’’ intera distribuzione statistica dei parametri intera distribuzione statistica dei parametri geotecnici di interesse mediante una stima puntuale a carattere geotecnici di interesse mediante una stima puntuale a carattere cautelativo (modello cautelativo (modello semiprobabilistico). semiprobabilistico).

Stima puntuale Stima puntuale ⇔⇔⇔⇔⇔⇔⇔⇔ basso basso percentilepercentile (usualmente 5(usualmente 5 °° percentilepercentile ), calcolato sulla ), calcolato sulla distribuzione del parametro che influenza ldistribuzione del parametro che influenza l ’’ insorgere dello stato limite. insorgere dello stato limite. Il metodo statistico va applicato in maniera ragion ata e non puòIl metodo statistico va applicato in maniera ragion ata e non può o deve sostituire il o deve sostituire il giudizio ed il discernimento tecnico. Lgiudizio ed il discernimento tecnico. L ’’esperienza locale e regionale esperienza locale e regionale èè un importante un importante fattore che guida il processo di elaborazione stati stica dei datfattore che guida il processo di elaborazione stati stica dei dat ii

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La progettazione geotecnicaGLI STATI LIMITEGLI STATI LIMITESLUI principali Stati Limite Ultimi sono:I principali Stati Limite Ultimi sono:a)a) perdita di equilibrio della struttura o di una sua parte; perdita di equilibrio della struttura o di una sua parte; b)b) spostamenti o deformazioni eccessive;spostamenti o deformazioni eccessive;c) raggiungimento della massima capacitc) raggiungimento della massima capacit àà di resistenza di parti di strutture, di resistenza di parti di strutture,

collegamenti, fondazioni; collegamenti, fondazioni; d) raggiungimento della massima capacitd) raggiungimento della massima capacit àà di resistenza della struttura nel suo di resistenza della struttura nel suo

insieme;insieme;e) raggiungimento di meccanismi di collasso nei ter reni;e) raggiungimento di meccanismi di collasso nei ter reni;f) rottura di membrature e collegamenti per fatica ;f) rottura di membrature e collegamenti per fatica ;g) rottura di membrature e collegamenti per altri e ffetti dipendg) rottura di membrature e collegamenti per altri e ffetti dipend enti dal tempo;enti dal tempo;h) instabilith) instabilit àà di parti della struttura o del suo insieme.di parti della struttura o del suo insieme.


par. 2.6.1par. 2.6.1++

par. 2.2.1par. 2.2.1

SLUIn condizioni sismiche occorre considerare:In condizioni sismiche occorre considerare:a)a) salvaguardia della vita salvaguardia della vita (opera conserva parziale ri gidezza e resistenza per

azioni verticali e margine sicurezza per collasso a zioni sismiche);b) prevenzione del collasso b) prevenzione del collasso (opera conserva margin e sicurezza per azioni

verticali e esiguo margine sicurezza per collasso a zioni orizzontali).


par. 3.2.1par. 3.2.1

+ Condizioni Sismiche+ Condizioni Sismiche

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La progettazione geotecnicaGLI STATI LIMITEGLI STATI LIMITESLUNella progettazione geotecnica, sono da considerare :Nella progettazione geotecnica, sono da considerare :

EQU – perdita di equilibrio della struttura, del terreno o dell’insieme terreno-struttura, considerati come corpi rigidi;STR STR –– raggiungimento della resistenza degli elementi strutturali, comraggiungimento della resistenza degli elementi strutturali, compresi gli elementi di presi gli elementi di fondazione;fondazione;GEO GEO –– raggiungimento della resistenza del terreno interagente con la raggiungimento della resistenza del terreno interagente con la struttura con struttura con sviluppo di meccanismi di collasso dell’insieme sviluppo di meccanismi di collasso dell’insieme terrenoterreno--strutturastruttura;;UPL – perdita di equilibrio della struttura o del terreno, dovuta alla sottospinta dell’acqua (galleggiamento);HYD – erosione e sifonamento del terreno dovuta a gradienti idraulici.

Gli stati limite STR e GEO sono gli unici che prevedono il raggiungimento della resistenza delle strutture o del terreno, rispettivamente.


par. 6.2.3par. 6.2.3++

C6C6.2.3.2.3

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La progettazione geotecnicaGLI STATI LIMITEGLI STATI LIMITESLU


par. 6.2.3par. 6.2.3++

C6C6.2.3.1.2.3.1

Con riferimento agli stati limite Con riferimento agli stati limite GEOGEO, si possono menzionare, a mero titolo di esempio, gli , si possono menzionare, a mero titolo di esempio, gli stati limite che riguardano il raggiungimento del carico limite stati limite che riguardano il raggiungimento del carico limite nei terreni di fondazione e lo nei terreni di fondazione e lo scorrimento sul piano di posa di fondazioni superficiali e muri scorrimento sul piano di posa di fondazioni superficiali e muri di sostegno, la rotazione di sostegno, la rotazione intorno a un punto di una paratia a sbalzo o con un livello di vintorno a un punto di una paratia a sbalzo o con un livello di vincolo, ecc. incolo, ecc.

In questi casi, si esegue, di fatto, In questi casi, si esegue, di fatto, una verifica del sistema geotecnico nei confronti di un una verifica del sistema geotecnico nei confronti di un meccanismo di collasso che, in alcuni casi, può implicare anche meccanismo di collasso che, in alcuni casi, può implicare anche la plasticizzazione degli la plasticizzazione degli elementi strutturalielementi strutturali. .

Al contrario, nelle verifiche rispetto agli stati limite Al contrario, nelle verifiche rispetto agli stati limite STRSTR, ci si riferisce in genere al , ci si riferisce in genere al raggiungimento della raggiungimento della crisi di una delle sezioni della struttura, senza pervenire crisi di una delle sezioni della struttura, senza pervenire necessariamente alla determinazione di un meccanismo di collassonecessariamente alla determinazione di un meccanismo di collasso, o alla valutazione di , o alla valutazione di una distanza da esso.una distanza da esso.

Nelle verifiche di sicurezza rispetto agli stati limite ultimi, Nelle verifiche di sicurezza rispetto agli stati limite ultimi, può essere utilizzato l’Approccio può essere utilizzato l’Approccio 1 o l’Approccio 21 o l’Approccio 2. Nell’ambito dell’Approccio 1, la combinazione 1 è generalmente. Nell’ambito dell’Approccio 1, la combinazione 1 è generalmentedimensionante per le verifiche di sicurezza rispetto agli stati dimensionante per le verifiche di sicurezza rispetto agli stati limite di tipo strutturale, STR, limite di tipo strutturale, STR, mentre la combinazione 2 risulta in genere dimensionante per le mentre la combinazione 2 risulta in genere dimensionante per le verifiche di sicurezza verifiche di sicurezza rispetto agli stati limite di tipo geotecnico, GEO.rispetto agli stati limite di tipo geotecnico, GEO.

Le combinazioni dei coefficienti parziali da utilizzare per le dLe combinazioni dei coefficienti parziali da utilizzare per le diverse tipologie di opere e iverse tipologie di opere e sistemi geotecnici sono indicati nei paragrafi successivi.sistemi geotecnici sono indicati nei paragrafi successivi.

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La progettazione geotecnicaGLI STATI LIMITEGLI STATI LIMITESLEI principali Stati Limite di Esercizio sono:I principali Stati Limite di Esercizio sono:a)a) danneggiamenti locali; danneggiamenti locali; b)b) spostamenti o deformazioni limitanti lspostamenti o deformazioni limitanti l ’’uso delluso dell ’’opera, la sua efficienza ed il opera, la sua efficienza ed il

suo aspetto;suo aspetto;c) spostamenti e deformazioni compromettenti lc) spostamenti e deformazioni compromettenti l ’’efficienza e lefficienza e l ’’aspetto di aspetto di

elementi non strutturali, impianti, macchinari;elementi non strutturali, impianti, macchinari;d) vibrazioni compromettenti ld) vibrazioni compromettenti l ’’uso delluso dell ’’opera;opera;e) danni per fatica compromettenti la durabilite) danni per fatica compromettenti la durabilit àà;;f) corrosione e/o eccessivo degrado dei materiali ;f) corrosione e/o eccessivo degrado dei materiali ;


par. 2.6.2par. 2.6.2++

par. 2.2.2par. 2.2.2

SLEIn condizioni sismiche occorre considerare:In condizioni sismiche occorre considerare:a)a) operativitoperativit àà (opera non deve subire danni ed interruzioni d’uso significativi);b) danno b) danno (opera subisce danni tali da non comprome ttere la sicurezza ed è

utilizzabile).


par. 3.2.1par. 3.2.1

+ Condizioni Sismiche+ Condizioni Sismiche

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La progettazione geotecnicaGLI STATI LIMITEGLI STATI LIMITE

SLO (operativitSLO (operativit àà))SLD (danno)SLD (danno)


par. 3.2.1par. 3.2.1++

C3C3.2.1.2.1

Condizioni SismicheCondizioni Sismiche

SLV (vita)SLV (vita)SLC (collasso)SLC (collasso)

SLESLE

SLUSLUAzione sismica f(PAzione sismica f(P VVRR))

81%81%63%63%

10%10%5%5%

dove PPVVRR è la probabilitprobabilit àà di superamento nel periodo di riferimentodi superamento nel periodo di riferimento V Re VVRR è funzione della vita nominale Vvita nominale V NN e del coefficiente dcoefficiente d ’’uso Cuso C UUcompetente alla classe d’uso dell’opera


++C2C2.4.4

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La progettazione geotecnicaPROGETTAZIONE GEOTECNICA: VERIFICA SLUPROGETTAZIONE GEOTECNICA: VERIFICA SLUPer ogni SLU deve essere rispettata la condizione:


par. 6.2.3par. 6.2.3++

C6C6.2.3.2.3

= d

M

kkFd a

XFEE ;;

γγ

dd RE ≤dove EEdd èè il valore di progetto dellil valore di progetto dell ’’azioneazione o dell’effetto dell’azione (DOMANDA):

⋅= d

M

kkEd a

XFEE ;;

γγ⇔⇔⇔⇔⇔⇔⇔⇔ EF γγ =

e dove RRdd èè il valore di progetto della resistenza del sistema geotecnico il valore di progetto della resistenza del sistema geotecnico (CAPACITA’):

⋅= d

M

kkF

Rd a

XFRR ;;

1

γγ

γ

FFkk = valori caratteristici o rappresentativi dei carichi= valori caratteristici o rappresentativi dei carichi

XXkk = valori caratteristici delle propriet= valori caratteristici delle proprietàà dei materialidei materiali

aadd = dato geometrico di progetto= dato geometrico di progetto

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ello

La progettazione geotecnicaPROGETTAZIONE GEOTECNICA: VERIFICA SLUPROGETTAZIONE GEOTECNICA: VERIFICA SLU

La verifica della condizione è effettuata usando diverse combinazioni di gruppi di coefficienti parziali, sopra definiti.per le azioni (A1 e A2)per i parametri geotecnici (M1 e M2)per le resistenze (R1, R2 e R3)


par. 6.2.3par. 6.2.3++

C6C6.2.3.2.3

γγMM : applicati ai : applicati ai MMaterialiateriali

γγFF : applicati alle azioni (: applicati alle azioni (�� FForze)orze)

γγRR : applicati alla capacit: applicati alla capacitàà ((�� RResistenza)esistenza)

Coefficienti parzialiCoefficienti parziali

Si introducono coefficienti di sicurezza parzialicoefficienti di sicurezza parziali , specializzati e differenziati, nella definizione sia della domanda sia della capac ità.

LL’’utilizzo dei coefficienti utilizzo dei coefficienti èè funzione dei due possibili approcci progettuali funzione dei due possibili approcci progettuali distinti e alternativi previsti. distinti e alternativi previsti.

APPROCCIO 1 APPROCCIO 1 ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ 2 COMBINAZIONI di gruppi di coefficienti (1 combina zione 2 COMBINAZIONI di gruppi di coefficienti (1 combina zione STRU e 1 combinazione GEO)STRU e 1 combinazione GEO)

APPROCCIO 2 APPROCCIO 2 ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ COMBINAZIONE UNICA (STRU e GEO)COMBINAZIONE UNICA (STRU e GEO)

dd RE ≤

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La progettazione geotecnicaPROGETTAZIONE GEOTECNICA: VERIFICA SLUPROGETTAZIONE GEOTECNICA: VERIFICA SLUApproccio 1Approccio 1 si impiegano due diverse combinazioni di gruppi di coefficienti parziali,

rispettivamente definiti per le azioni (A), per la resistenza dei materiali (M) e, eventualmente, per la resistenza globale del sistema (R).

Nella Combinazione 1 dellCombinazione 1 dell ’’Approccio 1Approccio 1 , per le azioni si impiegano i coefficienti γFriportati nella colonna A1 delle Tabelle sopra citate.

Nella Combinazione 2 dellCombinazione 2 dell ’’Approccio 1Approccio 1 , si impiegano invece i coefficienti γF riportati nella colonna A2.

Approccio 2Approccio 2 si impiega un’unica combinazione dei gruppi di coefficienti parziali definiti per le azioni (A), per la resistenza dei materiali (M) e, eventualmente, per la resistenza globale (R).

In tale approccio, per le azioni si impiegano i coefficienti γF riportati nella colonna A1.

I coefficienti parziali γM per i parametri geotecnici e i coefficienti γR che operano direttamente sulla resistenza globale di opere e sistemi geotecnici sono definiti nel successivo Capitolo 6.


par. 2.6.1par. 2.6.1++

C2C2.6.1.6.1

Combinazione 1 dellCombinazione 1 dell ’’Approccio 1Approccio 1 , generalmente condizionante il dimensionamento strutturale. Combinazione 2 dellCombinazione 2 dell ’’Approccio 1Approccio 1 , generalmente condizionante il dimensionamento geotecnico.

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AZIONI

Causa Causa o o insieme insieme di di cause cause che che induce induce stati stati limite in limite in una una struttura.struttura.Classificabili come segue:Modo di esplicarsi;Risposta strutturale;Intensità nel tempo.

Si esplica in modo:direttodiretto (Forze concentrate, carichi distribuiti)indirettoindiretto (variazioni di umidità e T°, ritiro, cedimenti di vi ncolo, spostamenti)degradodegrado endogeno ed esogeno

La risposta strutturale è:staticastatica (non provoca accelerazioni significative della struttura o di sue parti)pseudostaticapseudostatica (azioni dinamiche rappresentabili mediante un’azione statica equivalente)dinamicadinamica (provoca accelerazioni significative della struttura o di sue parti).

segue…

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ello Variazione Variazione della della loro loro intensitintensitàà nel nel tempo:tempo:

GG: permanenti agiscono durante tutta la vita nominale VN della costruzione in modo costante.GG11:: (peso proprio degli elementi strutturali, del terreno, forze indotte dal terreno, pressione dell’acqua se costante nel tempo) GG22:: (peso proprio di tutti gli elementi non strutturali; spostamenti e deformazioni imposti di previsione progettuale)P:P: pretensione e precompressione;QQ: variabili hanno valori istantanei diversi fra loro nel tempo di lunga durata o di breve durata rispetto alla VN.QQk1k1: azione variabile principale;QQk2k2, Q, Qk3k3: azioni variabili che possono agire contemporaneamente alla principale. Sono combinate con i coefficienti di combinazione deducibili dalla tabella 2.5.A: A: eccezionali incendi, esplosioni, urti ed impattiE: E: sismicheLe azioni devono essere combinate ai sensi di quant o indicato alLe azioni devono essere combinate ai sensi di quant o indicato al le NTC08, le NTC08, Par.Par. 2.5.3:2.5.3:Combinazione fondamentaleCombinazione fondamentale (generalmente per SLU)Combinazione caratteristicaCombinazione caratteristica (rara) (generalmente per SLE irreversibili alle T.A.)Combinazione frequenteCombinazione frequente (SLE reversibili)Combinazione quasi permanenteCombinazione quasi permanente (SLE effetti lungo termine)Combinazione sismicaCombinazione sismica (SLU e SLE sismici): compare E E (valutata per il relativo SL sismico)Combinazione eccezionaleCombinazione eccezionale : compare A

La progettazione geotecnicaPROGETTAZIONE GEOTECNICA: VERIFICA SLUPROGETTAZIONE GEOTECNICA: VERIFICA SLU AZIONI

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par. 2.6.1par. 2.6.1++

C2C2.6.1.6.1++

Cap. 6Cap. 6Par.Par. 6.2.36.2.3

Tabella 2.6.I Tabella 2.6.I –– Coefficienti parziali per l’effetto delle azioni nelle verifiche SLU

γγγγγγγγG1G1 –– coefficiente parziale del peso proprio della struttura, nonché del peso proprio del terreno e peso proprio del terreno e delldell’’acquaacqua quando pertinentiγγγγγγγγG2G2 –– coefficiente parziale dei pesi propri degli elementi non strutturaliγγγγγγγγQiQi –– coefficiente parziale delle azioni variabiliTerreno e acqua sono carichi permanenti strutturali quando nellaTerreno e acqua sono carichi permanenti strutturali quando nella modellazione contribuiscono modellazione contribuiscono al comportamento dellal comportamento dell ’’opera con le loro caratteristiche di peso, resisten za, rigidezzaopera con le loro caratteristiche di peso, resisten za, rigidezza ..

Nel caso A1 i moltiplicatori Nel caso A1 i moltiplicatori γγγγγγγγFF sono uguali a quelli del calcolo delle opere in ele vazione.sono uguali a quelli del calcolo delle opere in ele vazione.Nel caso A2 sono diversi: Nel caso A2 sono diversi: èè una combinazione specifica per le sole fondazioni.una combinazione specifica per le sole fondazioni.Attenzione alla valutazione dei casi in cui i caric hi sono favorAttenzione alla valutazione dei casi in cui i caric hi sono favor evoli e pertanto da evoli e pertanto da minimizzareminimizzare : : èè bene non ricevere solo le situazione chiuse gibene non ricevere solo le situazione chiuse gi àà fattorizzatefattorizzate��

Condizioni Condizioni sismiche: sismiche:

γγγγγγγγFF = 1= 1

��

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NTC 08NTC 08Cap. 3, Cap. 3, Par.Par. 3.23.2

Le Le azioni sismicheazioni sismiche di progetto si definiscono a partire dalla di progetto si definiscono a partire dalla ““ pericolositpericolosit àà simicasimica di di basebase ”” del sito di costruzione, che del sito di costruzione, che èè descritta dalla probabilitdescritta dalla probabilit àà che in un fissato lasso che in un fissato lasso di tempo (di tempo ( Periodo di riferimento VPeriodo di riferimento V RR, espresso in anni) in detto sito si verifichi un , espresso in anni) in detto sito si verifichi un evento sismico di entitevento sismico di entit àà almeno pari ad un valore prefissato; la probabilitalmeno pari ad un valore prefissato; la probabilit àà èèdenominata denominata ProbabilitProbabilit àà di eccedenza o di superamento nel periodo di riferi mento di eccedenza o di superamento nel periodo di riferi mento PPVRVR..

La pericolositLa pericolosit àà sismica sismica èè definita in termini di:definita in termini di:•• Accelerazione orizzontale massima attesa Accelerazione orizzontale massima attesa aagg in condizioni di campo libero su sito di in condizioni di campo libero su sito di riferimento rigido (categoria A) con superficie top ografica orizriferimento rigido (categoria A) con superficie top ografica oriz zontale (categoria T1)zontale (categoria T1)•• Ordinate dello spettro di risposta elasticoOrdinate dello spettro di risposta elastico in accelerazione ad essa corrispondente in accelerazione ad essa corrispondente SSee(T), con riferimento a prefissate probabilit(T), con riferimento a prefissate probabilit àà di eccedenza Pdi eccedenza P VRVR nel periodo di nel periodo di riferimento Vriferimento V RR

Ai fini delle NTC le forme spettrali sono definite per ciascuna Ai fini delle NTC le forme spettrali sono definite per ciascuna probabilitprobabilit àà di superamento nel Pdi superamento nel P VRVR, , a partire dai seguenti parametri su sito di riferim ento rigido oa partire dai seguenti parametri su sito di riferim ento rigido o rizzontale:rizzontale:•• aagg accelerazione orizzontale massima al sitoaccelerazione orizzontale massima al sito•• FFoo valore massimo del fattore di amplificazione dello spettro in avalore massimo del fattore di amplificazione dello spettro in a ccelerazione ccelerazione orizzontaleorizzontale•• T*T*cc periodo di inizio del tratto a velocitperiodo di inizio del tratto a velocit àà costante dello spettro in accelerazione costante dello spettro in accelerazione orizzontaleorizzontaleNTC prevedono stima grazie ad una griglia di 10751 punti, per cuNTC prevedono stima grazie ad una griglia di 10751 punti, per cu i i èè fornita la terna di valori fornita la terna di valori per 9 distinti periodi di ritorno (Allegato alle NT C)per 9 distinti periodi di ritorno (Allegato alle NT C)

AZIONI SISMICHE

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NTC 08NTC 08Cap. 3, Cap. 3, Par.Par. 3.23.2

Lo spettro di risposta elastico Lo spettro di risposta elastico èè definito tramitedefinito tramite

•• aagg accelerazione orizzontale massima al sitoaccelerazione orizzontale massima al sito•• SS amplificazione dovuta al tipo di terrenoamplificazione dovuta al tipo di terreno•• TTB, B, TTC C TTD D periodi che separano i diversi trattiperiodi che separano i diversi tratti•• ξξξξξξξξ smorzamento della strutturasmorzamento della strutturaS, T, S, T, ξξ si ricavano dai tre parametri precedentemente definiti che dipensi ricavano dai tre parametri precedentemente definiti che dipendono dal periodo di dono dal periodo di ritorno e dalle caratteristiche del terrenoritorno e dalle caratteristiche del terreno

AZIONI SISMICHE

T periodo di vibrazione T periodo di vibrazione ––SSee accacc. spettrale orizzontale. spettrale orizzontale

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La progettazione geotecnicaPROGETTAZIONE GEOTECNICA: VERIFICA SLUPROGETTAZIONE GEOTECNICA: VERIFICA SLU AZIONI SISMICHE

Tabella 3.2.II Tabella 3.2.II –– Categorie di sottosuolo + Tabella 3.2.III Tabella 3.2.III –– Categorie aggiuntive di sottosuolo

Necessario indagare i primi Necessario indagare i primi 30m di profondit30m di profondit àà, rispetto a:, rispetto a:•• quota di imposta se quota di imposta se fondazioni superficialifondazioni superficiali•• quota testa pali se fondazioni quota testa pali se fondazioni profondeprofonde

Per lPer l ’’ individuazione delle individuazione delle categorie:categorie:Misura Misura VVss, o prove , o prove penetrometriche (statiche o penetrometriche (statiche o dinamiche)dinamiche)

Categorie di sottosuolo per la definizione dellCategorie di sottosuolo per la definizione dell ’’azione sismica di progetto: Approccio azione sismica di progetto: Approccio semplificato semplificato –– EFFETTI STRATIGRAFICIEFFETTI STRATIGRAFICI

NECESSITANO DI NECESSITANO DI PARTICOLARI CAUTELE E PARTICOLARI CAUTELE E RIGUARDI!RIGUARDI!


Par.Par. 3.2.23.2.2

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Categorie di sottosuolo per la definizione dellCategorie di sottosuolo per la definizione dell ’’azione sismica di progetto: Approccio azione sismica di progetto: Approccio semplificato semplificato –– EFFETTI STRATIGRAFICIEFFETTI STRATIGRAFICI

Tabella 3.2.II Tabella 3.2.II –– Categorie di sottosuolo + Tabella 3.2.III Tabella 3.2.III –– Categorie aggiuntive di sottosuolo

]/[30

,1 ,

30, sm

V

hV

Ni iS

iS

∑=

=

∑

∑

=

==

Mi iSPT

i

Mii

SPT

N

h

h

N

,1 ,

,130,

∑

∑

=

==

ki iu

i

kii

u

c

h

h

c

,1 ,

,130,

••hh ii: spessore [m] di i: spessore [m] di i --esimo strato nei 30mesimo strato nei 30m••VVS,iS,i: velocit: velocit àà delle onde di taglio nelldelle onde di taglio nell ’’ ii --esimo esimo stratostrato••NNSPT,iSPT,i: numero colpi N: numero colpi N SPTSPT nellnell ’’ ii --esimo stratoesimo strato••CCuiui : resistenza non drenata nell: resistenza non drenata nell ’’ ii --esimo esimo stratostrato••N: numero strati nei 30mN: numero strati nei 30m••M: numero strati terreni a grana grossa nei M: numero strati terreni a grana grossa nei 30m30m••K: numero strati terreni a grana fine nei 30mK: numero strati terreni a grana fine nei 30m

Se alternanza di fine e grosso Se alternanza di fine e grosso èè confrontabile, si confrontabile, si calcolano le categorie separatamente e poi si calcolano le categorie separatamente e poi si considera la peggioreconsidera la peggiore

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Par.Par. 3.2.33.2.3

Categorie topografiche per la definizione dellCategorie topografiche per la definizione dell ’’azione sismica di progetto: Approccio azione sismica di progetto: Approccio semplificato semplificato –– EFFETTI TOPOGRAFICIEFFETTI TOPOGRAFICI

Tabella 3.2.IV Tabella 3.2.IV –– Categorie topografiche

Le categorie si riferiscono a configurazioni preval entemente bidLe categorie si riferiscono a configurazioni preval entemente bid imensionali, creste o dorsali imensionali, creste o dorsali allungate e devono essere considerate nella definiz ione dellallungate e devono essere considerate nella definiz ione dell ’’azione sismica se di altezza azione sismica se di altezza maggiore di 30m.maggiore di 30m.

Definite le Definite le condizioni stratigrafichecondizioni stratigrafiche e quelle e quelle topografichetopografiche si definiscesi definisce ::

dovedove

SSSS: coefficiente di amplificazione stratigrafica: coefficiente di amplificazione stratigrafica

SSTT: coefficiente di amplificazione topografica: coefficiente di amplificazione topografica

TS SSS ⋅=

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Par.Par. 3.2.33.2.3++

Par.Par. 7.11.3.57.11.3.5

Categorie stratigrafiche Categorie stratigrafiche ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ Coefficienti stratigraficiCoefficienti stratigrafici

Tabella 3.2.V Tabella 3.2.V –– Espressioni di SS e CC

Categorie topografiche Categorie topografiche ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ Coefficiente topograficoCoefficiente topografico

Tabella 3.2.VI Tabella 3.2.VI –– Valori massimi del coefficiente di amplificazione topografica ST

dovedove

CCCC: : èè un coefficiente da un coefficiente da utilizzare per la valutazione utilizzare per la valutazione di Tdi T CC, periodo , periodo corrispondente allcorrispondente all ’’ inizio del inizio del tratto a velocittratto a velocit àà costante costante dello spettrodello spettro

*CCC TCT ⋅=

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Par.Par. 3.2.33.2.3++

Par.Par. 7.11.3.57.11.3.5

Categorie stratigrafiche Categorie stratigrafiche ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ Coefficienti stratigraficiCoefficienti stratigraficiTabella 3.2.V Tabella 3.2.V –– Espressioni di SS e CC

Categorie topografiche Categorie topografiche ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ Coefficiente topograficoCoefficiente topograficoTabella 3.2.VI Tabella 3.2.VI –– Valori massimi del coefficiente di amplificazione topografica ST

LL’’Accelerazione massima Accelerazione massima attesa al sito attesa al sito èè pertantopertanto

gTSg aSSaSa ⋅⋅=⋅=max

dovedoveaagg: accelerazione orizzontale : accelerazione orizzontale massima attesa su sito di massima attesa su sito di riferimento rigidoriferimento rigido

SS: coefficiente che tiene conto : coefficiente che tiene conto di amplificazione topograficadi amplificazione topografica e e stratigraficastratigrafica

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Tabella 6.2.II Tabella 6.2.II –– Coefficienti parziali per i parametri geotecnici del terreno

Per gli ammassi rocciosi e per i terreni a natura c omplessa, nelPer gli ammassi rocciosi e per i terreni a natura c omplessa, nel la valutazione della resistenza la valutazione della resistenza caratteristica occorre tener conto della natura e d elle carattercaratteristica occorre tener conto della natura e d elle caratter istiche geometriche e di resistenza istiche geometriche e di resistenza delle discontinuitdelle discontinuit àà strutturali.strutturali.

RESISTENZE ⇒⇒⇒⇒ MATERIALI

La resistenza di progetto La resistenza di progetto RRdd si può determinare:si può determinare:

1. 1. con metodi analiticicon metodi analitici dividendo i parametri caratteristici del terreno pe r dividendo i parametri caratteristici del terreno pe r γγγγγγγγMM e, e, eventualmente, la resistenza coseventualmente, la resistenza cos ìì calcolata per calcolata per γγγγγγγγRR

2. in 2. in modo analiticomodo analitico , ma facendo riferimento a , ma facendo riferimento a correlazioni con prove in sitocorrelazioni con prove in sito e e dividendodividendo la resistenza cosla resistenza cos ìì calcolata per calcolata per γγγγγγγγRR

3. in base a 3. in base a misure dirette su prototipimisure dirette su prototipi (p.es. prove di carico) (p.es. prove di carico) e dividendoe dividendo la resistenza la resistenza coscos ìì determinata per determinata per γγγγγγγγRR


Par.Par. 6.2.36.2.3

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Par.Par. 6.4.26.4.2++

Par.Par. 6.4.36.4.3

RESISTENZE

I coefficienti parziali per le resistenze I coefficienti parziali per le resistenze γγγγγγγγRR sono specificati persono specificati per le tipologia di le tipologia di fondazioni (superficiali e profonde) e sono propri della tecnicafondazioni (superficiali e profonde) e sono propri della tecnica costruttiva.costruttiva.

I valori indicati valgono per tutte le opere con l’eccezione dei pali e degli ancoraggi, per i quali sono tutti unitari

I coefficienti γγγγM sono destinati a ridurre i valori caratteristici dei parametri di resistenza al taglio del terreno (ma non il peso dell’unità di volume). In effetti solo M2 li riduce, M1 li lascia inalterati.

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Approccio 1Approccio 1Combinazione 1 (STR)Combinazione 1 (STR)

A1A1 ++ M1M1 ++ R1R1

Approccio 1Approccio 1Combinazione 2 (GEO)Combinazione 2 (GEO)

A2A2 ++ M2M2 ++ R2R2

Ci si limita ad amplificare (tutte) le azioniNon si riducono parametri e resistenze

γγγγF>1

γγγγG=1γγγγQ>1

γγγγM=1

γγγγM>1

γγγγR=1

γγγγR≥≥≥≥1

Si amplificano (meno) le sole azioni variabili

Si riducono sia i parametri del terreno sia (in genere) le resistenze caratteristiche

Approccio 2Approccio 2(STR (STR -- GEO)GEO)A1A1 ++ M1M1 ++ R3R3

γγγγF>1γγγγM=1γγγγR>1

Si amplificano tutte le azioni

Non si riducono i parametri del terreno ma le resistenze caratteristiche

Nel caso di fondazioni profonde si deve utilizzare M1, come corrNel caso di fondazioni profonde si deve utilizzare M1, come corr ettamente ettamente riportato nella circolare esplicativa, che corregge lriportato nella circolare esplicativa, che corregge l ’’errore da normativa, errore da normativa, tramite una nota a pitramite una nota a pi èè di pagina!di pagina!��

Com

bina

zion

i ent

ram

be

Com

bina

zion

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ram

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obbl

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orie

obbl

igat

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La progettazione geotecnicaVERIFICA SLU VERIFICA SLU –– FONDAZIONI SUPERFICIALIFONDAZIONI SUPERFICIALI


Par.Par. 6.4.26.4.2

SLU GEO SLU GEO –– collasso per carico limite dell’insieme fondazione-terrenocollasso per scorrimento sul piano di posastabilità globale (secondo l’Approccio 1 – Combinazione 2: A2+M2+R2)

Indicazioni preliminari e scelta del piano di posa.Indicazioni preliminari e scelta del piano di posa.

VERIFICHE SLU:VERIFICHE SLU:1. 1. Analisi e definizione dei meccanismi di collasso Analisi e definizione dei meccanismi di collasso -- BT (condizioni non drenate, BT (condizioni non drenate, tensioni totali) e LT (condizioni drenate, tensioni efficaci)tensioni totali) e LT (condizioni drenate, tensioni efficaci)2. 2. Verifiche (minime) Verifiche (minime) per i seguenti SLUper i seguenti SLU (secondo A1 o A2)(secondo A1 o A2)

SLU STR SLU STR –– raggiungimento della resistenza negli elementi strutturali (nel dimensionamento strutturale con A2 γR non deve essere tenuto in conto)

Tabella 6.4.I Tabella 6.4.I –– Coefficienti parziali γR per le verifiche agli SLU di fondazioni superficiali

Il progettista sceglie lIl progettista sceglie l ’’approccio:approccio:Se A1: entrambe le combinazioni (A1+M1+R1 e A2+M2+R 2), ma ai finSe A1: entrambe le combinazioni (A1+M1+R1 e A2+M2+R 2), ma ai fin i del i del dimensionamento geotecnico combinazione 2dimensionamento geotecnico combinazione 2Se A2: combinazione unica (A1+M1+R3)Se A2: combinazione unica (A1+M1+R3)

��

��

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La progettazione geotecnicaVERIFICA SLU VERIFICA SLU –– FONDAZIONI SUPERFICIALIFONDAZIONI SUPERFICIALI NTC 08NTC 08

Cap. 6Cap. 6Par.Par. 6.4.26.4.2

Valutazione della capacitValutazione della capacit àà portanteportante

Schema di Schema di TerzaghiTerzaghi per il calcolo della capacitper il calcolo della capacit àà portanteportante

Studi di Studi di PrandtlPrandtl (1920) (1920) e e TerzaghiTerzaghi (1943) (1943) Fondazione nastriforme Fondazione nastriforme (problema piano) (problema piano) Metodo dell’equilibrio limite. Metodo dell’equilibrio limite. Terreno è mezzo continuo, Terreno è mezzo continuo, omogeneo e isotropo, a omogeneo e isotropo, a comportamento rigido plastico comportamento rigido plastico e per il quale vale il criterio e per il quale vale il criterio di rottura di di rottura di MohrMohr --CoulombCoulomb ..

SLU GEO SLU GEO –– collasso per carico limite dell’insieme fondazione-terreno

VERIFICHE SLU:VERIFICHE SLU:

1. 1. VerificheVerifiche

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Formulazione di Formulazione di TerzaghiTerzaghi ::I fattori N sono quantità adimensionali, ovvero fattori di capacità portante, funzione dell’angolo di resistenza al taglio del terreno e del tipo di superficie di rottura considerata

qc NqNcNBq ⋅+⋅+⋅⋅⋅= γγ2

1lim

qqqqqqcccccc gbidsNqgbidsNcgbisNBq ⋅⋅⋅⋅⋅⋅+⋅⋅⋅⋅⋅⋅+⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅= γγγγγγ2

1lim

Generalizzazione di Generalizzazione di BrinchBrinch –– HansenHansen ::

Valutazione della capacitValutazione della capacit àà portanteportante

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qqqqqqccccccr gbidsNqgbidsNcgbisNBq ⋅⋅⋅⋅⋅⋅+⋅⋅⋅⋅⋅⋅+⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅= '''2

1lim γγγγγγ

qc

qc

qc

qc

qc

ggg

bbb

iii

dd

sss

,,

,,

,,

,

,,

γ

γ

γ

γ Fattori di formaFattori di profonditàFattori di inclinazione del caricoFattori di inclinazione della baseFattori di inclinazione del piano di posa

gbidsNqgbidsNcgbisNBq qqqqqqcccccc ⋅⋅⋅⋅⋅⋅+⋅⋅⋅⋅⋅⋅+⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅= γγγγγγ2

1lim

Valutazione della Valutazione della qq limlim in in condizioni drenatecondizioni drenate

q

c

N

N

N γ

Fattori di capacità portante f(ϕ’)

Valutazione della capacitValutazione della capacit àà portanteportanteGeneralizzazione di Generalizzazione di BrinchBrinch –– HansenHansen ::

61

Ver

rès

18.1

1.20

11

Le N

T in

am

bito

geo

tecn

ico

Inge

gner

ia S

ism

ica

–S

. Mar

ello





Fattori di capacitFattori di capacit àà portanteportanteNellNell ’’ impiego della formula impiego della formula trinomiatrinomia per la per la valutazione del carico limite, i valori di valutazione del carico limite, i valori di progetto dei parametri di resistenza (cprogetto dei parametri di resistenza (c ’’dd, , ϕϕϕϕϕϕϕϕ’’dd) devono essere impiegati sia per la ) devono essere impiegati sia per la determinazione dei fattori di capacitdeterminazione dei fattori di capacit ààportante (portante ( NNcc, , NNqq, , NNγγγγγγγγ), sia per la ), sia per la determinazione dei coefficienti correttivi, determinazione dei coefficienti correttivi, ove questi intervenganoove questi intervengano ..

q

c

N

N

N γ

Fattori di capacità portante f(ϕ’)

Valori dei coefficienti di capacitValori dei coefficienti di capacit àà portante (portante ( VesicVesic , 1975), 1975)

NTC 08NTC 08C6C6.4.2.1.4.2.1

62

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Le N

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Inge

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–S

. Mar

ello





Coefficienti correttiviCoefficienti correttivi

qc

qc

qc

qc

qc

ggg

bbb

iii

dd

sss

,,

,,

,,

,

,,

γ

γ

γ

γ Fattori di formaFattori di profonditàFattori di inclinazione del caricoFattori di inclinazione della baseFattori di inclinazione del piano di posa

NellNell ’’ impiego della formula impiego della formula trinomiatrinomiaper la valutazione del carico limite, i per la valutazione del carico limite, i valori di progetto dei parametri di valori di progetto dei parametri di resistenza (cresistenza (c ’’dd, , ϕϕϕϕϕϕϕϕ’’dd) devono essere ) devono essere impiegati sia per la determinazione impiegati sia per la determinazione dei fattori di capacitdei fattori di capacit àà portante (portante ( NNcc, , NNqq, , NNγγγγγγγγ), sia per la determinazione dei ), sia per la determinazione dei coefficienti correttivi, ove questi coefficienti correttivi, ove questi intervenganointervengano ..

NTC 08NTC 08C6C6.4.2.1.4.2.1

L

B

sen

senss q '1

'11.01

ϕϕ

γ −++==

Fondazione di dimensioni BxL (con B<L)

L

B

sen

sensc '1

'12.01

ϕϕ

−++=

Coefficienti di forma (Coefficienti di forma ( MeyerhofMeyerhof , 1951): , 1951): > 1 poich> 1 poich éé si passa da meccanismo piano a si passa da meccanismo piano a tridimensionale tridimensionale

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gner

ia S

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ica

–S

. Mar

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B

Dsentgd q

2)'1('21 ϕϕ −+=

Coefficienti di profonditCoefficienti di profondit àà (BH, 1970, (BH, 1970, VesicVesic , 1973): , 1973): >1, si considera il contributo della >1, si considera il contributo della resistenza al taglio presente nella zona di resistenza al taglio presente nella zona di approfondimento D della fondazioneapprofondimento D della fondazione

B

Dtgsentgd q

12)'1('21 −−+= ϕϕ

Se D≤B

Se D>B

'

1

ϕtgN

ddd

c

qqc

−−=

1

'cot'1

+

+−=

m

gBLcN

Hi

ϕγ

Componente orizzontale (Componente orizzontale ( VesicVesic , 1973): , 1973): <1, si considera la diminuzione di capacit<1, si considera la diminuzione di capacit àà portante portante rispetto al solo carico verticale rispetto al solo carico verticale

m

q gBLcN

Hi

+−=

'cot'1

ϕ

'

1

ϕtgN

iii

c

qqc

−−=

L

BL

B

m+

+=

1

2

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–S

. Mar

ello





( )2'1 ϕα tgbq −=

Piano di posa inclinato (BH, 1970): Piano di posa inclinato (BH, 1970): <1,<1, soluzione per terreno privo di pesosoluzione per terreno privo di peso

'

1

ϕtgN

bbb

c

qqc

−−=

( )2'1 ϕαγ tgbbq −==


( )21 ωγ tggg q −==

Piano di campagna inclinato (BH, 1970): Piano di campagna inclinato (BH, 1970): <1,<1, soluzione per terreno privo di pesosoluzione per terreno privo di peso

'

1

ϕtgN

ggg

c

qqc

−−=

65

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qqqqqqccccccr gbidsNqgbidsNcgbisNBq ⋅⋅⋅⋅⋅⋅+⋅⋅⋅⋅⋅⋅+⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅= '''2

1lim γγγγγγ

BB rr: : Base ridotta = B-2eB

LL rr: : Base ridotta = L-2eL

Limitare lLimitare l ’’eccentriciteccentricit àà al fine di non al fine di non parzializzareparzializzarela sezione (precauzioni come da EC7, par. 6.5.4)la sezione (precauzioni come da EC7, par. 6.5.4)

��

BB rr: : minima superficie rispetto alla quale il carico risulta centrato

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. Mar

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Limitare lLimitare l ’’eccentriciteccentricit àà al fine di non al fine di non parzializzareparzializzare la sezione (precauzioni come da EC7, par. 6.5.4)la sezione (precauzioni come da EC7, par. 6.5.4)

��

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ello

La progettazione geotecnicaVERIFICA SLU VERIFICA SLU –– FONDAZIONI SUPERFICIALIFONDAZIONI SUPERFICIALIVERIFICHE SLU:VERIFICHE SLU:

1. 1. VerificheVerificheSLU GEO SLU GEO –– collasso per carico limite dell’insieme fondazione-terreno

gbidsNqgbidsNcgbisNBq qqqqqqcccccc ⋅⋅⋅⋅⋅⋅+⋅⋅⋅⋅⋅⋅+⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅= γγγγγγ2

1lim

Valutazione della Valutazione della qq limlim in in condizioni non drenatecondizioni non drenate

Valutazione della capacitValutazione della capacit àà portanteportanteGeneralizzazione di Generalizzazione di BrinchBrinch –– HansenHansen ::

pp

qgbidsNcq ccccccu +⋅⋅⋅⋅⋅⋅= 00000lim

NNcc: : 2+πPer entrambi i casi (ND e D), tutti i parametri di resistenza dePer entrambi i casi (ND e D), tutti i parametri di resistenza de i materiali devono i materiali devono essere intesi come parametri di progetto (pedice d) , affetti dagessere intesi come parametri di progetto (pedice d) , affetti dag li opportuni li opportuni coefficienti coefficienti γγγγγγγγMM, funzione dell, funzione dell ’’approccio utilizzatoapproccio utilizzato��

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Coefficienti di forma (prove su modelli)Coefficienti di forma (prove su modelli)

Coefficiente di profonditCoefficiente di profondit àà ((MeyerhofMeyerhof , 1951, , 1951, SkemptonSkempton , 1951, BH, 1961):, 1951, BH, 1961):

L

Bs c 2.010 +=

B

Dd c 4.010 += Se D≤B

Se D>BB

Dd tg

c10 4.01 −+=

cu

cNBLc

mHi −= 10

Coefficiente per componente orizzontale del carico (Coefficiente per componente orizzontale del carico (VesicVesic , 1975):, 1975):

L

BL

B

m+

+=

1

2

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πα+

−=2

210

cb

Coefficiente di inclinazione del piano di posa (BH, 1971):Coefficiente di inclinazione del piano di posa (BH, 1971):

πω+

−=2

210

cg

Coefficiente di inclinazione del piano di campagna (Coefficiente di inclinazione del piano di campagna (VesicVesic , 1975):, 1975):

( )ωγ 24.012

1 −

−L

BB

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1. 1. VerificheVerificheValutazione della capacitValutazione della capacit àà portante portante ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ verifica della disuguaglianzaverifica della disuguaglianza in termini di in termini di forze e non di tensioniforze e non di tensioni

rr LBqN ⋅⋅= limlimdd RE ≤ ⇔⇔⇔⇔⇔⇔⇔⇔ RRdd da valutare secondo lda valutare secondo l ’’approccio approccio

considerato (M ed R)considerato (M ed R)

BB

Td

Nd

=≤ dM

kddd

Rdd a

XMTNNNN ;;;;

1limlim γγ

Condizioni DrenateCondizioni Drenate

Md

=≤ dk

c

kddd

Rdd a

cMTNNNN ;

)'tan(;

';;;'

1'' limlim

ϕγϕ

γγ

Condizioni Non DrenateCondizioni Non Drenate

=≤ dcu

ukddd

Rdd a

cMTNNNN ;;;;

1limlim γγ

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1. 1. VerificheVerificheValutazione del collasso per scorrimento Valutazione del collasso per scorrimento ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ verifica della disuguaglianzaverifica della disuguaglianza in in termini di forze e non di tensionitermini di forze e non di tensioni

dd RE ≤ ⇔⇔⇔⇔⇔⇔⇔⇔

=≤ dM

kd

Rdd a

XNTTT ;;

1limlim γγ

BB

Td

Nd

⋅+⋅≤

ϕγδ

γγ)'tan(

''1 k

dc

k

Rd NB

cT

⋅≤ B

cT

c

uk

Rd γγ

1

Condizioni DrenateCondizioni Drenate

Condizioni Non DrenateCondizioni Non Drenate

⇔⇔⇔⇔⇔⇔⇔⇔ RRdd da valutare secondo da valutare secondo ll ’’approccio considerato (M ed R)approccio considerato (M ed R)

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dove Edove E dd èè il valore di progetto dellil valore di progetto dell ’’effetto delle azioni e Cd effetto delle azioni e Cd èè il prescritto valore il prescritto valore limite delllimite dell ’’effetto delle azioni, stabilito in funzione del com portamento deeffetto delle azioni, stabilito in funzione del com portamento de lla lla struttura in elevazione.struttura in elevazione.Occorre valutare rotazioni e cedimenti e la loro ev oluzione nel Occorre valutare rotazioni e cedimenti e la loro ev oluzione nel tempo (cedimenti tempo (cedimenti immediati, differiti).immediati, differiti).Stima dei cedimenti tramite metodi empirici o anali tici.Stima dei cedimenti tramite metodi empirici o anali tici.Parametri di deformabilitParametri di deformabilit àà dei terreni: dei terreni: grana fine: prove di laboratoriograna fine: prove di laboratoriograna grossa: prove in sitograna grossa: prove in sito

ProprietPropriet àà meccaniche: valori caratteristicimeccaniche: valori caratteristiciCoefficienti parziali = 1 per azioni e parametri di resistenzaCoefficienti parziali = 1 per azioni e parametri di resistenzaValutazioni eventuali cedimenti anche per manufatti adiacenti opValutazioni eventuali cedimenti anche per manufatti adiacenti op ere in progettoere in progetto

VERIFICHE SLE:VERIFICHE SLE:

1. 1. Calcolo di spostamenti e distorsioniCalcolo di spostamenti e distorsioni : verifica compatibilit: verifica compatibilit àà struttura elevazione struttura elevazione (requisiti (requisiti prestazionaliprestazionali ))

La progettazione geotecnicaVERIFICA SLE VERIFICA SLE –– FONDAZIONI SUPERFICIALIFONDAZIONI SUPERFICIALI


Par.Par. 6.4.26.4.2++

C6C6.4.2.2.4.2.2

Spesso in ambito geotecnico le verifiche SLE sono p roprio quelleSpesso in ambito geotecnico le verifiche SLE sono p roprio quellemaggiormente restrittivemaggiormente restrittive��

dd CE ≤

γγγγF=1

γγγγM=1

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ello VERIFICHE SLE:VERIFICHE SLE:

1. 1. Valutazione dei cedimentiValutazione dei cedimenti


dd CE ≤dove Edove E dd èè il valore di progetto dellil valore di progetto dell ’’effetto delle azioni e Cd effetto delle azioni e Cd èè il prescritto valore il prescritto valore limitelimite

•• Per effetto delle azioni trasmesse in fondazione, i terreni subPer effetto delle azioni trasmesse in fondazione, i terreni sub iscono deformazioni che iscono deformazioni che provocano spostamenti del piano di posa.provocano spostamenti del piano di posa.

• Le componenti verticali degli spostamenti (cedime nti) assumono• Le componenti verticali degli spostamenti (cedime nti) assumono in genere valori diversi in genere valori diversi sul piano di posa di un manufatto.sul piano di posa di un manufatto.

• I cedimenti e gli spostamenti delle fondazioni e del terreno c• I cedimenti e gli spostamenti delle fondazioni e del terreno c ircostante possono essere ircostante possono essere valutati con metodi empirici e analitici.valutati con metodi empirici e analitici.

• I valori delle proprietà meccaniche da adoperare nell’analisi • I valori delle proprietà meccaniche da adoperare nell’analisi sono quelli caratteristici e i sono quelli caratteristici e i coefficienti parziali sulle azioni e sui parametri di resistenzacoefficienti parziali sulle azioni e sui parametri di resistenza sono sempre unitari.sono sempre unitari.

•• Per ciascun stato limite di esercizio deve essere r ispettata laPer ciascun stato limite di esercizio deve essere r ispettata la condizione:condizione:

Ad esempio: EAd esempio: E dd può essere cedimento differenziale calcolatopuò essere cedimento differenziale calcolato

e Ce Cdd cedimento differenziale ammissibilecedimento differenziale ammissibile

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SLU SLU èè uno scenario (immaginario, perchuno scenario (immaginario, perch éé si spera remoto dalla realtsi spera remoto dalla realt àà), che il ), che il progettista costruisce introducendo un modello cons ervativo. progettista costruisce introducendo un modello cons ervativo. SLE invece prende in esame le strutture in fase di servizio, ovvSLE invece prende in esame le strutture in fase di servizio, ovv ero lo ero lo scenario reale, pertanto le assunzioni devono esser e quanto piscenario reale, pertanto le assunzioni devono esser e quanto pi ùù possibile possibile aderenti la realtaderenti la realt àà (Lancellotta, 1999)(Lancellotta, 1999)⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ Compito del progettista enormemente piCompito del progettista enormemente pi ùù complicatocomplicatoSpesso in ambito geotecnico le verifiche SLE sono p roprio quelleSpesso in ambito geotecnico le verifiche SLE sono p roprio quellemaggiormente restrittivemaggiormente restrittive

Nella vecchia normativa la verifica dei cedimenti r ivestiva diveNella vecchia normativa la verifica dei cedimenti r ivestiva dive rsa rsa importanza, in quanto il fattore di sicurezza per c apacitimportanza, in quanto il fattore di sicurezza per c apacit àà portante aveva il portante aveva il fine di limitare i carichi proprio per limitare i c edimenti stesfine di limitare i carichi proprio per limitare i c edimenti stes si.si.

��

dd CE ≤

LA VALUTAZIONE DEI CEDIMENTI ELA VALUTAZIONE DEI CEDIMENTI E ’’ TRATTATA NELLTRATTATA NELL ’’EC 7EC 7, ALL, ALL ’’APPENDICE FAPPENDICE F,,

MENTRE LMENTRE L’’APPENDICEAPPENDICE HH FORNISCE I VALORI SOGLIA DI RIFERIMENTOFORNISCE I VALORI SOGLIA DI RIFERIMENTO

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La valutazione dei cedimenti prevede la determinazi one delle divLa valutazione dei cedimenti prevede la determinazi one delle div erse aliquote che erse aliquote che compongono il cedimento totale, dove sia il cedimen to totale, sicompongono il cedimento totale, dove sia il cedimen to totale, si a le varie aliquote sono a le varie aliquote sono funzione della tipologia di materiale coinvoltofunzione della tipologia di materiale coinvolto

•• SSii = cedimento istantaneo o immediato= cedimento istantaneo o immediato : si : si ha all’istantanea applicazione del carico. Nel ha all’istantanea applicazione del carico. Nel caso di terreno fine saturo, tale cedimento caso di terreno fine saturo, tale cedimento avviene in condizioni non drenate, ovvero a avviene in condizioni non drenate, ovvero a volume costante (si hanno solo distorsioni e volume costante (si hanno solo distorsioni e non variazioni di volume).non variazioni di volume).

•• SScc = cedimento primario o di = cedimento primario o di consolidazioneconsolidazione : si ha per effetto della : si ha per effetto della dissipazione delle dissipazione delle sovrappressionisovrappressioni interstiziali interstiziali eventualmente originatesi all’atto eventualmente originatesi all’atto dell’applicazione del carico. Espulsione di acqua dell’applicazione del carico. Espulsione di acqua e riduzione di volume.e riduzione di volume.

•• SSss = cedimento secondario= cedimento secondario : si ha per effetto : si ha per effetto delle deformazioni in condizioni drenate per delle deformazioni in condizioni drenate per fenomeni di fenomeni di creepcreep (deformazioni viscose sotto (deformazioni viscose sotto carico costante).carico costante).

dE

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dE

La valutazione dei cedimenti prevede la determinazi one delle divLa valutazione dei cedimenti prevede la determinazi one delle div erse aliquote che erse aliquote che compongono il cedimento totale, dove sia il cedimen to totale, sicompongono il cedimento totale, dove sia il cedimen to totale, si a le varie aliquote sono a le varie aliquote sono funzione della tipologia di materiale coinvoltofunzione della tipologia di materiale coinvolto

•• Cedimento totale: Cedimento totale: SStottot = S= Sii + + SScc + + SSss

Le componenti variano in funzione della tipologia d ei terreni:Le componenti variano in funzione della tipologia d ei terreni:

Nei fini: preponderante Nei fini: preponderante SScc mentre mentre SSss è maggiormente importante in argille NC e nel caso è maggiormente importante in argille NC e nel caso di argille organichedi argille organiche

Nei terreni granulari: non esiste fenomeno di conso lidazione (leNei terreni granulari: non esiste fenomeno di conso lidazione (le condizioni sono di fatto condizioni sono di fatto sempre drenate) e Ssempre drenate) e S ii è contemporaneo ad è contemporaneo ad SSss

•• Terreni fini: Argille Terreni fini: Argille ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ metodo metodo monodimensionalemonodimensionale TerzaghiTerzaghi 19431943

•• Terreni a grana grossa Terreni a grana grossa ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ metodi empirici (es. Burland & metodi empirici (es. Burland & BurbudgeBurbudge 1985, 1985, SchmertmannSchmertmann 1978)1978)

La valutazione dei cedimenti si basa su fondamenti preminentemenLa valutazione dei cedimenti si basa su fondamenti preminentemen te empirici e sulla te empirici e sulla teoria dell’elasticità.teoria dell’elasticità.

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dE

1.1. Suddivisione del banco comprimibile (bulbo tensiona le) in convenSuddivisione del banco comprimibile (bulbo tensiona le) in conven iente numero di iente numero di strati con spessore iniziale Hstrati con spessore iniziale H ii

2.2. Nella mezzeria di ciascuno strato si definisce Nella mezzeria di ciascuno strato si definisce σσσσσσσσ’’v0v0, , σσσσσσσσ’’p p e e ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ’’v0v0 (incremento di carico (incremento di carico prodotto dal carico unitario netto prodotto dal carico unitario netto ∆∆∆∆∆∆∆∆qq), dove l’incremento di tensione può essere ), dove l’incremento di tensione può essere valutato tramite la teoria di valutato tramite la teoria di BoussinesqBoussinesq (teoria dell’elasticità) (teoria dell’elasticità)

3.3. Si calcola il cedimento di ciascuno strato tramite la relazione Si calcola il cedimento di ciascuno strato tramite la relazione ricordandoricordando ii H

e

es

01+∆=

)1( 00 eee v +−= ε

0

0

1 e

eev +

−=ε

0

0

1 e

ee

H

hv +

−=∆=εvvm

e

e'

1 0

σ∆=+∆

dove dove mmvv è il coefficiente di è il coefficiente di compressibilità edometrica, compressibilità edometrica, dipendente dalla tensione dipendente dalla tensione verticale efficace corrente.verticale efficace corrente.

4.4. Si calcola il cedimento sommando il contributo degl i strati consSi calcola il cedimento sommando il contributo degl i strati cons ideratiiderati

•• MMetodo etodo monodimensionalemonodimensionale TerzaghiTerzaghi 1943 1943 Terreni coesiviTerreni coesivi

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dE •• MMetodo etodo monodimensionalemonodimensionale TerzaghiTerzaghi 1943 1943 Terreni coesiviTerreni coesivi

•• Punto 1) Valutazione del pacchetto in cui si produc e cedimento Punto 1) Valutazione del pacchetto in cui si produc e cedimento significativosignificativoSe esiste strato rigido (incomprimibile) il pacchet to deformabilSe esiste strato rigido (incomprimibile) il pacchet to deformabil e si arresta al contatto e si arresta al contatto con lo strato rigidocon lo strato rigido

In assenza di strato rigido si investiga sino alla profondità peIn assenza di strato rigido si investiga sino alla profondità pe r cui r cui ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ∆σ = 0.1= 0.1σσσσσσσσ’’v0v0

•• Punto 2) Valutazione dell’incremento tensionale: pr oblema di Punto 2) Valutazione dell’incremento tensionale: pr oblema di BoussinesqBoussinesq ed ed estensione tramite PSE per la valutazione degli eff etti prodottiestensione tramite PSE per la valutazione degli eff etti prodotti da un carico da un carico distribuitodistribuitoAree di carico flessibili: soluzioni per aree di ca rico circolarAree di carico flessibili: soluzioni per aree di ca rico circolar i, lungo l’asse di simmetria, sullo i, lungo l’asse di simmetria, sullo spigolo di un rettangolo, ecc. per diverse “forme” di carico. Adspigolo di un rettangolo, ecc. per diverse “forme” di carico. Ad esempioesempio

Soluzione di Soluzione di LambeLambe e e WhitmanWhitman , 1969, 1969

Soluzione di Soluzione di NewmarkNewmark , 1942, 1942

•• Punto 3) Compressibilità edometricaPunto 3) Compressibilità edometrica

Deformazione verticaleDeformazione verticaleve

e ε=+∆

01

v

vvm

'σε

∆∆=

Coefficiente di Coefficiente di compressibilità compressibilità edometricaedometrica

v

v

vmM

εσ

∆∆== '1Modulo edometricoModulo edometrico

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•• Punto 3) Calcolo del cedimento del singolo strato ( utilizzo delPunto 3) Calcolo del cedimento del singolo strato ( utilizzo del l’indice di l’indice di compressione e di compressione e di ricompressionericompressione ))

∆++

+=

p

vvr

v

prii cc

ehs

'

'log

'

'log

1

1 0

00 σσσ

σσ

Valutare se il terreno è OC, o NC, al fine di Valutare se il terreno è OC, o NC, al fine di utilizzare correttamente l’espressione, ovvero utilizzare correttamente l’espressione, ovvero valutare se valutare se

σσσσσσσσ’’vfvf = = σσσσσσσσ’’v0v0 + + σσσσσσσσ’’pp è maggiore, minore o uguale alla è maggiore, minore o uguale alla pressione di pressione di preconsolidazionepreconsolidazione σσσσσσσσ’’pp

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•• Punto 3) Calcolo del cedimento del singolo strato ( utilizzo delPunto 3) Calcolo del cedimento del singolo strato ( utilizzo del rapporto di rapporto di compressione e di compressione e di ricompressionericompressione ))

∆++=p

vv

v

pii CRRRhs

'

'log

'

'log 0

0 σσσ

σσ

Valutare se il terreno è OC, o NC, al fine di Valutare se il terreno è OC, o NC, al fine di utilizzare correttamente l’espressione, ovvero utilizzare correttamente l’espressione, ovvero valutare se valutare se

σσσσσσσσ’’vfvf = = σσσσσσσσ’’v0v0 + + σσσσσσσσ’’pp è maggiore, minore o uguale alla è maggiore, minore o uguale alla pressione di pressione di preconsolidazionepreconsolidazione σσσσσσσσ’’ppεεεεεεεεvv

εεεεεεεεvv

RRRR

CRCR

81

Ver

rès

18.1

1.20

11

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bito

geo

tecn

ico

Inge

gner

ia S

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ica

–S

. Mar




•• MMetodo etodo monodimensionalemonodimensionale TerzaghiTerzaghi 1943 1943 Terreni coesiviTerreni coesivi

•• TerzaghiTerzaghi assunseassunse SStottot = = SSedometricoedometrico

•• Trascurando il cedimento secondario si osserva quan to segue (Trascurando il cedimento secondario si osserva quan to segue ( BurlandBurland , 1987), 1987)

•• Argille OCArgille OC ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ SStottot ≅≅≅≅≅≅≅≅ SSedometricoedometrico (è incluso il cedimento istantaneo)(è incluso il cedimento istantaneo)

•• Argille NCArgille NC ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ SSconsolidazconsolidaz ≅≅≅≅≅≅≅≅ SSedometricoedometrico ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ per ottenere il cedimento totale occorre sommare per ottenere il cedimento totale occorre sommare quello istantaneo quello istantaneo ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ SStottot ≅≅≅≅≅≅≅≅ SSconsolidazconsolidaz ++ SSi i ≅≅≅≅≅≅≅≅ 1.1 1.1 SSconsolidazconsolidaz = 1.1 = 1.1 SSedometricoedometrico

Il calcolo del cedimento Il calcolo del cedimento èè funzione dellfunzione dell ’’ incremento di tensione verticale, basato su teoria incremento di tensione verticale, basato su teoria delldell ’’elasticitelasticit àà le cui soluzioni fornite valutano superficie di car ico flessibile cui soluzioni fornite valutano superficie di car ico flessibi le le ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ fondazioni fondazioni rigiderigide ? ?

Nel caso di fondazione rigida il cedimento (uniform e) può essereNel caso di fondazione rigida il cedimento (uniform e) può essere valutato secondo valutato secondo PoulosPoulos & & DavisDavis , 1974:, 1974:

( )bordocentrorigida sss +=2

1

dE

Fondazione circolare o nastriformeFondazione circolare o nastriforme

( )spigolocentrorigida sss += 23

1Fondazione rettangolareFondazione rettangolare

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•• Stima del cedimento secondario può essere effettuat a tramite l’Stima del cedimento secondario può essere effettuat a tramite l’ indice di compressibilità indice di compressibilità secondaria secondaria CCαααααααα

t

ec

logδδ

α−=

•• Tipicamente si fa riferimento alle indicazioni di Tipicamente si fa riferimento alle indicazioni di MesriMesri e e ChoiChoi (1985), che correlano tale (1985), che correlano tale indice a quello di compressibilità primaria indice a quello di compressibilità primaria cccc

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dE

1.1. La valutazione dei cedimenti in terreni sabbiosi av viene tramiteLa valutazione dei cedimenti in terreni sabbiosi av viene tramite i risultati di prove in i risultati di prove in sito (data l’impossibilità di prelevare campioni in disturbati): sito (data l’impossibilità di prelevare campioni in disturbati): metodi consolidati metodi consolidati tramite impiego di prove SPT e CPTtramite impiego di prove SPT e CPT

2.2. SPT: SPT: BurlandBurland & & BurbidgeBurbidge (1985) (1985)

3.3. CPT: Schmertmann (1978)CPT: Schmertmann (1978)

4.4. Numerosi altri metodi (Numerosi altri metodi ( D’AppoloniaD’Appolonia et al. 1970, et al. 1970, LancellotaLancellota e e BerardiBerardi 1991, 1999, ecc.)1991, 1999, ecc.)

•• MMetodi empirici per terreni incoerentietodi empirici per terreni incoerenti

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dE •• MMetodi empirici per terreni incoerentietodi empirici per terreni incoerenti

Metodo di B&B è legato ad un indice di compressibil ità Metodo di B&B è legato ad un indice di compressibil ità IIcc funzione dei risultati delle funzione dei risultati delle prove penetrometriche dinamicheprove penetrometriche dinamiche

4.1

7.1

NIc =

Dove N :Dove N :

è la media aritmetica dei valori misurati nell’ambi to di una è la media aritmetica dei valori misurati nell’ambi to di una profondità di influenza profondità di influenza zzII

Se N è costante o crescente con la profondità: Se N è costante o crescente con la profondità: zzII è è funzione di B (grafico)funzione di B (grafico)

Se N decresce con la profondità: zSe N decresce con la profondità: z II = 2B= 2B

Se N>15 per sabbie fini o limose sotto falda, corre zione Se N>15 per sabbie fini o limose sotto falda, corre zione TerzaghiTerzaghi & & PeckPeck (1948): (1948): NNcorrettocorretto = 15 + 0.5(N= 15 + 0.5(N--15)15)

Profondità di influenza (Burland & Burbidge, 1985)

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Metodo di B&B: formulazione per fondazione quadrata , funzione diMetodo di B&B: formulazione per fondazione quadrata , funzione di OCR sabbiaOCR sabbia

][' 7.0 mmIBqS c= •• Sabbie virtualmente NC: Sabbie virtualmente NC: carico carico q’q’ [[kNkN/m/m22] in superficie] in superficie

][)''(3

' 7.00

7.0 mmIBqI

BqS cvc σ−+=

•• Sabbie NC: Sabbie NC: carico carico q’q’ [[kNkN/m/m22] in superficie e ] in superficie e tensione tensione σσσσσσσσ’’v0v0 a piano di posa con a piano di posa con q’q’ > > σσσσσσσσ’’v0 v0 ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒nel tratto di ricarico ha compressibilitnel tratto di ricarico ha compressibilit àà pari a pari a 1/3 di quella di carico vergine1/3 di quella di carico vergine

3' 7.0 cIBqS = •• Sabbie OC: Sabbie OC: q’q’≤≤ σσσσσσσσ’’p p ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ tratto di ricarico (compressibilittratto di ricarico (compressibilit àà pari a 1/3)pari a 1/3)

cpc

p IBqI

BS 7.07.0 )''(3

' σσ −+= •• Sabbie OC: Sabbie OC: q’q’ > > σσσσσσσσ’’p p ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ tratto di ricarico e tratto di ricarico e compressione verginecompressione vergine

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Metodo di B&B: formulazione per fondazione quadrata , funzione diMetodo di B&B: formulazione per fondazione quadrata , funzione di OCR sabbiaOCR sabbia

2

25.0

25.1

+=

B

LB

L

f s

Correzioni per forma (L/B>1), presenza di strato in comprimibile,Correzioni per forma (L/B>1), presenza di strato in comprimibile, cedimenti differiticedimenti differiti

•• ffss: : fattore di forma >1fattore di forma >1

−=

IIH z

H

z

Hf 2 •• ffHH: : fattore correttivo se lo spessore dello strato fattore correttivo se lo spessore dello strato

comprimibile è < della profondità di influenza; il fattore è <1comprimibile è < della profondità di influenza; il fattore è <1

++=3

log1 3

tRRft

•• ff tt: : fattore relativo ai cedimenti differiti nel tempo ( t<3 anni); fattore relativo ai cedimenti differiti nel tempo ( t<3 anni);

Carichi statici: RCarichi statici: R 33 = 0.3; R = 0.2= 0.3; R = 0.2

Carichi ciclici: RCarichi ciclici: R 33 = 0.7; R = 0.8= 0.7; R = 0.8

Studio statistico svolto da B&B evidenzia dispersio ne: SPT non cStudio statistico svolto da B&B evidenzia dispersio ne: SPT non c oglie tutti gli aspetti oglie tutti gli aspetti che comportano la compressibilità delle sabbie + di spersione rische comportano la compressibilità delle sabbie + di spersione ris ultati SPT per ultati SPT per variabilità spaziale dei terreni.variabilità spaziale dei terreni.

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Dove Dove

zzii è lo spessore dello strato iè lo spessore dello strato i --esimoesimo

∆∆∆∆∆∆∆∆qq è il carico nettoè il carico netto

CC11 e Ce C22 coefficienti correttivi per la profondità del piano di posa e coefficienti correttivi per la profondità del piano di posa e deformazioni differite nel tempodeformazioni differite nel tempo

Metodo di Metodo di SchmertmannSchmertmann è legato all’osservazione che la distribuzione dell e deformazionè legato all’osservazione che la distribuzione dell e deformazion i i lungo la verticale lungo la verticale baricentricabaricentrica non sia dissimile da quella prevista dalla teoria non sia dissimile da quella prevista dalla teoria dell’elasticità, funzione pertanto del carico e del modulo del tdell’elasticità, funzione pertanto del carico e del modulo del t erreno E (derivato da prove erreno E (derivato da prove CPT)CPT)

zz IE

q∆=ε Dove Dove IIzz è fattore di influenza (figura)è fattore di influenza (figura)

ii

nz z

E

Iqccs ∆

∆= ∑1

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Dove t è espresso in anniDove t è espresso in anni

Metodo di Metodo di SchmertmannSchmertmann ::

ii

nz z

E

Iqccs ∆

∆= ∑1

21

5.0'

5.01 01 ≥

∆−=

qc vσ

+=1.0

log2.012

tc

cqE 5.2=

Il modulo E viene valutato sulla base di prove CPT, con riferimeIl modulo E viene valutato sulla base di prove CPT, con riferime nto al valore della nto al valore della resistenza alla punta resistenza alla punta qqcc

cqE 5.3=

•• caso caso assialsimmetricoassialsimmetrico

•• caso deformazione pianacaso deformazione piana

Il modulo E è stimato correttamente nel caso di sab bie virtualmeIl modulo E è stimato correttamente nel caso di sab bie virtualme nte nte normalconsolidatenormalconsolidate mentre risulta molto sottostimato (anche di un ordi ne di mentre risulta molto sottostimato (anche di un ordi ne di grandezza) per sabbie grandezza) per sabbie sovraconsolidatesovraconsolidate ..

Nel caso il deposito sia Nel caso il deposito sia sovraconsolidatosovraconsolidato SchmertmannSchmertmann suggerisce di assumere suggerisce di assumere come cedimento la metà del valore calcolato.come cedimento la metà del valore calcolato.

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dE

Metodi illustrati fanno implicitamente riferimento a carico centMetodi illustrati fanno implicitamente riferimento a carico cent rato rato ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ in presenza di in presenza di carico eccentrico occorre stimare la rotazione subi ta dalla fondcarico eccentrico occorre stimare la rotazione subi ta dalla fond azione.azione.

Utili le seguenti espressioni della rigidezza alla rotazione (teUtili le seguenti espressioni della rigidezza alla rotazione (te oria delloria dell ’’elasticitelasticit àà))

(Lancellotta 1999)(Lancellotta 1999) ::

να −=

13

8 3GRM•• Fondazione circolare (Fondazione circolare ( BorowickaBorowicka , 1943), 1943)

( )να −=

12

3GBM•• Fondazione quadrata (Fondazione quadrata ( GorbunovGorbunov –– Possadov e Serebryanyi, 1961)Possadov e Serebryanyi, 1961)

( )22

2.58.14

να

+= GBM•• Fondazione nastriforme (Fondazione nastriforme ( WolfWolf , 1988), 1988)

•• Valutazione delle rotazioni di fondazioni Valutazione delle rotazioni di fondazioni rigiderigide

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dC •• Ammissibilità dei cedimentiAmmissibilità dei cedimenti

““ L’obiettivo di fornire dei valori soglia dei cedime nti, al di soL’obiettivo di fornire dei valori soglia dei cedime nti, al di so tto dei quali non si hanno tto dei quali non si hanno danni strutturali, costituisce uno studio particola rmente ambizidanni strutturali, costituisce uno studio particola rmente ambizi oso se si pretende di oso se si pretende di perseguirlo con rigore scientifico, in quanto l’ope razione di meperseguirlo con rigore scientifico, in quanto l’ope razione di me ttere in relazione i ttere in relazione i movimenti della fondazione con i danni della strutt ura passa attmovimenti della fondazione con i danni della strutt ura passa att raverso la disamina di raverso la disamina di molteplici e complessi fattori”molteplici e complessi fattori”

Lancellotta, 1999Lancellotta, 1999

Processo empirico, basato sull’osservazione del Processo empirico, basato sull’osservazione del comportamento di strutture già realizzate che forni sce un comportamento di strutture già realizzate che forni sce un elemento di indirizzo, e non sostituisce all’occorr enza elemento di indirizzo, e non sostituisce all’occorr enza analisi di aspetti specifici.analisi di aspetti specifici.

Tenere a mente per le condizioni sismiche!Tenere a mente per le condizioni sismiche!��

Fondamentale considerare la funzionalità della stru ttura, come fFondamentale considerare la funzionalità della stru ttura, come f unzione e come reazione unzione e come reazione del fruitore della stessa. del fruitore della stessa.

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Terminologia relativa ai cedimentiTerminologia relativa ai cedimenti BurlandBurland e e WrothWroth , , 1975 ripresa in 1975 ripresa in EC7EC7

Appendice HAppendice H

s = cedimentos = cedimentoδδδδδδδδs = cedimento differenziales = cedimento differenzialeΘΘΘΘΘΘΘΘ = rotazione= rotazioneαααααααα = deformazione angolare= deformazione angolare∆∆ = inflessione relativa (massimo cedimento = inflessione relativa (massimo cedimento riferito alla congiungente i due punti di riferito alla congiungente i due punti di riferimento a distanza Lriferimento a distanza L ADAD))∆∆/L/LADAD = rapporto di inflessione (curvatura)= rapporto di inflessione (curvatura)ββ = rotazione relativa (rotazione tra i due punti di = rotazione relativa (rotazione tra i due punti di riferimento una volta scorporata riferimento una volta scorporata ωωωωωωωω))ωω = rotazione rigida= rotazione rigida

I punti di riferimento sono punti qualsiasi della I punti di riferimento sono punti qualsiasi della strutturastruttura

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SkemptonSkempton & & McDonaldMcDonald (osservazione di 98 edifici)(osservazione di 98 edifici) ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ ββββββββ ≤≤ 1/500 per evitare fessure 1/500 per evitare fessure tamponamenti (osservato tamponamenti (osservato ββββββββ ≤≤ 1/300)1/300)⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ ββββββββ ≤≤ 1/150 per evitare danni strutture 1/150 per evitare danni strutture portanti c.a.portanti c.a.

Lancellotta, 1999Lancellotta, 1999

PolshinPolshin e e TokarTokar + + MeyerhofMeyerhof ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ ββββββββ ≤≤ 1/500 per evitare fessure 1/500 per evitare fessure tamponamenti (osservato tamponamenti (osservato ββββββββ ≤≤ 1/300)1/300)⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ ββββββββ ≤≤ 1/200 per evitare danni strutture 1/200 per evitare danni strutture portanti c.a.portanti c.a.

BurlandBurland & & WrothWroth per MURI PORTANTI NON ARMATI (dove H per MURI PORTANTI NON ARMATI (dove H èè ll ’’altezza della parete)altezza della parete)⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ ∆∆∆∆∆∆∆∆/L /L ≤≤ 2*102*10--44 per L/H = 1per L/H = 1⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ ∆∆∆∆∆∆∆∆/L /L ≤≤ 4*104*10--44 per L/H = 5per L/H = 5

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GrantGrant et al.:et al.: ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ fondazioni su sabbie: fondazioni su sabbie: ssmaxmax = 15000= 15000ββββββββ (plinti)(plinti)ssmaxmax = 18000= 18000ββββββββ (platee)(platee)

⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ fondazioni su argille:fondazioni su argille: ssmaxmax = 30000= 30000ββββββββ (plinti)(plinti)

ssmaxmax = 35000= 35000ββββββββ (platee)(platee)

Cedimenti differenziali?Cedimenti differenziali?

Previsione più complicata rispetto al cedimento tot ale (f(rigidePrevisione più complicata rispetto al cedimento tot ale (f(rigide zza struttura, variabilità zza struttura, variabilità spaziale terreno, …) spaziale terreno, …) ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ correlazione empirica tra cedimento differenziale e cedimento correlazione empirica tra cedimento differenziale e cedimento massimo osservatomassimo osservato

InoltreInoltreTerzaghiTerzaghi & & PeckPeck :: ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ fondazioni su sabbie fondazioni su sabbie ssdiffdiff = 75%s= 75%smaxmax dove sdove s maxmax≤≤25mm25mm

SkemptonSkempton & & McDonaldMcDonald :: ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ fondazioni su sabbie fondazioni su sabbie ssdiffdiff ≤≤25mm25mm e se smaxmax≤≤40mm 40mm strutture ordinarie) su fondazioni isolatestrutture ordinarie) su fondazioni isolate

⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ fondazioni su sabbie fondazioni su sabbie ssdiffdiff ≤≤40mm40mm e se smaxmax≤≤65mm 65mm strutture ordinarie) su plateastrutture ordinarie) su platea

⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ fondazioni su argille fondazioni su argille ssdiffdiff ≤≤40mm40mm e se smaxmax≤≤65mm 65mm strutture ordinarie) su fondazioni isolatestrutture ordinarie) su fondazioni isolate

⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ fondazioni su sabbie fondazioni su sabbie ssdiffdiff ≤≤65mm65mm e se smaxmax≤≤100mm 100mm strutture ordinarie) su plateastrutture ordinarie) su platea

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ello

La progettazione geotecnicaFONDAZIONI in CONDIZIONI SISMICHEFONDAZIONI in CONDIZIONI SISMICHE

CARATTERIZZAZIONE GEOTECNICA AI FINI SISMICICARATTERIZZAZIONE GEOTECNICA AI FINI SISMICIStudio degli elementi che influenzano la propagazio ne delle ondeStudio degli elementi che influenzano la propagazio ne delle onde sismiche (oltre ad effetti sismiche (oltre ad effetti topografici): condizioni stratigrafiche, eventuale presenza subtopografici): condizioni stratigrafiche, eventuale presenza sub --strato strato rigidorigido ……Valutazione sul decadimento dei parametri in presen za di carichiValutazione sul decadimento dei parametri in presen za di carichi ciclici (prove ciclici (prove labolabo ) e ) e comunque per garantire almeno la classificazione de l suolocomunque per garantire almeno la classificazione de l suolo

Valutazione della dipendenza della rigidezza e dell o smorzamentoValutazione della dipendenza della rigidezza e dell o smorzamento dal livello deformativo.dal livello deformativo.


Par.Par. 7.11.27.11.2

Terreni saturi:Terreni saturi:�� condizioni di drenaggio impedito condizioni di drenaggio impedito ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ eventuali eventuali ∆∆∆∆∆∆∆∆uu; per analisi in termini di ; per analisi in termini di condizioni efficaci (condizioni efficaci ( MohrMohr --CoulombCoulomb ) ) ∆∆∆∆∆∆∆∆uu e valutazione di ce valutazione di c ’’ e e φφφφφφφφ’’ ““ degradatidegradati ””�� terreni a grana fina: analisi in termini di condizi oni totali (terreni a grana fina: analisi in termini di condizi oni totali ( Tresca) in cui cTresca) in cui c uu““ degradatadegradata ””

Terreni saturi:Terreni saturi:�� condizioni di drenaggio impedito condizioni di drenaggio impedito ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ eventuali eventuali ∆∆∆∆∆∆∆∆uu; per analisi in termini di ; per analisi in termini di condizioni efficaci (condizioni efficaci ( MohrMohr --CoulombCoulomb ) ) ∆∆∆∆∆∆∆∆uu e valutazione di ce valutazione di c ’’ e e φφφφφφφφ’’ ““ degradatidegradati ””�� terreni a grana fina: analisi in termini di condizi oni totali (terreni a grana fina: analisi in termini di condizi oni totali ( Tresca) in cui cTresca) in cui c uu““ degradatadegradata ””

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La progettazione geotecnicaFONDAZIONI in CONDIZIONI SISMICHEFONDAZIONI in CONDIZIONI SISMICHE NTC 08NTC 08

C7C7.11.5.11.5

Le azioni trasmesse in Le azioni trasmesse in fondazione di un edificio fondazione di un edificio derivano dallderivano dall ’’analisi di analisi di comportamento dellcomportamento dell ’’opera, in opera, in genere condotta esaminando genere condotta esaminando la sola struttura in elevazione la sola struttura in elevazione alla quale sono applicate le alla quale sono applicate le azioni statiche e sismiche.azioni statiche e sismiche.

AversaAversa et al., et al., 20102010

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CRITERI GENERALI DI PROGETTAZIONECRITERI GENERALI DI PROGETTAZIONESistema di fondazione deve avere elevata rigidezza Sistema di fondazione deve avere elevata rigidezza estensionaleestensionale (piano orizzontale) e (piano orizzontale) e adeguata rigidezza adeguata rigidezza flessionaleflessionaleUnica tipologia di fondazione per struttura elevazi oneUnica tipologia di fondazione per struttura elevazi one

No allNo all ’’uso combinato di fondazioni su pali o miste e super ficialiuso combinato di fondazioni su pali o miste e super ficiali


Par.Par. 7.2.17.2.1

In generaleIn generale , le costruzioni soggette alle azioni sismiche devo no essere pro, le costruzioni soggette alle azioni sismiche devo no essere pro gettate:gettate:

A comportamento non A comportamento non dissipativodissipativo (SLE):(SLE):�� LinearitLinearit àà di comportamento di materiale e geometricadi comportamento di materiale e geometrica�� Modellazione lineare statica o dinamicaModellazione lineare statica o dinamica

A comportamento A comportamento dissipativodissipativo (SLU)(SLU)�� Non LinearitNon Linearit àà di comportamento di materiale (ed eventualmente geo metrica)di comportamento di materiale (ed eventualmente geo metrica)�� Modellazione dinamica o statica, non lineare o line are (con Modellazione dinamica o statica, non lineare o line are (con fattore di struttura qfattore di struttura q ))

��Le fondazioni devono avere comportamento non Le fondazioni devono avere comportamento non dissipativodissipativo

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CRITERI GENERALI DI PROGETTAZIONECRITERI GENERALI DI PROGETTAZIONE

Nelle verifiche sismiche SLU (SLV o SLC) delle stru tture generalNelle verifiche sismiche SLU (SLV o SLC) delle stru tture general mente si procede:mente si procede:

�� con con analisi lineareanalisi lineare�� spettro di progetto ridottospettro di progetto ridotto per mezzo del per mezzo del fattore qfattore q , funzione della capacit, funzione della capacit àà della della struttura di dissipare energia)struttura di dissipare energia)

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CRITERI GENERALI DI PROGETTAZIONE CRITERI GENERALI DI PROGETTAZIONE –– Comportamento delle struttureComportamento delle strutture

NellNell ’’ambito del comportamento ambito del comportamento dissipativodissipativo le strutture si dividono in base alla loro le strutture si dividono in base alla loro capacitcapacit àà di dissipazione ed alldi dissipazione ed all ’’entitentit àà delle delle plasticizzazioniplasticizzazioni cui si riconduce in fase di cui si riconduce in fase di progettazione:progettazione:

�� CD CD ““ AA”” : : classe di duttilitclasse di duttilit àà altaalta�� CD “B”: CD “B”: classe di duttilitclasse di duttilit àà bassabassa

La differenza tra le due classi di duttilitLa differenza tra le due classi di duttilit àà risiede risiede nellnell ’’entitentit àà delle delle plasticizzazioniplasticizzazioni cui cui ci si riconduce in fase progettualeci si riconduce in fase progettuale

Progetto secondo i dettami della Progetto secondo i dettami della gerarchia delle resistenzegerarchia delle resistenze , al fine di annullare i , al fine di annullare i meccanismi fragili, rendendo improbabile la loro at tivazione primeccanismi fragili, rendendo improbabile la loro at tivazione pri ma dei meccanismi ma dei meccanismi duttiliduttili

In funzione del comportamento In funzione del comportamento dissipativodissipativo occorre valutare le azioni agenti in occorre valutare le azioni agenti in fondazionefondazione


Par.Par. 7.2.17.2.1

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In funzione del comportamento In funzione del comportamento dissipativodissipativo occorre valutare le azioni agenti in occorre valutare le azioni agenti in fondazionefondazione

COMPORTAMENTO NON COMPORTAMENTO NON DISSIPATIVO (SLE)DISSIPATIVO (SLE)

AZIONI di Progetto

COMPORTAMENTO COMPORTAMENTO DISSIPATIVODISSIPATIVO


Par.Par. 7.2.57.2.5

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COMPORTAMENTO NON COMPORTAMENTO NON DISSIPATIVO (SLE)DISSIPATIVO (SLE)

Le azioni di progetto per le Le azioni di progetto per le fondazioni derivano direttamente fondazioni derivano direttamente dall’analisi della struttura in dall’analisi della struttura in elevazione (modelli lineari)elevazione (modelli lineari)

AZIONI di Progetto

COMPORTAMENTO COMPORTAMENTO DISSIPATIVODISSIPATIVO

Si valutano le sollecitazioni (Si valutano le sollecitazioni ( NNcdcd , , MMcdcd , , TTcdcd ) alla ) alla base degli elementi verticali (pilastri, setti)base degli elementi verticali (pilastri, setti)

Si valutano i momenti (Si valutano i momenti ( MMcc,,rdrd ) e gli sforzi di taglio ) e gli sforzi di taglio ((TTcc,,rdrd ) di plasticizzazione degli elementi verticali in ) di plasticizzazione degli elementi verticali in corrispondenza degli sforzi normali corrispondenza degli sforzi normali NNcdcd


Par.Par. 7.2.57.2.5

Si verifica la fondazione sotto gli sforzi normali Si verifica la fondazione sotto gli sforzi normali NNcdcd ed i momenti flettenti e gli sforzi di taglio di ed i momenti flettenti e gli sforzi di taglio di progetto pari a:progetto pari a:

{ })1(, ;; =⋅= qcdcdRdrdc MMMMinM γ

{ })1(, ;; =⋅= qcdcdRdrdc TTTMinT γdovedoveγγγγγγγγRdRd = 1,1 se CD ”B”= 1,1 se CD ”B”γγγγγγγγRdRd = 1,3 se CD ”A”= 1,3 se CD ”A”

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REQUISITI STRUTTURALI E GEOTECNICI E STRUTTURALI DE LLE FONDAZIONREQUISITI STRUTTURALI E GEOTECNICI E STRUTTURALI DE LLE FONDAZION II


Par.Par. 7.2.57.2.5

Azioni agenti: analisi struttura in elevazioni con azioni staticAzioni agenti: analisi struttura in elevazioni con azioni static he e sismichehe e sismiche

Gerarchia delle resistenze: dimensionamento struttu rale e verifiGerarchia delle resistenze: dimensionamento struttu rale e verifi ca sicurezza ca sicurezza complesso fondazione terreno: assumere azioni in fo ndazione le rcomplesso fondazione terreno: assumere azioni in fo ndazione le r esistenze degli esistenze degli elementi strutturali soprastanti elementi strutturali soprastanti (come meglio precisato alla dia precedente)(come meglio precisato alla dia precedente)

Analisi della risposta sismica locale del sitoAnalisi della risposta sismica locale del sito

Verifica a liquefazioneVerifica a liquefazione

Le strutture di fondazione superficiale devono esse re progettateLe strutture di fondazione superficiale devono esse re progettate per rimanere in per rimanere in campo elastico anche nelle verifiche SLUcampo elastico anche nelle verifiche SLU

Non necessarie armature per comportamento duttile ( minimi di armNon necessarie armature per comportamento duttile ( minimi di arm atura atura longitudinale nelle travi di fondazione, pari a 0,2 % sia longitudinale nelle travi di fondazione, pari a 0,2 % sia infinf , sia , sia supsup ))

Pali armati tutta lunghezza (armatura minima pari a 0,3% area Pali armati tutta lunghezza (armatura minima pari a 0,3% area clscls ))

Evitare pali inclinatiEvitare pali inclinatiSe effetto di interazione cinematica terreno strutt ura Se effetto di interazione cinematica terreno strutt ura èè rilevante, massima rilevante, massima sollecitazione va estesa a tutta lunghezza palosollecitazione va estesa a tutta lunghezza palo

Evitare cerniere plastiche palo (o armare adeguatam ente la zona Evitare cerniere plastiche palo (o armare adeguatam ente la zona di cerniera)di cerniera)

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REQUISITI STRUTTURALI E GEOTECNICI E STRUTTURALI DE LLE FONDAZIONREQUISITI STRUTTURALI E GEOTECNICI E STRUTTURALI DE LLE FONDAZION II


Par.Par. 7.2.57.2.5

gaN

gaN

gaN

sd

sd

sd

/6,0

/4,0

/3,0

max

max

max

±±± Per profilo stratigrafico di tipo BPer profilo stratigrafico di tipo B

Per profilo stratigrafico di tipo CPer profilo stratigrafico di tipo C

Per profilo stratigrafico di tipo DPer profilo stratigrafico di tipo D

dove dove NNsdsd : valore medio forze verticali sugli elementi colle gati: valore medio forze verticali sugli elementi colle gatiaamaxmax : accelerazione massima attesa al sito (a: accelerazione massima attesa al sito (a maxmax=a=agg*S, ovvero funzione di *S, ovvero funzione di SSss e Se STT) )

Non sono necessari collegamenti se profili stratigr afici di tipoNon sono necessari collegamenti se profili stratigr afici di tipo A e per siti ricadenti in A e per siti ricadenti in zona 4zona 4

Travi o piastre di piano Travi o piastre di piano ≅≅≅≅≅≅≅≅ collegamenti se distanza collegamenti se distanza ≤≤ 1m dall1m dall ’’ intradosso della fondazione intradosso della fondazione superficiale (o dalla testa dei palisuperficiale (o dalla testa dei pali ))

Tenere presente gli effetti indotti da possibili sp ostamenti relTenere presente gli effetti indotti da possibili sp ostamenti rel ativi tra elementi ativi tra elementi indipendenti di fondazioneindipendenti di fondazioneoocollegare le fondazioni isolate con reticolo di tra vi o piastra collegare le fondazioni isolate con reticolo di tra vi o piastra sottoposta a sforzi sottoposta a sforzi normali di progetto funzioni di sottosuolo e accele razione sisminormali di progetto funzioni di sottosuolo e accele razione sismi caca

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La progettazione geotecnicaFONDAZIONI in CONDIZIONI SISMICHE FONDAZIONI in CONDIZIONI SISMICHE –– Verifiche SLUVerifiche SLU

VERIFICHE SLUVERIFICHE SLU

Tutti i coefficienti sulle azioni sono pari Tutti i coefficienti sulle azioni sono pari a 1.0a 1.0

AZIONI γγγγF=1

RESISTENZE

MATERIALI

γγγγR= caso statico

γγγγM= caso statico

Non si modificano i coefficienti parziali Non si modificano i coefficienti parziali sulle resistenze e sui materiali rispetto a sulle resistenze e sui materiali rispetto a quelli del caso staticoquelli del caso statico

Si utilizzano opportuni coefficienti di combinazion eSi utilizzano opportuni coefficienti di combinazion eNTC 08NTC 08Cap. 3Cap. 3

Par.Par. 3.2.43.2.4

A1 = A2 = 1A1 = A2 = 1

M1 e M2M1 e M2

R1, R2 e R3R1, R2 e R3caso staticocaso statico


Par.Par. 7.11.17.11.1

Pali: approccio 1, combinazione 2, Pali: approccio 1, combinazione 2, usare R3usare R3


Par.Par. 7.11.5.37.11.5.3

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La progettazione geotecnicaFONDAZIONI in CONDIZIONI SISMICHE FONDAZIONI in CONDIZIONI SISMICHE –– Preliminare a verifica SLUPreliminare a verifica SLU

ANALISI DI STABILITAANALISI DI STABILITA ’’ NEI CONFRONTI DELLA LIQUEFAZIONENEI CONFRONTI DELLA LIQUEFAZIONE

Il sito presso il quale Il sito presso il quale èè ubicato il manufatto deve essere ubicato il manufatto deve essere stabile nei confronti della stabile nei confronti della liquefazioneliquefazione , intendendo con tale termine quei , intendendo con tale termine quei fenomeni associati alla perdita di fenomeni associati alla perdita di resistenza al taglio o ad accumulo di deformazioni plastiche in resistenza al taglio o ad accumulo di deformazioni plastiche in terreni saturiterreni saturi , , prevalentemente sabbiosi, sollecitati da azioni cic liche e dinamprevalentemente sabbiosi, sollecitati da azioni cic liche e dinam iche che agiscono iche che agiscono in condizioni non drenate.in condizioni non drenate.

Se il terreno risulta suscettibile di liquefazione e gli effettiSe il terreno risulta suscettibile di liquefazione e gli effetti conseguenti appaiono conseguenti appaiono tali da influire sulle condizioni di stabilittali da influire sulle condizioni di stabilit àà di pendii o manufatti, occorre procedere di pendii o manufatti, occorre procedere ad interventi di consolidamento del terreno e/ o tr asferire il cad interventi di consolidamento del terreno e/ o tr asferire il c arico a strati di terreno arico a strati di terreno non suscettibili di liquefazione.non suscettibili di liquefazione.

In assenza di interventi di miglioramento del terre no, lIn assenza di interventi di miglioramento del terre no, l ’’ impiego di fondazioni impiego di fondazioni profonde richiede comunque la valutazione della rid uzione della profonde richiede comunque la valutazione della rid uzione della capacitcapacit àà portante portante e degli incrementi delle sollecitazioni indotti nei pali.e degli incrementi delle sollecitazioni indotti nei pali.


Par.Par. 7.11.37.11.3

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CosCos ’è’è e come si manifesta la liquefazione?e come si manifesta la liquefazione?

NTC: fenomeni associati alla perdita di resistenza al taglio o aNTC: fenomeni associati alla perdita di resistenza al taglio o a d accumulo di d accumulo di deformazioni plastiche in terreni saturi, prevalent emente sabbiodeformazioni plastiche in terreni saturi, prevalent emente sabbio si, sollecitati da si, sollecitati da azioni cicliche e dinamiche che agiscono in condizi oni non drenaazioni cicliche e dinamiche che agiscono in condizi oni non drena te te

Diminuzione fino ad annullamento della resistenza a l taglio causDiminuzione fino ad annullamento della resistenza a l taglio caus ata dallata dall ’’aumento aumento della pressione interstiziale in un terreno saturo non coesivo, della pressione interstiziale in un terreno saturo non coesivo, durante lo durante lo scuotimento sismico scuotimento sismico ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ il terreno assume un comportamento assimilabile a q uello il terreno assume un comportamento assimilabile a q uello di un liquido viscosodi un liquido viscoso

u

c

nn

nr

−=⋅+=

σσϕστ

'

'tan''

Criterio di Criterio di MohrMohr -- CoulombCoulombSe u (pressioni interstiziali) aumentano (Se u (pressioni interstiziali) aumentano ( ∆∆∆∆∆∆∆∆uu per effetto dello per effetto dello scuotimento) in quanto non riescono a dissipare in tempi cosscuotimento) in quanto non riescono a dissipare in tempi cos ììrapidi, possono eguagliare la tensione totale agent e rapidi, possono eguagliare la tensione totale agent e ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ si si verifica lverifica l ’’annullamento delle tensioni efficaci e, in assenza di annullamento delle tensioni efficaci e, in assenza di coesione, la resistenza al taglio diviene nulla coesione, la resistenza al taglio diviene nulla ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ il terreno il terreno èè un un liquido viscosoliquido viscoso


Par.Par. 7.11.37.11.3

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CosCos ’è’è e come si manifesta la liquefazione?e come si manifesta la liquefazione?

FATTORI PREDISPONENTI FATTORI PREDISPONENTI •• Assenza di coesione e granulometria: Assenza di coesione e granulometria: solo se csolo se c ’’=0 =0 èè possibile liquefazionepossibile liquefazione

•• ProfonditProfondit àà del livello potenzialmente del livello potenzialmente liquefacibileliquefacibile : : incrementando z le tensioni totali incrementando z le tensioni totali aumentano aumentano ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ incremento incremento ∆∆∆∆∆∆∆∆uu non non èè tale da compensare le tale da compensare le σσσσσσσσ•• DensitDensit àà relativa (storia tensionale): relativa (storia tensionale): maggiore maggiore èè la densitla densit àà del materiale minore del materiale minore èè la la probabilitprobabilit àà di avere liquefazione (sabbie fortemente addensate hanno compordi avere liquefazione (sabbie fortemente addensate hanno compor tamento tamento dilatante dilatante ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ generazione di pressioni interstiziali negative che generazione di pressioni interstiziali negative che ““ bilancianobilanciano ”” ))

•• ProfonditProfondit àà quota di faldaquota di falda

FATTORI SCATENANTI FATTORI SCATENANTI •• intensitintensit àà del sisma del sisma

Conseguenze della liquefazione:Conseguenze della liquefazione:•• Perdita di capacitPerdita di capacit àà portanteportante

•• Cedimenti (anche differenziali)Cedimenti (anche differenziali)

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Esclusione della verifica a liquefazioneEsclusione della verifica a liquefazioneOmessa quando si manifesti Omessa quando si manifesti almeno unaalmeno una delle seguenti cinque circostanze:delle seguenti cinque circostanze:1)1) eventi sismici attesi di magnitudo eventi sismici attesi di magnitudo M inferiore a 5M inferiore a 5 ;;2)2) accelerazioni massimeaccelerazioni massime attese al piano campagna in assenza di manufatti attese al piano campagna in assenza di manufatti

(condizioni di campo libero) minori di (condizioni di campo libero) minori di 0,1 g0,1 g;;3)3) Profondità media stagionale della Profondità media stagionale della falda superiore a 15 mfalda superiore a 15 m dal piano campagna, per dal piano campagna, per

piano campagna sub orizzontale e strutture con fond azioni superfpiano campagna sub orizzontale e strutture con fond azioni superf iciali;iciali;4)4) depositi costituiti da sabbie pulite con resistenza depositi costituiti da sabbie pulite con resistenza penetrometricapenetrometrica normalizzata normalizzata

(N1)(N1)6060 >30 oppure q>30 oppure q c1Nc1N >180 dove (N1)>180 dove (N1) 6060 è il valore della resistenza è il valore della resistenza determinata in prove SPT, normalizzata ad una te nsione efficadeterminata in prove SPT, normalizzata ad una te nsione effica ce verticale di ce verticale di 100 100 kPakPa e qe qc1Nc1N è il valore della resistenza determinata in pr ove CPT è il valore della resistenza determinata in pr ove CPT normalizzata ad una tensione efficace verticale di 100 normalizzata ad una tensione efficace verticale di 100 kPakPa;;

5)5) distribuzione distribuzione granulometricagranulometrica esterna alle zone indicate nella Figura 7. 11. 1(a) nel esterna alle zone indicate nella Figura 7. 11. 1(a) nel caso di terreni con coefficiente di uniformità caso di terreni con coefficiente di uniformità UUcc<3,5 ed in Figura 7. 11. 1(b) nel <3,5 ed in Figura 7. 11. 1(b) nel caso di terreni con coefficiente di uniformità caso di terreni con coefficiente di uniformità UUcc>3,5.>3,5.


Par.Par. 7.11.37.11.3

Quando le condizioni 1 e 2 non risultino soddisfatt e, le indaginQuando le condizioni 1 e 2 non risultino soddisfatt e, le indagin i geotecniche devono essere i geotecniche devono essere finalizzate almeno alla determinazione dei parametr i necessari pfinalizzate almeno alla determinazione dei parametr i necessari p er la verifica delle condizioni er la verifica delle condizioni 3, 4 e 5.3, 4 e 5.

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ANALISI DI STABILITAANALISI DI STABILITA ’’ NEI CONFRONTI DELLA LIQUEFAZIONENEI CONFRONTI DELLA LIQUEFAZIONEEsclusione della verifica a liquefazioneEsclusione della verifica a liquefazioneCondizione Condizione 4) 4) depositi costituiti da sabbie pulite con resistenza depositi costituiti da sabbie pulite con resistenza penetrometricapenetrometrica normalizzata normalizzata (N1)(N1)6060 >30 oppure q>30 oppure q c1Nc1N >180 dove (N1)>180 dove (N1) 6060 è il valore della resistenza determinata in pr ove SPT, è il valore della resistenza determinata in pr ove SPT, normalizzata ad una tensione efficace verticale di 100 normalizzata ad una tensione efficace verticale di 100 kPakPa e qe qc1Nc1N è il valore della resistenza è il valore della resistenza determinata in prove CPT normalizzata ad una tens ione efficacedeterminata in prove CPT normalizzata ad una tens ione efficace verticale di 100 verticale di 100 kPakPa;;

funzione della profondità, del tipo di attrezzatura utilizzata efunzione della profondità, del tipo di attrezzatura utilizzata e delle caratteristiche delle caratteristiche granulometrichegranulometriche generali dei terreni:generali dei terreni:

Normalizzazione (N1)Normalizzazione (N1) 6060

dove: dove: N1N16060 = valore di resistenza normalizzato= valore di resistenza normalizzatoCCRR = fattore di correzione funzione della profondità= fattore di correzione funzione della profonditàCCBB = fattore di correzione funzione del diametro del f oro= fattore di correzione funzione del diametro del f oroCCNN = fattore di correzione funzione della granulometri a del terren= fattore di correzione funzione della granulometri a del terren o (v. o (v. CestariCestari ))1.08 = valore di correzione funzione delle caratter istiche di re1.08 = valore di correzione funzione delle caratter istiche di re stituzionestituzionedell’energia sviluppata dall’attrezzaturadell’energia sviluppata dall’attrezzatura

NBRSPT CCCNN ⋅⋅⋅⋅= 08.1160

segue…

Diverse normalizzazioni: Diverse normalizzazioni: utile EC8utile EC8��

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ANALISI DI STABILITAANALISI DI STABILITA ’’ NEI CONFRONTI DELLA LIQUEFAZIONENEI CONFRONTI DELLA LIQUEFAZIONEEsclusione della verifica a liquefazioneEsclusione della verifica a liquefazioneCondizione Condizione 4) 4) depositi costituiti da sabbie pulite con resistenza depositi costituiti da sabbie pulite con resistenza penetrometricapenetrometrica normalizzata normalizzata (N1)(N1)6060 >30 oppure q>30 oppure q c1Nc1N >180 dove (N1)>180 dove (N1) 6060 è il valore della resistenza determinata in pr ove SPT, è il valore della resistenza determinata in pr ove SPT, normalizzata ad una tensione efficace verticale di 100 normalizzata ad una tensione efficace verticale di 100 kPakPa e qe qc1Nc1N è il valore della resistenza è il valore della resistenza determinata in prove CPT normalizzata ad una tens ione efficacedeterminata in prove CPT normalizzata ad una tens ione efficace verticale di 100 verticale di 100 kPakPa;;



segue…

SRBENm CCCCCNN ⋅⋅⋅⋅⋅=601)(

NNmm = N= NSPTSPT misurato dalla provamisurato dalla provaCCRR = coefficiente da applicare per aste di lunghezza m inore di 10m= coefficiente da applicare per aste di lunghezza m inore di 10m o maggiore di o maggiore di 30m30mCCBB = coefficiente da applicare se il diametro del foro è > 125mm= coefficiente da applicare se il diametro del foro è > 125mmCCSS = coefficiente da applicare se si utilizza un = coefficiente da applicare se si utilizza un campionatorecampionatore senza astucciosenza astuccioCCNN = coefficiente da applicare per tenere conto della pressione ve= coefficiente da applicare per tenere conto della pressione ve rticale efficace rticale efficace alla profondità di provaalla profondità di prova

Baldi et al., 1989Baldi et al., 1989

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ANALISI DI STABILITAANALISI DI STABILITA ’’ NEI CONFRONTI DELLA LIQUEFAZIONENEI CONFRONTI DELLA LIQUEFAZIONEEsclusione della verifica a liquefazioneEsclusione della verifica a liquefazione



segue…

SRBENm CCCCCNN ⋅⋅⋅⋅⋅=601)(

Baldi et al., 1989Baldi et al., 1989

PPaa è la pressione atmosferica è la pressione atmosferica espressa nelle stesse unità di espressa nelle stesse unità di misura della pressione verticale misura della pressione verticale efficace alla profondità di prova efficace alla profondità di prova σσσσσσσσ’’vovo

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(4) Per quanto riguarda la prova SPT,i valori misur ati del numer(4) Per quanto riguarda la prova SPT,i valori misur ati del numer o di colpi No di colpi N SPTSPTespressi come colpi/30 cm,devono essere normalizzat i rispetto adespressi come colpi/30 cm,devono essere normalizzat i rispetto ad una pressione una pressione efeffifi cacecace di confidi confi namentonamento di 100 di 100 kPakPa, e ad un rapporto tra l'energia d'impatto e , e ad un rapporto tra l'energia d'impatto e l'energia teorica di caduta libera pari a 0,6. Per profondità mil'energia teorica di caduta libera pari a 0,6. Per profondità mi nori di 3 m, si nori di 3 m, si raccomanda che il valore misurato Nraccomanda che il valore misurato N SPTSPT ,sia ridotto del 25%.,sia ridotto del 25%.

segue…

EC8EC84.1.44.1.4

(5) La normalizzazione rispetto alla pressione di c onfinamento p(5) La normalizzazione rispetto alla pressione di c onfinamento p uò essere eseguitauò essere eseguitamoltiplicando il valore misurato Nmoltiplicando il valore misurato N SPTSPT per il fattore (100/per il fattore (100/ σσσσσσσσ''vovo ))0.50.5, dove , dove σσσσσσσσ''vovo ((kPakPa) è la) è lapressione efficace di confinamento agente alla prof ondità in cuipressione efficace di confinamento agente alla prof ondità in cui si è eseguita lasi è eseguita lamisurazione SPT e allo stesso tempo di esecuzione d ella stessa. misurazione SPT e allo stesso tempo di esecuzione d ella stessa. Si raccomandaSi raccomandache il fattore di normalizzazione (100/che il fattore di normalizzazione (100/ σσσσσσσσ''vovo ))0.50.5 sia compreso tra 0,5 e 2.sia compreso tra 0,5 e 2.La normalizzazione rispetto all'energia richiede di moltiplicareLa normalizzazione rispetto all'energia richiede di moltiplicare il valore del numero diil valore del numero dicolpi ottenuto in (5) del presente sottopunto per i l fattore ER colpi ottenuto in (5) del presente sottopunto per i l fattore ER /60,dove ER è cento/60,dove ER è centovolte il rapporto di energia specificato nell'attre zzatura di prvolte il rapporto di energia specificato nell'attre zzatura di pr ova.ova.


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Esclusione della verifica a liquefazioneEsclusione della verifica a liquefazioneCondizione Condizione 5) 5) distribuzione distribuzione granulometricagranulometrica esterna alle zone indicate nella Figura 7. 11. 1(a) nel esterna alle zone indicate nella Figura 7. 11. 1(a) nel caso di terreni con coefficiente di uniformità caso di terreni con coefficiente di uniformità UUcc<3,5 ed in Figura 7. 11. 1(b) nel caso di terr eni <3,5 ed in Figura 7. 11. 1(b) nel caso di terr eni con coefficiente di uniformità con coefficiente di uniformità UUcc>3,5.>3,5.

Figura 7.11.1 Figura 7.11.1 –– Fusi granulometrici dei terreni suscettibili di liquefazione

UUcc rapporto D60/ D10, dove D60 e D10 sono il diametro delle particrapporto D60/ D10, dove D60 e D10 sono il diametro delle partic elle corrispondentielle corrispondentirispettivamente al 60% e al 10% del passante sulla curva rispettivamente al 60% e al 10% del passante sulla curva granulometricagranulometrica cumulativacumulativa


Par.Par. 7.11.37.11.3

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Metodologie di analisi per la verifica a liquefazio neMetodologie di analisi per la verifica a liquefazio ne


Par.Par. 7.11.37.11.3

Quando nessuna delle condizioni risulti soddisfatta e il terrenoQuando nessuna delle condizioni risulti soddisfatta e il terreno di fondazione di fondazione comprenda strati estesi o lenti spesse di sabbie sc iolte sotto fcomprenda strati estesi o lenti spesse di sabbie sc iolte sotto f alda, occorre alda, occorre valutare il coefficiente di sicurezza alla liquefaz ione alle provalutare il coefficiente di sicurezza alla liquefaz ione alle pro fondità in cui sono fondità in cui sono presenti i terreni potenzialmente profondità in cui sono presentpresenti i terreni potenzialmente profondità in cui sono present i i terreni i i terreni potenzialmente potenzialmente liquefacibililiquefacibili ..

La verifica può essere effettuata con metodologie d i tipo La verifica può essere effettuata con metodologie d i tipo storicostorico --empiricoempirico in cui il in cui il coefficiente di sicurezza viene definito dal rappor to tra la rescoefficiente di sicurezza viene definito dal rappor to tra la res istenza disponibile istenza disponibile alla liquefazione e la sollecitazione indotta dal t erremoto di palla liquefazione e la sollecitazione indotta dal t erremoto di p rogetto. rogetto. La resistenza alla liquefazione può essere valutata sulla base dLa resistenza alla liquefazione può essere valutata sulla base d ei risultati di prove ei risultati di prove in sito o di può essere valutata sulla base dei ris ultati di proin sito o di può essere valutata sulla base dei ris ultati di pro ve in sito o di prove ve in sito o di prove cicliche di laboratorio.cicliche di laboratorio.

La sollecitazione indotta dall’azione sismica è sti mata attraverLa sollecitazione indotta dall’azione sismica è sti mata attraver so la conoscenza so la conoscenza dell’accelerazione massima attesa alla profondità d i interesse.dell’accelerazione massima attesa alla profondità d i interesse.

L’adeguatezza del margine di sicurezza nei confront i della liqueL’adeguatezza del margine di sicurezza nei confront i della lique fazione deve fazione deve essere valutata e motivata dal progettista.essere valutata e motivata dal progettista.

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Criteri empirici (“per conoscenza”: non esplicitati nella circolCriteri empirici (“per conoscenza”: non esplicitati nella circol are!)are!) : metodi di rapido : metodi di rapido impiego che si basano essenzialmente su parametri d esunti da proimpiego che si basano essenzialmente su parametri d esunti da pro ve di ve di identificazione, da prove penetrometriche e dalle identificazione, da prove penetrometriche e dalle carattereistichecarattereistiche geologiche del sito.geologiche del sito.

•• Metodo di Metodo di SherifSherif & & IshibashiIshibashi (1978):(1978): utilizza analisi utilizza analisi granulometrichegranulometriche che vengono che vengono confrontate con profili di riferimento, nonché nece ssita di una confrontate con profili di riferimento, nonché nece ssita di una valutazione dello stato valutazione dello stato di addensamento da prove SPTdi addensamento da prove SPT

•• Criterio di Youd & Perkins (1978):Criterio di Youd & Perkins (1978): analisi del tipo e dell’età del deposito analisi del tipo e dell’età del deposito sedimentario; valori sedimentario; valori tabellaritabellari forniscono in funzione dei dati geologici l’indicaz ione forniscono in funzione dei dati geologici l’indicaz ione qualitativa del grado di suscettibilità del deposit oqualitativa del grado di suscettibilità del deposit o

•• ChineseChinese Building Code (1974):Building Code (1974): utilizza prove SPT; in funzione del sisma di proget to utilizza prove SPT; in funzione del sisma di proget to si calcola il numero di colpi Nsi calcola il numero di colpi N SPTSPT criticocritico che induce liquefazione e si confronta con il che induce liquefazione e si confronta con il numero di colpi Nnumero di colpi N SPTSPT effettivamente misuratoeffettivamente misurato

•• Criterio di Criterio di AmbraseysAmbraseys (1988):(1988): correla la distanza correla la distanza epicentraleepicentrale del sito oggetto di del sito oggetto di studio con la magnitudo che potrebbe indurre fenome ni di liquefastudio con la magnitudo che potrebbe indurre fenome ni di liquefa zione nello stesso zione nello stesso sito definita la magnitudo di sogliasito definita la magnitudo di soglia


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Metodi semiempirici (metodi semplificati)Metodi semiempirici (metodi semplificati) : :

I metodi illustrati a seguire sono validi per piano di campagna I metodi illustrati a seguire sono validi per piano di campagna subsub --orizzontale. In orizzontale. In caso contrario la verifica va eseguita con studi sp ecifici.caso contrario la verifica va eseguita con studi sp ecifici.

Se le verifiche semplificate sono effettuate contem poraneamente Se le verifiche semplificate sono effettuate contem poraneamente con più metodi si con più metodi si deve adottare quella più cautelativa, a meno di non giustificaredeve adottare quella più cautelativa, a meno di non giustificare adeguatamente una adeguatamente una scelta diversa.scelta diversa.

La sicurezza nei confronti della liquefazione deve essere effettLa sicurezza nei confronti della liquefazione deve essere effett uata utilizzando i uata utilizzando i valori caratteristici delle proprietà meccaniche de i terreni.valori caratteristici delle proprietà meccaniche de i terreni.

segue…

NTC 08NTC 08C7C7.11.3.4.11.3.4

Resistenza al taglio in condizioni cicliche da prov e di laboratoResistenza al taglio in condizioni cicliche da prov e di laborato rio con rio con parametri caratteristiciparametri caratteristici��

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La sollecitazione ciclica è correlata alla massima tensione La sollecitazione ciclica è correlata alla massima tensione tangenziale indotta dal sisma alla profondità consi derata tangenziale indotta dal sisma alla profondità consi derata ττττττττmaxmax , determinabile direttamente da analisi di risposta , determinabile direttamente da analisi di risposta sismica locale o indirettamente da relazioni empiri che.sismica locale o indirettamente da relazioni empiri che.La resistenza ciclica alla liquefazione può essere valutata La resistenza ciclica alla liquefazione può essere valutata da prove cicliche di laboratorio o da correlazioni empiriche da prove cicliche di laboratorio o da correlazioni empiriche basate su prove in sito.basate su prove in sito.

La verifica viene effettuata usando degli abachi ne i quali in La verifica viene effettuata usando degli abachi ne i quali in ordinata è riportata CSR e in ascissa una proprietà del ordinata è riportata CSR e in ascissa una proprietà del terreno stimata da prove in sito (SPT, CPT, Vterreno stimata da prove in sito (SPT, CPT, V SS).).

Metodi semiempirici (metodi semplificati)Metodi semiempirici (metodi semplificati) : occorre definire il sisma di progetto : occorre definire il sisma di progetto (tramite accelerazione sismica orizzontale massima in superficie(tramite accelerazione sismica orizzontale massima in superficie e la magnitudo).e la magnitudo).

Sono basati sulla valutazione della resistenza del terreno agli Sono basati sulla valutazione della resistenza del terreno agli sforzi di taglio ciclico sforzi di taglio ciclico CRR (CRR (CyclicCyclic ResistanceResistance Ratio)Ratio) e delle sollecitazioni si taglio indotte dal terrem oto e delle sollecitazioni si taglio indotte dal terrem oto CSR (CSR (CyclicCyclic Stress Ratio):Stress Ratio):

segue…

NTC 08NTC 08C7C7.11.3.4.11.3.4

'0v

fCRRστ

= '0v

mediaCSRσ

τ=

Verifiche puntuali (locali)Verifiche puntuali (locali)

Negli abachi, una curva separa stati per i quali ne l passato si Negli abachi, una curva separa stati per i quali ne l passato si è osservata è osservata liquefazione da quelli per cui la liquefazione non è avvenuta.liquefazione da quelli per cui la liquefazione non è avvenuta.

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Metodi semiempirici (metodi semplificati)Metodi semiempirici (metodi semplificati) ::

CSR CSR ovvero lo sforzo di taglio ciclico equivalente, nor malizzato allovvero lo sforzo di taglio ciclico equivalente, nor malizzato all a pressione verticale a pressione verticale efficace esistente in sito, generato dal terremoto di progetto aefficace esistente in sito, generato dal terremoto di progetto a lla generica profondità zlla generica profondità z ,, può può essere valutato con la correlazione di essere valutato con la correlazione di SeedSeed & & IdrissIdriss (1971):(1971):

dvo

vo

v

m rMSFg

aCSR ⋅

⋅

⋅

⋅== 1

'65.0 max

'0 σ

σστ

segue…

dovedoveaamaxmax = accelerazione massima a livello piano = accelerazione massima a livello piano campagnacampagnag = accelerazione di gravità (9.81m/sg = accelerazione di gravità (9.81m/s 22))σσσσσσσσvovo = tensione = tensione litostaticalitostatica totale alla profondità ztotale alla profondità zσσσσσσσσ’’

vovo = tensione = tensione litostaticalitostatica efficace alla profondità zefficace alla profondità zMSF = coefficiente correttivo in funzione della MSF = coefficiente correttivo in funzione della magnitudo del sismamagnitudo del sismarrdd = coefficiente di riduzione per la deformabilità = coefficiente di riduzione per la deformabilità del sitodel sito

56.2

24.2

3.3

10

5.7

MMSF

MMSF

=

=−

Se M Se M ≤≤ 7.57.5

Se M > 7.5Se M > 7.5

5.0

008.0744.0

0267.0174.1

00765.00.1

=⋅−=⋅−=

⋅−=

d

d

d

d

r

zr

zr

zr Se z Se z ≤≤ 9.15m9.15mSe 9.15m < z < 23mSe 9.15m < z < 23mSe 23m < z < 30mSe 23m < z < 30mSe z > 30mSe z > 30m

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segue…

La La resistenza alla liquefazioneresistenza alla liquefazione CRR può essere valutata tramite prove in sito CRR può essere valutata tramite prove in sito (usualmente SPT): sono possibili diverse correlazio ni:(usualmente SPT): sono possibili diverse correlazio ni:

•• Metodo di Metodo di SeedSeed & & IdrissIdriss (1982)(1982)

•• Metodo diMetodo di TokimatsuTokimatsu e e YoshimiYoshimi (1983)(1983)

•• Metodo di Seed (1985)Metodo di Seed (1985)••Metodo di Youd et al. (2001)Metodo di Youd et al. (2001)

I metodi differiscono tra loro per le correzioni ut ilizzate per I metodi differiscono tra loro per le correzioni ut ilizzate per la valutazione del la valutazione del valore di N normalizzato (tenendo ad esempio conto della presenzvalore di N normalizzato (tenendo ad esempio conto della presenz a di fini, ecc) a di fini, ecc)

•• Metodo di Robertson & Wride (1997) (Metodo di Robertson & Wride (1997) ( CPTCPT))

•• Metodo di Andrus & Stokoe (1997) (Metodo di Andrus & Stokoe (1997) ( VVss))

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segue…

Esempio di abaco con Esempio di abaco con relazione fra CSR e (N1)relazione fra CSR e (N1) 6060::

Magnitudo con M=7Magnitudo con M=7 .5.5Sabbie pulite e sabbie con fine Sabbie pulite e sabbie con fine compreso tra 5 e 35%compreso tra 5 e 35%Profondità considerata < 15mProfondità considerata < 15m

Piano di falda Piano di falda ≡≡≡≡≡≡≡≡ piano piano campagnacampagna

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segue…

EC8EC84.1.44.1.4

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segue…

EC8EC8Appendice BAppendice B

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segue…


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segue…


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VERIFICHE SLU: come valutare le resistenze? Quali g li effetti deVERIFICHE SLU: come valutare le resistenze? Quali g li effetti de llll ’’azione sismica?azione sismica?

Fondazioni superficialiFondazioni superficiali

segue…

Per ogni verifica la procedura per il calcolo della resistenza dPer ogni verifica la procedura per il calcolo della resistenza d eve essere eve essere congruente con quella adottata per il calcolo delle azioni congruente con quella adottata per il calcolo delle azioni

AZIONI con ANALISI PSEUDOSTATICA O DINAMICA MODALE AZIONI con ANALISI PSEUDOSTATICA O DINAMICA MODALE ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ RESISTENZA RESISTENZA CON APPROCCIO PSEUDOSTATICOCON APPROCCIO PSEUDOSTATICOVERIFICHE SLU: VERIFICHE SLU:

•• SLU di collasso per carico limiteSLU di collasso per carico limite

•• SLU di collasso per scorrimento sul piano di posaSLU di collasso per scorrimento sul piano di posa


Par.Par. 7.11.5.3.17.11.5.3.1

LL’’analisi analisi pseudostaticapseudostatica delle fondazioni si esegue con ldelle fondazioni si esegue con l ’’Approccio 1 o con Approccio 1 o con ll ’’Approccio 2Approccio 2 ..Per la verifica a scorrimento sul piano di fondazio ne, lPer la verifica a scorrimento sul piano di fondazio ne, l ’’Approccio 2 conduce a Approccio 2 conduce a risultati molto meno conservativi di quelli consegu ibili con lrisultati molto meno conservativi di quelli consegu ibili con l ’’Approccio 1. Per Approccio 1. Per questo stato limite questo stato limite èè, pertanto, preferibile l, pertanto, preferibile l ’’ impiego dellimpiego dell ’’Approccio 1. Approccio 1.


C7C7.11.5.3.1.11.5.3.1

Confermata comunque la possibilitConfermata comunque la possibilit àà di scelta da parte del di scelta da parte del progettista dellprogettista dell ’’approccio da utilizzareapproccio da utilizzare��

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VERIFICHE SLU: Quali gli effetti dellVERIFICHE SLU: Quali gli effetti dell ’’azione sismica?azione sismica?Fondazioni superficialiFondazioni superficiali

NTC 08NTC 08C7C7.11.5.3.1.11.5.3.1

Differenza con le condizioni statiche:Differenza con le condizioni statiche:•• Azioni diAzioni di inerzia trasmesse dalla sovrastrutturainerzia trasmesse dalla sovrastruttura ((⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ coefficiente di inclinazione)coefficiente di inclinazione)•• Azioni diAzioni di inerzia sul volume di terrenoinerzia sul volume di terreno potenzialmente interessato dalla rottura potenzialmente interessato dalla rottura per carico limiteper carico limite

Effetto inerzialeEffetto inerziale

Effetto cinematicoEffetto cinematico

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VERIFICHE SLU: Quali gli effetti dellVERIFICHE SLU: Quali gli effetti dell ’’azione sismica?azione sismica?Fondazioni superficialiFondazioni superficiali

NTC 08NTC 08C7C7.11.5.3.1.11.5.3.1

LL’’azione del sisma si traduce in accelerazioni nel so ttosuolo (azione del sisma si traduce in accelerazioni nel so ttosuolo ( effetto cinematicoeffetto cinematico ) e nella ) e nella fondazione, per lfondazione, per l ’’azione delle forze di inerzia generate nella strutt ura in elevazazione delle forze di inerzia generate nella strutt ura in elevaz ione (ione ( effetto effetto inerzialeinerziale ).).

NellNell ’’analisi analisi pseudostaticapseudostatica , modellando l, modellando l ’’azione sismica attraverso la sola componente azione sismica attraverso la sola componente orizzontale, tali effetti possono essere portati in conto medianorizzontale, tali effetti possono essere portati in conto median te lte l ’’ introduzione di effetti introduzione di effetti sismici rispettivamente denominati sismici rispettivamente denominati kkhihi e e kkhkhk , il primo definito dal rapporto tra le , il primo definito dal rapporto tra le componenti orizzontale e verticale dei carichi tras messi in fondcomponenti orizzontale e verticale dei carichi tras messi in fond azione e il secondo azione e il secondo funzione dellfunzione dell ’’accelerazione massima attesa al sito.accelerazione massima attesa al sito.I valori di I valori di kkhkhk possono esserepossono essere valutati facendo riferimento ai valori di normativa specificati valutati facendo riferimento ai valori di normativa specificati per i pendii (7.11.3.5.2).per i pendii (7.11.3.5.2).LL’’effetto inerziale produce variazioni di tutti i coe fficienti di effetto inerziale produce variazioni di tutti i coe fficienti di capacitcapacit àà portante del carico portante del carico limite in funzione del coefficiente sismico limite in funzione del coefficiente sismico kkhihi e viene portato in conto impiegando le e viene portato in conto impiegando le formule comunemente adottate per calcolare i coeffi cienti corretformule comunemente adottate per calcolare i coeffi cienti corret tivi del carico limite in tivi del carico limite in funzione dellfunzione dell ’’ inclinazione, rispetto alla verticale, del carico a gente sul piainclinazione, rispetto alla verticale, del carico a gente sul pia no di posa.no di posa.LL’’effetto cinematico modifica il solo coefficiente effetto cinematico modifica il solo coefficiente NNγγγγγγγγ in funzione del coefficiente sismico in funzione del coefficiente sismico kkhkhk ;;il fattore il fattore NNγγγγγγγγ viene quindi moltiplicato sia per il coefficiente c orrettivo deviene quindi moltiplicato sia per il coefficiente c orrettivo de llll ’’effetto inerziale, effetto inerziale, sia per il coefficiente correttivo per lsia per il coefficiente correttivo per l ’’effetto cinematico.effetto cinematico.

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VERIFICHE SLU: Valutazione della resistenza VERIFICHE SLU: Valutazione della resistenza –– Cenni teorici sulla capacitCenni teorici sulla capacit àà portante portante in campo sismicoin campo sismicoFondazioni superficialiFondazioni superficiali

CapacitCapacit àà portante in campo statico analizzato (come visto) d a decenni e portante in campo statico analizzato (come visto) d a decenni e problema ben problema ben noto.noto.Nelle formulazioni viste Nelle formulazioni viste èè sempre trascurato lsempre trascurato l ’’effetto del sisma.effetto del sisma.Negli ultimi Negli ultimi ventvent ’’anni studi sperimentali e teorici per la valutazion e dellanni studi sperimentali e teorici per la valutazion e dell ’’effetto del sisma effetto del sisma sulla capacitsulla capacit àà portante:portante:

Sisma in terreni incoerenti: capacitSisma in terreni incoerenti: capacit àà portante fondazioni superficiali diminuisce, in mod o portante fondazioni superficiali diminuisce, in mod o anche rilevante!anche rilevante!

Durante un sisma la resistenza portante di una fond azione su terDurante un sisma la resistenza portante di una fond azione su ter reno incoerente si riduce, reno incoerente si riduce, mentre non esistono studi e dati relativi che metta no in evidenzmentre non esistono studi e dati relativi che metta no in evidenz a una riduzione della a una riduzione della capacitcapacit àà portante in terreni coesivi.portante in terreni coesivi.

Le verifiche sismiche effettuate con lLe verifiche sismiche effettuate con l ’’EC8 evidenziano per terreni coesivi riduzioni non EC8 evidenziano per terreni coesivi riduzioni non significativesignificative ..Gli studi considerano le forze di inerzia in tutte le parti del Gli studi considerano le forze di inerzia in tutte le parti del sistema suolo sistema suolo –– fondazione fondazione ––struttura struttura ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ diminuzione della capacitdiminuzione della capacit àà portante dovuta allportante dovuta all ’’ insorgere di forze di inerzia nel insorgere di forze di inerzia nel terreno sottostante la fondazioneterreno sottostante la fondazione

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Interazione cinematica ed inerziale:Interazione cinematica ed inerziale:

Durante un terremoto, Durante un terremoto,

il passaggio delle onde sismiche crea forze di il passaggio delle onde sismiche crea forze di inerzia allinerzia all ’’ interno del terrenointerno del terreno , , equilibrate da stato tensionale dinamico (essenzial mente taglio equilibrate da stato tensionale dinamico (essenzial mente taglio orizzontale)orizzontale)++

Nascita di forze in fondazione dovute allNascita di forze in fondazione dovute all ’’ inerzia della sovrastrutturainerzia della sovrastruttura

•• Interazione o effetto cinematicoInterazione o effetto cinematico ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ dovuto alldovuto all ’’ inerzia del suolo sulla fondazione; inerzia del suolo sulla fondazione; tiene conto del meccanismo di rottura sotto la fond azione stessatiene conto del meccanismo di rottura sotto la fond azione stessa•• Interazione o effetto inerzialeInterazione o effetto inerziale ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ dovuto alle forze sismiche sulla sovrastruttura che dovuto alle forze sismiche sulla sovrastruttura che trasferiscono sforzo di taglio sulla fondazionetrasferiscono sforzo di taglio sulla fondazione

Usuali metodi di calcolo statici non sono esaustiviUsuali metodi di calcolo statici non sono esaustivi

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InIn campo sismico, si lega la capacitcampo sismico, si lega la capacit àà portante ai seguenti fattori:portante ai seguenti fattori:

Accelerazione orizzontale massima al suolo Accelerazione orizzontale massima al suolo aagg

Fattore S = Fattore S = SSSS*S*STT, ovvero fattore funzione del profilo stratigrafico e del fattor, ovvero fattore funzione del profilo stratigrafico e del fattor e e topograficotopografico

g

aSS

g

ak gTS

h

⋅⋅== max

La capacitLa capacit àà portante, pertanto portante, pertanto èè legata al coefficiente sismico orizzontalelegata al coefficiente sismico orizzontale ::

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g

aSS

g

ak gTS

ssh

⋅⋅⋅=⋅= ββ max

La norma (C7La norma (C7 .11.5.3.1.11.5.3.1) indica per la determinazione del coefficiente sis mico ) indica per la determinazione del coefficiente sis mico kkhkhk(cinematico) l(cinematico) l ’’utilizzo delle formule relative alla valutazione de lla stabilitutilizzo delle formule relative alla valutazione de lla stabilit àà dei pendii dei pendii (7.11.3.5.2), pertanto si introduce un coefficiente di riduzione(7.11.3.5.2), pertanto si introduce un coefficiente di riduzione delldell ’’accelerazione accelerazione massima attesa al sitomassima attesa al sito :: Tabella 7.11.I Tabella 7.11.I –– Coefficienti di riduzione

dell’accelerazione massima attesa al sito

ββββββββss èè un fattore valutato tramite una recente ricerca con dotta sui peun fattore valutato tramite una recente ricerca con dotta sui pe ndii, e si basa ndii, e si basa sullsull ’’equivalenza tra il metodo equivalenza tra il metodo pseudostaticopseudostatico e il metodo degli spostamenti per e il metodo degli spostamenti per fissati valori di soglia degli spostamenti (Callist o fissati valori di soglia degli spostamenti (Callist o –– Rampello, sito Reluiss).Rampello, sito Reluiss).LL’’ indicazione normativa circa il indicazione normativa circa il kkhkhk èè ““ stranastrana ”” : non vi : non vi èè corrispondenza ncorrispondenza n éé nei nei simboli, nsimboli, n éé nel problema fisico!nel problema fisico!

��

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Ai sensi della norma (C7Ai sensi della norma (C7 .11.5.3.1.11.5.3.1) i due effetti si traducono nella formula ) i due effetti si traducono nella formula trinomiatrinomiaper la valutazione della capacitper la valutazione della capacit àà portante come segueportante come segue ::

kkhihi ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ interviene su interviene su NNγγγγγγγγ, , NNcc, , NNqq, tramite i coefficienti correttivi per presenza di carichi , tramite i coefficienti correttivi per presenza di carichi inclinati inclinati ii γγγγγγγγ, , iicc, , iiqq

kkhkhk ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ interviene su solo su interviene su solo su NNγγγγγγγγ

Dubbi sullaDubbi sulla valutazione del fattore valutazione del fattore ββββββββss ::La norma e la relativa circolare esplicativa non se mbra essere La norma e la relativa circolare esplicativa non se mbra essere sufficientemente chiara su tale aspetto.sufficientemente chiara su tale aspetto.��

IN GENERALE SI OSSERVA COME LA VALUTAZIONE DELLA CA PACITAIN GENERALE SI OSSERVA COME LA VALUTAZIONE DELLA CA PACITA ’’PORTANTE IN CAMPO SISMICO EPORTANTE IN CAMPO SISMICO E ’’ IN FASE DI EVOLUZIONE (STORIA RECENTE)IN FASE DI EVOLUZIONE (STORIA RECENTE)

NTC 08NTC 08C7C7.11.5.3.1.11.5.3.1

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Possibili metodi di verifica in campo sismicoPossibili metodi di verifica in campo sismico

Metodo di Metodo di SarmaSarma –– Iossifelis (Iossifelis ( ’’90)90)Metodo di Richards (Metodo di Richards ( ’’93)93)Metodo di Paolucci e Metodo di Paolucci e PeckerPecker ((’’95)95)Metodo di Metodo di MaugeriMaugeri ((’’04)04)Metodo EC8, Metodo EC8, AnnexAnnex F (F (’’05)05)

I vari procedimenti generalizzano la formulazione d i BH, riducenI vari procedimenti generalizzano la formulazione d i BH, riducen do in funzione di do in funzione di kkhh e e kkvv i fattori di capaciti fattori di capacit àà portante portante NNqq, , NNcc e e NNγγγγγγγγ::::::::Formula Formula trinomiatrinomia in cui i tre fattori di capacitin cui i tre fattori di capacit àà portante sono portante sono ““ corretticorretti ”” in funzione in funzione delldell ’’ intensitintensit àà sismica e dellsismica e dell ’’angolo di resistenza al taglio del terrenoangolo di resistenza al taglio del terreno

Metodo di Metodo di MaugeriMaugeri e e CasconeCascone (IARG 2004)(IARG 2004)

Valutazione che considera Valutazione che considera KKhihi e e KKhkhk

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VERIFICHE SLU: Valutazione della resistenza VERIFICHE SLU: Valutazione della resistenza –– Cenni teorici sulla capacitCenni teorici sulla capacit àà portante portante in campo sismicoin campo sismicoFondazioni superficialiFondazioni superficialiMetodo di Metodo di RichardsRichards ((’’93)93)Generalizzazione del meccanismo di Generalizzazione del meccanismo di PrandtlPrandtl ::

��Superficie semplificata Superficie semplificata bilinearebilineare : : cuneo spinta attiva contrapposto a cuneo spinta attiva contrapposto a cuneo spinta passivacuneo spinta passiva

��Formulazione di Formulazione di MononobeMononobe OkabeOkabe(Analogia con opere di sostegno)(Analogia con opere di sostegno)

Gli autori hanno ricavato le espressioni Gli autori hanno ricavato le espressioni degli angoli che definiscono le zone di degli angoli che definiscono le zone di spinta passiva ed attiva nel caso sismico, spinta passiva ed attiva nel caso sismico, ed i relativi coefficienti si spinta, in ed i relativi coefficienti si spinta, in funzione dellfunzione dell ’’angolo di resistenza al angolo di resistenza al taglio e di quello di attrito tra terreno e taglio e di quello di attrito tra terreno e parete e delle accelerazioni parete e delle accelerazioni kkvv e e kkhh agenti agenti in direzione verticale ed orizzontalein direzione verticale ed orizzontale

segue…

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. Mar

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VERIFICHE SLU: Valutazione della resistenza VERIFICHE SLU: Valutazione della resistenza –– Cenni teorici sulla capacitCenni teorici sulla capacit àà portante portante in campo sismicoin campo sismicoFondazioni superficialiFondazioni superficialiMetodo di Metodo di RichardsRichards ((’’93)93)

kkhh*W*W

11±±±±±±±±kkvv*W*W θθθθθθθθ

Si ricavano i coefficienti di carico Si ricavano i coefficienti di carico limite olimite o

riduttori del carico limite in funzione riduttori del carico limite in funzione di:di:Angolo di resistenza al taglio Angolo di resistenza al taglio ϕϕϕϕϕϕϕϕ’’

Angolo di Angolo di MononobeMononobe --OkabeOkabe θθθθθθθθ

2lim

BNecNeqNeq ccqq ⋅⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅= γγγ

v

h

k

k

±=

1arctanθ

segue…

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VERIFICHE SLU: Valutazione della resistenza VERIFICHE SLU: Valutazione della resistenza –– Cenni teorici sulla capacitCenni teorici sulla capacit àà portante portante in campo sismicoin campo sismicoFondazioni superficialiFondazioni superficialiMetodo di Metodo di RichardsRichards ((’’93)93)

Coefficienti riduttori del carico limite:Coefficienti riduttori del carico limite:2lim

BNecNeqNeq ccqq ⋅⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅= γγγ

v

h

k

k

±=

1arctanθ

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5tan ( θθθθ)

coef

ficie

nti e

q, e

c, e

γγ γγ

eq

ec

eγγγγ

ϕϕϕϕ = 30= 30= 30= 30°°°°

LIMITI DEL METODO:LIMITI DEL METODO:VALIDO SOLO IN VALIDO SOLO IN

CONDIZIONI DRENATECONDIZIONI DRENATE

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VERIFICHE SLU: Valutazione della resistenza VERIFICHE SLU: Valutazione della resistenza –– Cenni teorici sulla capacitCenni teorici sulla capacit àà portante portante in campo sismicoin campo sismicoFondazioni superficialiFondazioni superficialiMetodo di Metodo di PaolucciPaolucci e e PeckerPecker ((’’97), in 97), in MaugeriMaugeri , RIG 2006, RIG 2006

sieve qvvvq lim,lim, ⋅⋅⋅=

qq limlim ,s,s èè la la capacitcapacit àà portante in campo staticoportante in campo statico , da valutare in , da valutare in assenza di V ed Massenza di V ed M BB (compresi nei coefficienti correttivi)(compresi nei coefficienti correttivi)

vvvv ,, vvee ee vv ii sono tre sono tre coefficienti correttivicoefficienti correttivi che tengono conto che tengono conto rispettivamente dellrispettivamente dell ’’azione orizzontale V trasmessa alla azione orizzontale V trasmessa alla fondazione dalla sovrastruttura, dellfondazione dalla sovrastruttura, dell ’’eccentriciteccentricit àà eeBB=M=MBB/N /N lungo il lato corto della fondazione e delllungo il lato corto della fondazione e dell ’’ inerzia del terreno inerzia del terreno tramite il coefficiente sismico tramite il coefficiente sismico kkhh3

85.01

⋅−=

N

Vvv

8.1

5.01

⋅−=

B

ev B

e

35.0

tan1

−=ϕ

hi

kv

La formulazione trova il suo limite quando La formulazione trova il suo limite quando kkhh> > tantan ϕϕϕϕϕϕϕϕ

MaugeriMaugeri (RIG, 2006) (RIG, 2006) osserva come la formulazione, a meno del osserva come la formulazione, a meno del coefficiente relativo allcoefficiente relativo all ’’ inerzia, sia piinerzia, sia pi ùù cautelativa di BH.cautelativa di BH.

Osserva altresOsserva altres ìì come il valore di come il valore di kkhh, senza l, senza l ’’ introduzione di un introduzione di un opportuno coefficiente di duttilitopportuno coefficiente di duttilit àà ((ββββββββss, effettivamente introdotto dalle , effettivamente introdotto dalle NTC 2008), sia particolarmente penalizzante e compo rti un NTC 2008), sia particolarmente penalizzante e compo rti un dimensionamento oneroso delle fondazioni. Su dimensionamento oneroso delle fondazioni. Su ββββββββss però si però si èè gia detto! gia detto! Valutazione per Valutazione per pendiipendii ……

��

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VERIFICHE SLU: Valutazione della resistenza VERIFICHE SLU: Valutazione della resistenza –– Cenni teorici sulla capacitCenni teorici sulla capacit àà portante portante in campo sismicoin campo sismicoFondazioni superficialiFondazioni superficialiMetodo di Metodo di MaugeriMaugeri e Novite Novit àà (2004(2004--2006)2006)Determinazione del carico limite di una fondazione superficiale Determinazione del carico limite di una fondazione superficiale sottoposta a carico sottoposta a carico pseudostaticopseudostatico inclinato e poggiante su un terreno a sua volta sog getto a forzinclinato e poggiante su un terreno a sua volta sog getto a forz e di inerzia:e di inerzia:

�� Studio di tipo numerico: Metodo delle Caratteristic he (Studio di tipo numerico: Metodo delle Caratteristic he (SokolovskiiSokolovskii , 1965), 1965)

�� Valutazione dei fattori Valutazione dei fattori NNγγγγγγγγ, , NNcc e e NNqq in campo sismico, per tenere conto dellin campo sismico, per tenere conto dell ’’ inerzia del terreno inerzia del terreno oltre che del contributo di V e Moltre che del contributo di V e M BB

�� Rapporto dei fattori a quelli corrispondenti in cam po staticoRapporto dei fattori a quelli corrispondenti in cam po statico

�� Coefficienti correttivi Coefficienti correttivi hhqfqf , , hhcfcf , , hh γγγγγγγγff da applicare alla formulazione di BHda applicare alla formulazione di BH

qfqqcfccfe hNqhNchNBq αααγ γγγ ''''2

1lim, ++=

dove: dove:

NNγγγγγγγγ, , NNcc e e NNqq: fattori di capacit: fattori di capacit àà portante da portante da valutare secondo valutare secondo VesicVesic (1973)(1973)

ααααααααγγγγγγγγ, , ααααααααcc e e ααααααααqq: coefficienti correttivi di BH per : coefficienti correttivi di BH per forma, inclinazione forza, inclinazione forma, inclinazione forza, inclinazione piano posa e piano campagna, piano posa e piano campagna, affondamentoaffondamento

segue…

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VERIFICHE SLU: Valutazione della resistenza VERIFICHE SLU: Valutazione della resistenza –– Cenni teorici sulla capacitCenni teorici sulla capacit àà portante portante in campo sismicoin campo sismicoFondazioni superficialiFondazioni superficialiMetodo di Metodo di MaugeriMaugeri e Novite Novit àà (2004(2004--2006)2006)

segue…

Determinazione del carico limite di una fondazione superficiale Determinazione del carico limite di una fondazione superficiale sottoposta a carico sottoposta a carico pseudostaticopseudostatico inclinato e poggiante su un terreno a sua volta sog getto a forzinclinato e poggiante su un terreno a sua volta sog getto a forz e di inerziae di inerzia

qfqqcfccfe hNqhNchNBq αααγ γγγ ''''2

1lim, ++=

I fattori introdotti da I fattori introdotti da MaugeriMaugeri e Novite Novit ààrappresentano i rapporti tra i fattori di rappresentano i rapporti tra i fattori di capacitcapacit àà portante in condizioni portante in condizioni sismiche ed in condizioni statiche:sismiche ed in condizioni statiche:

S

Ef N

Nh

γ

γγ =

cS

cEcf N

Nh =

qS

qEqf N

Nh =

Considerando sia lConsiderando sia l ’’ inerzia della struttura che del inerzia della struttura che del terreno di fondazione:terreno di fondazione:

12 +⋅+⋅= hh kCkBh fγ

12 +⋅+⋅= hh kEkDhcf

12 +⋅+⋅= hh kIkHhqf

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VERIFICHE SLU: Valutazione della resistenza VERIFICHE SLU: Valutazione della resistenza –– Cenni teorici sulla capacitCenni teorici sulla capacit àà portante portante in campo sismicoin campo sismicoFondazioni superficialiFondazioni superficialiMetodo di Metodo di MaugeriMaugeri e Novite Novit àà (2004(2004--2006)2006)

12 +⋅+⋅= hh kCkBh fγ

12 +⋅+⋅= hh kEkDhcf

12 +⋅+⋅= hh kIkHhqf

23.0tan50.8)(tan57.10)(tan48.4

99.25tan00.116)(tan14.155)(tan96.63

07.1tan27.1

61.29tan00.129)(tan00.173)(tan06.70

48.12tan28.30)(tan07.35)(tan90.12

80.24tan40.74)(tan60.86)(tan10.31

23

23

23

23

23

−+−=

−+−=

−=−+−=

−+−=

+−+−=

ϕϕϕϕϕϕ

ϕϕϕϕ

ϕϕϕϕϕϕ

I

H

E

D

C

B

Confronto di Confronto di MaugeriMaugeri e Novite Novit àà con con PaolucciPaolucci & & PeckerPecker e e RichardsRichards et al., ha mostrato buon et al., ha mostrato buon accordo.accordo.

Il metodo Il metodo èè stato validato sperimentalmente tramite prove su ta vola vibrantstato validato sperimentalmente tramite prove su ta vola vibrant e a Bristol.e a Bristol.

Formulazione Formulazione da RIG 2006da RIG 2006

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VERIFICHE SLU: Valutazione della resistenza VERIFICHE SLU: Valutazione della resistenza –– Cenni teorici sulla capacitCenni teorici sulla capacit àà portante portante in campo sismicoin campo sismicoFondazioni superficialiFondazioni superficialiMetodo di Metodo di CasconeCascone , , MaugeriMaugeri e e MottaMotta (IARG 2004)(IARG 2004)

Estensione della formulazione di Estensione della formulazione di TerzaghiTerzaghi tramite la determinazione del fattore tramite la determinazione del fattore NNγγγγγγγγ per per condizioni sismiche condizioni sismiche ⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒⇒ NNγγγγγγγγEE ridotto per effetto cinematico ed inerzialeridotto per effetto cinematico ed inerziale

Ipotesi: Ipotesi:

�� cc’’=0; q=0=0; q=0

�� inerzia del terreno valutata con: inclinazione del carico nullainerzia del terreno valutata con: inclinazione del carico nulla e ke khh≠≠0 nel terreno0 nel terreno

�� inerzia della struttura valutata con: inclinazione del carico ninerzia della struttura valutata con: inclinazione del carico n on nulla e kon nulla e k hh=0 nel terreno=0 nel terreno

�� per entrambe le valutazioni kper entrambe le valutazioni k vv=0=0

segue…

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Effetto inerziale del terreno sui valori del Effetto inerziale del terreno sui valori del rapporto rapporto NNγγγγγγγγEE//NNγγγγγγγγ, al variare di , al variare di kkhh per diversi per diversi angoli di resistenza al taglio del terreno:angoli di resistenza al taglio del terreno:

Il rapporto decresce rapidamente al crescere Il rapporto decresce rapidamente al crescere di kdi k hh e tende ad annullarsi in corrispondenza e tende ad annullarsi in corrispondenza della condizione limite della condizione limite kkhh = = tantan ϕϕϕϕϕϕϕϕI valori di I valori di NNγγγγγγγγ utilizzati sono quelli ottenuti utilizzati sono quelli ottenuti dalle anali kdalle anali k hh=0.=0.

Curve che tengono conto Curve che tengono conto delldell ’’ inerzia del terreno, di inerzia del terreno, di equazioneequazione ……

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Curve che tengono conto dellCurve che tengono conto dell ’’ inerzia del inerzia del terreno, di equazione:terreno, di equazione:

45.0

tan1

−==ϕγ

γγ

hkEk

k

N

Ne

eeιιιιιιιιkk èè il fattore correttivo da applicare a il fattore correttivo da applicare a NNγγγγγγγγper tenere conto dellper tenere conto dell ’’effetto cinematico e effetto cinematico e kkhkhk èè il coefficiente di accelerazione il coefficiente di accelerazione sismica orizzontale del terrenosismica orizzontale del terreno

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Confronto tra i risultati ottenuti Confronto tra i risultati ottenuti mediante lmediante l ’’equazione di equazione di eeγγγγγγγγkk ed i ed i risultati disponibili in letteratura risultati disponibili in letteratura per il caso per il caso ϕϕϕϕϕϕϕϕ = 30= 30°°

Confronto tra i risultati ottenuti Confronto tra i risultati ottenuti mediante lmediante l ’’equazione di equazione di eeγγγγγγγγkk ed il metodo ed il metodo di di PaolucciPaolucci & & PeckerPecker per diversi per diversi ϕϕϕϕϕϕϕϕ

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Effetto inerziale della struttura sui valori Effetto inerziale della struttura sui valori del rapporto del rapporto NNγγγγγγγγEE//NNγγγγγγγγ, per diversi angoli di , per diversi angoli di resistenza al taglio del terreno:resistenza al taglio del terreno:

Il taglio trasferito dalla struttura alla Il taglio trasferito dalla struttura alla fondazione ha lfondazione ha l ’’effetto di inclinare il carico effetto di inclinare il carico di di δδδδδδδδ = tan= tan --11kkhh

I risultati non sono significativamente I risultati non sono significativamente influenzati da influenzati da ϕϕϕϕϕϕϕϕ

Curva che tiene conto Curva che tiene conto delldell ’’ inerzia della inerzia della sovrastruttura, di sovrastruttura, di equazioneequazione ……

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Curva che tiene conto dellCurva che tiene conto dell ’’ inerzia della inerzia della sovrastruttura, di equazione:sovrastruttura, di equazione:

( )570.01 hiE

i kN

Ne −==

γ

γγ

eeιιιιιιιιii èè il fattore correttivo da applicare a il fattore correttivo da applicare a NNγγγγγγγγ per per tenere conto delltenere conto dell ’’effetto inerziale della effetto inerziale della struttura e struttura e kkhihi èè il coefficiente di il coefficiente di accelerazione sismica orizzontale della accelerazione sismica orizzontale della strutturastruttura

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Inerzia del terrenoInerzia del terreno45.0

tan1

−==ϕγ

γγ

hkEk

k

N

Ne

Inerzia della Inerzia della strutturastruttura ( )570.01 hi

Ei k

N

Ne −==

γ

γγ

ikE eeNN γγγγ ⋅⋅=

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VERIFICHE SLU: collasso per scorrimento sul piano d i posaVERIFICHE SLU: collasso per scorrimento sul piano d i posa

Per azione si intende il valore della forza agente parallelamentPer azione si intende il valore della forza agente parallelament e al piano di e al piano di scorrimento, per resistenza si intende la risultant e delle tensiscorrimento, per resistenza si intende la risultant e delle tensi oni tangenziali limite oni tangenziali limite sullo stesso piano, sommata, in casi particolari, a lla risultantsullo stesso piano, sommata, in casi particolari, a lla risultant e delle tensioni limite e delle tensioni limite agenti sulle superfici laterali della fondazioneagenti sulle superfici laterali della fondazione

•• contatto diretto fondazione terreno in scavi a sezi one obbligatcontatto diretto fondazione terreno in scavi a sezi one obbligat a;a;

•• contatto diretto fondazione contatto diretto fondazione clscls o fondazione acciaio in scavi sostenuti da paratie o fondazione acciaio in scavi sostenuti da paratie o o palancolepalancole

•• definizione da parte del progettista di aliquota co nsideratadefinizione da parte del progettista di aliquota co nsiderata

NTC 08NTC 08C7C7.11.5.3.1.11.5.3.1


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SOGLIE DI SPOSTAMENTO IN CAMPO DINAMICO:SOGLIE DI SPOSTAMENTO IN CAMPO DINAMICO:““ La scelta dei limiti di tolleranza dei cedimenti e delle distorsLa scelta dei limiti di tolleranza dei cedimenti e delle distors ioni delle fondazioni ioni delle fondazioni èè uno dei uno dei problemi piproblemi pi ùù complessi e controversi del progetto di una fondazi one. Almeno complessi e controversi del progetto di una fondazi one. Almeno a chi scrive a chi scrive appare evidente che i limiti sulle distorsioni in c ampo statico,appare evidente che i limiti sulle distorsioni in c ampo statico, sui quali esistono tuttora sui quali esistono tuttora molte incertezze, non possano essere applicati al c aso dinamico.molte incertezze, non possano essere applicati al c aso dinamico. Una distorsione angolare Una distorsione angolare permanente in campo dinamico appare potenzialmente molto pipermanente in campo dinamico appare potenzialmente molto pi ùù dannosa di una dannosa di una distorsione di pari valore in campo statico, alla q uale la strutdistorsione di pari valore in campo statico, alla q uale la strut tura ha una capacittura ha una capacit àà di di adattamento ben maggiore, per ladattamento ben maggiore, per l ’’effetto favorevole della viscositeffetto favorevole della viscosit àà del calcestruzzo.del calcestruzzo.

Allo stesso tempo le correlazioni esistenti fra spo stamenti e roAllo stesso tempo le correlazioni esistenti fra spo stamenti e ro tazioni da un lato, e danni a tazioni da un lato, e danni a seguito di un terremoto dallseguito di un terremoto dall ’’altro, sono nei fatti inesistenti.altro, sono nei fatti inesistenti.Si tratta dunque di una tematica complessa e comple tamente irrisSi tratta dunque di una tematica complessa e comple tamente irris olta che meriterebbe di olta che meriterebbe di essere affrontata con un notevole sforzo di ricerca .essere affrontata con un notevole sforzo di ricerca .””

La progettazione geotecnicaFONDAZIONI in CONDIZIONI SISMICHE FONDAZIONI in CONDIZIONI SISMICHE –– Verifiche SLEVerifiche SLE

VERIFICHE SLE (STATO LIMITE DI DANNO)VERIFICHE SLE (STATO LIMITE DI DANNO)

��

NTC 08NTC 08C7C7.11.5.3.1.11.5.3.1

In aggiunta allIn aggiunta all ’’analisi della sicurezza del complesso fondazioneanalisi della sicurezza del complesso fondazione --terreno rispetto allo stato terreno rispetto allo stato limite ultimo, devono essere condotte verifiche nei confronti delimite ultimo, devono essere condotte verifiche nei confronti de llo stato limite di danno. In llo stato limite di danno. In particolare devono essere valutati gli spostamenti permanenti inparticolare devono essere valutati gli spostamenti permanenti in dotti dal sisma, dotti dal sisma, verificando che essi siano accettabili per la fonda zione e che sverificando che essi siano accettabili per la fonda zione e che s iano compatibili con la iano compatibili con la funzionalitfunzionalit àà delldell ’’opera intera.opera intera.

AversaAversa et al., et al., MIR 2010MIR 2010


Verrès 18.11.2011 Le NTC in ambito geotecnico · delle opere di sostegno delle terre e delle opere...

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