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Corso di aggiornamento professionale - ppt scaricare
PubblicatoEliodoro Renzi Modificato 4 anni fa
Presentazione sul tema: "Corso di aggiornamento professionale"— Transcript della presentazione:
2 Corso di aggiornamento professionale
Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008
Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Prof. Ing. Giovanni Vannucchi Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale, Università di Firenze La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Pistoia, 13 Maggio 2010
4 Norme Tecniche per le Costruzioni – D.M. 14.01.2008
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Norme Tecniche per le Costruzioni – D.M La Geotecnica nelle NTC 2008 Cap. 2:	Sicurezza e prestazioni attese Stati Limite SLU E SLE Verifiche con i coefficienti di sicurezza parziali Cap. 3: Azioni sulle costruzioni § 3.2 Azione sismica Cap. 6: Progettazione geotecnica Cap. 7:	Progettazione in presenza di azioni sismiche § Caratterizzazione geotecnica a fini sismici Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 4/
5 Norme Tecniche per le Costruzioni – D.M. 14.01.2008
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Norme Tecniche per le Costruzioni – D.M 2.2 STATI LIMITE 2.2.1 Stati Limite Ultimi (SLU) I principali Stati Limite Ultimi, di cui al § 2.1, sono elencati nel seguito: ……… c) raggiungimento della massima capacità di resistenza di parti di strutture, collegamenti, fondazioni; e) raggiungimento di meccanismi di collasso nei terreni; 2.2.2 Stati Limite di Esercizio (SLE) I principali Stati Limite di Esercizio, di cui al § 2.1, sono elencati nel seguito: ……… b) spostamenti e deformazioni che possano limitare l’uso della costruzione, la sua efficienza e il suo aspetto; Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 5/
6 Norme Tecniche per le Costruzioni – D.M. 14.01.2008
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Norme Tecniche per le Costruzioni – D.M Cap. 3: Azioni sulle costruzioni 3.2 Azione sismica Categorie di sottosuolo e condizioni topografiche “Ai fini della definizione dell’azione sismica di progetto, si rende necessario valutare l’effetto della risposta sismica locale mediante specifiche analisi, come indicato nel § In assenza di tali analisi, per la definizione dell’azione sismica si può fare riferimento a un approccio semplificato, che si basa sull’individuazione di categorie di sottosuolo di riferimento (Tab. 3.2.II e 3.2.III)”. Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 6/
7 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 7/
8 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Per identificare la categoria di sottosuolo occorre utilizzare il valore della velocità equivalente VS,30 di propagazione delle onde di taglio entro i primi 30 metri di profondità o, in sub-ordine, il valore della resistenza penetrometrica dinamica equivalente, NSPT,30, nei terreni prevalentemente a grana grossa, e il valore della resistenza non drenata equivalente, cu,30, nei terreni prevalentemente a grana fine. Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 8/
9 9/ Tali valori sono calcolati con le seguenti equazioni:
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Tali valori sono calcolati con le seguenti equazioni: Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 9/
10 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
in cui: hi è lo spessore (in metri) dell’i-esimo strato compreso nei primi 30 m di profondità; VS,i	è la velocità delle onde di taglio nell’i-esimo strato; NSPT,i	è il numero di colpi NSPT nell’i-esimo strato; cu,i	è la resistenza non drenata nell’i-esimo strato; N	è il numero di strati compresi nei primi 30 m di profondità; M	è il numero di strati di terreni a grana grossa compresi nei primi 30 m di profondità; K	è il numero di strati di terreni a grana fina compresi nei primi 30 m di profondità. Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 10/
11 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Nel caso di sottosuoli costituiti da stratificazioni di terreni a grana grossa e a grana fina, distribuite con spessori confrontabili nei primi 30 m di profondità, ricadenti nelle categorie da A ad E, quando non si disponga di misure dirette della velocità delle onde di taglio si può procedere come segue: determinare NSPT,30 limitatamente agli strati di terreno a grana grossa compresi entro i primi 30 m di profondità; determinare cu,30 limitatamente agli strati di terreno a grana fina compresi entro i primi 30 m di profondità; individuare le categorie corrispondenti singolarmente ai parametri NSPT,30 e cu,30; riferire il sottosuolo alla categoria peggiore tra quelle individuate al punto precedente. Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 11/
12 Misure in sito della velocità delle onde sismiche
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Misure in sito della velocità delle onde sismiche Prove in foro: prova Down-Hole (DH) prova Up-Hole (UH) prova Cross-Hole (CH) prova SVLM Prove auto-perforanti: Cono sismico (SCPT) Dilatometro sismico (SDMT) Prove sismiche superficiali: metodo SASW metodo MASW metodo f-k metodo CSW metodo NASW Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 12/
13 Schema geometrico della prova down-hole (a) e up-hole (b).
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Schema geometrico della prova down-hole (a) e up-hole (b). Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 13/
14 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Esempio di apparecchiatura utilizzata per la prova down-hole (rappresentata in sezione e in pianta) Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 14/
15 Prova Down-Hole 15/ Vantaggi
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Prova Down-Hole Vantaggi - disponibilità di un sondaggio stratigrafico; - determinazione diretta del profilo di rigidezza; - esiste standard internazionale - disponibilità di molte registrazioni Svantaggi - costo elevato; - profondità di esplorazione limitata; - difficoltà di rilevazione onde dirette - difficile campionamento di strati sottili Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 15/
16 Schema geometrico della prova cross-hole
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Schema geometrico della prova cross-hole Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 16/
17 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Esempio di apparecchiatura utilizzata per la prova cross-hole (rappresentato in sezione e in pianta). Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 17/
18 Prova Cross-Hole 18/ Vantaggi - (come prova DH)
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Prova Cross-Hole Vantaggi - (come prova DH) - profondità di esplorazione illimitata; - maggiore facilità di interpretazione dei segnali - funziona bene per stratigrafie fitte e complesse Svantaggi - costo molto elevato; - necessità di misure inclinometriche - elevato impatto ambientale Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 18/
19 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Schema geometrico della prova con il cono (o con il dilatometro) sismico in modalità down-hole Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 19/
20 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Apparecchiatura per prove CPTU modificata per l’esecuzione di prove down-hole Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 20/
21 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Ricevitori Sorgente dz dt Schema geometrico della prova e dilatometro piatto modificato per l’esecuzione di prove down-hole Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 21/
22 Prove SCPT e SDMT 22/ Vantaggi - (come prova DH) - costo basso
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Prove SCPT e SDMT Vantaggi - (come prova DH) - costo basso - disponibilità di molte altre misure in campo statico - disturbo nel terreno ridotto Svantaggi - profondità di esplorazione limitata; - difficoltà di rilevazione onde dirette - difficile campionamento di strati sottili, scarsa applicabilità nei terreni a grana grossa (ghiaie o sabbie molto addensate) Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 22/
23 Schema geometrico della prova SVLM
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Descrizione sommaria Foro non rivestito e pieno di acqua. La sonda contiene una sorgente meccanica di vibrazioni e due ricevitori a distanza 1m. L’onda di compressione nell’acqua, al contatto con la parete del foro, generano nuove onde di pressione che raggiungono i ricevitori. Schema geometrico della prova SVLM Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 23/
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Strumentazione utilizzata nella prova SLVM (da OYO Corporation, mod.). Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 24/
25 Prova SVLM 25/ Vantaggi - disponibilità di un sondaggio stratigrafico;
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Prova SVLM Vantaggi - disponibilità di un sondaggio stratigrafico; - determinazione diretta del profilo di rigidezza; - disponibilità di molte registrazioni - profondità di esplorazione illimitata; - maggiore facilità di interpretazione dei segnali - funziona bene per stratigrafie fitte e complesse - il foro non necessita di rivestimento Svantaggi - non esiste standard internazionale - non consente di caratterizzare gli strati superficiali - scarsa diffusione, specie in Europa Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 25/
26 Prove di Riflessione di Rifrazione Sismica
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Prove di Riflessione di Rifrazione Sismica Vantaggi - scarso impatto ambientale - basso costo - facilità di esecuzione - esiste standard internazionale Svantaggi - scarsa applicabilità in contesti urbani - profondità di esplorazione limitata - non funzionano bene nel caso di geometrie complesse - forniscono valori della velocità mediati su ampi volumi di terreno Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 26/
27 Prove SWM 27/ Vantaggi - (come prova di sismica rifr./rifl.)
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Prove SWM Vantaggi - (come prova di sismica rifr./rifl.) - rilevano strati nascosti o inversioni di velocità - si applicano bene anche su pavimentazioni - possono arrivare anche a profondità di m Svantaggi - forniscono il profilo di rigidezza solo in modo indiretto - la affidabilità decresce con la profondità di esplorazione - molto sensibili ai disturbi ambientali - non si possono applicare nel caso di geometrie bidimensionali - procedure di interpretazione molto complesse e non sempre controllabili - non esiste standard internazionale Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 27/
28 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Nella programmazione di indagini sismiche occorre tenere conto di alcune considerazioni generali: (i) sulle prove sismiche in foro: Sono in genere più costose (specie le CH e DH) e dunque, soprattutto su una vasta area, deve esserne limitato il numero Alcune di esse (SCPT, SDMT) non possono essere eseguite su tutti i tipi di terreno (sabbie dense e ghiaie) Alcune di esse (CH, DH, SVLM) forniscono anche un profilo stratigrafico utile in fase di interpretazione Il modello interpretativo è molto semplice e fornisce una misura diretta di VS e quindi di G0 La misura di VS è locale e puntuale, variabile con la profondità e, in alcuni casi (CH, SVLM), può raggiungere profondità superiori a 50m Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 28/
29 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
(ii) sulle prove sismiche superficiali: Sono in genere più economiche (con costi confrontabili) e possono essere coperte vaste aree Sono di difficile esecuzione nei contesti urbani Il modello interpretativo è molto complesso e, specie per le prove SWM, non fornisce una misura diretta di VS, bensì passa attraverso un modello numerico 1-D non applicabile in situazioni morfologiche complesse. ATTENZIONE Le prove geofisiche sismiche richiedono esperienza e competenza per l’esecuzione e per l’interpretazione. È importantissimo affidarle a ditte e a personale tecnico altamente qualificato. Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 29/
30 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Esempio: Stratigrafia, ubicazione del campione indisturbato CI1 e profilo delle velocità VS, VP e del coefficiente di Poisson, n, con la profondità, z, da prova Down-Hole Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 30/
31 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Categoria B Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 31/
32 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Esempio: Deposito costituito da argilla tenera fino alla profondità di 18 m e da sabbia densa oltre tale profondità Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 32/
33 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Categoria D Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 33/
34 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
È possibile, anche se le NTC 2008 non lo prevedono, stimare il profilo delle VS attraverso correlazioni empiriche con i risultati di altre prove geotecniche in sito e di laboratorio. Ne sono state proposte moltissime, fra le più note, in funzione dei risultati di prove SPT: Tipo di terreno	a	b Argille oloceniche ,29 Sabbie oloceniche	81	0,33 Argille pleistoceniche	114	0,29 Sabbie pleistoceniche	97	0,32 VS (m/s) = a NSPTb Imai (1977) VS (m/s) = 68,8 NSPT0,171 Z0,2 E F Otha e Goto (1978) Tipo di terreno	F Argilla	1,000 Sabbia fine	1,091 Sabbia media	1,029 Sabbia grossa	1,073 Sabbia e ghiaia	1,151 Ghiaia	1,485 Depositi olocenici	E = 1 Depositi pleistocenici E = 1,3 Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 34/
35 35/ In funzione dei risultati di prove CPT:
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica In funzione dei risultati di prove CPT: 1. Per argille intatte e fessurate VS (m/s) = 1,75 qc0, con qc in (kPa) Mayne e Rix (1995) 2. Per argille VS (m/s) = A qc0,28 fs0, con qc e fs in (MPa) Andrus et al. (2001) Depositi olocenici	A = 208 Depositi pleistocenici A = 246 3. Per tutti i terreni VS (m/s) = ,64qc con qc in (kg/cm2) Barrow e Stokoe (1983) Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 35/
36 36/ Esempio: Confronto di correlazioni con i risultati di prova CPT
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Esempio: Confronto di correlazioni con i risultati di prova CPT Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 36/
37 37/ Le correlazioni (1) e (2) sono in buon accordo
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Corr. 1	Corr. 2	Corr. 3 VS,30 (m/s) Le correlazioni (1) e (2) sono in buon accordo Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 37/
38 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Le correlazioni empiriche hanno validità limitata ai materiali indagati e forte dispersione. Possono essere utili solo nelle fasi preliminari dello studio geotecnico e nella progettazione di opere di classe d’uso I e II. Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 38/
39 Norme Tecniche per le Costruzioni – D.M. 14.01.2008
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Norme Tecniche per le Costruzioni – D.M 6 PROGETTAZIONE GEOTECNICA DISPOSIZIONI GENERALI ARTICOLAZIONE DEL PROGETTO 6.2.1 Caratterizzazione e modellazione geologica del sito 6.2.2 Indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica 6.2.3 Verifiche di sicurezza delle prestazioni STABILITÀ DEI PENDII NATURALI OPERE DI FONDAZIONE OPERE DI SOSTEGNO TIRANTI DI ANCORAGGIO OPERE IN SOTTERRANEO OPERE DI MATERIALI SCIOLTI E FRONTI DI SCAVO MIGLIORAMENTO E RINFORZO DEI TERRENI E DELLE ROCCE 6.10 CONSOLIDAMENTO GEOTECNICO DI OPERE ESISTENTI 6.11 DISCARICHE CONTROLLATE DI RIFIUTI E DEPOSITI DI INERTI 6.12 FATTIBILITÀ DI OPERE SU GRANDI AREE Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 39/
40 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
In Italia i progetti di opere di ingegneria civile sono spesso carenti sotto l’aspetto geotecnico poiché il progettista non se ne occupa personalmente. In particolare è frequente che: le indagini siano svolte senza consultare il progettista, l’indagine geotecnica sia sostituita o confusa con l’indagine geologica, il programma di prove ed i controlli siano non inerenti al progetto, le Amministrazioni Pubbliche affidino direttamente le indagini prima ancora di scegliere il progettista, le Amministrazioni Pubbliche formulino bandi con costi dell’indagine inclusi in quelli della progettazione. Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 40/
41 41/ Per un processo di qualità nella progettazione è necessario che:
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Per un processo di qualità nella progettazione è necessario che: il progettista partecipi alla formulazione del programma di indagine, richieda alle Imprese di indagine solo dati oggettivi (parametri derivati direttamente o da correlazioni), conduca una scelta “autonoma” dei parametri geotecnici, individui il(i) modello(i) geotecnico(i) di sottosuolo partendo dalle caratteristiche generali delle opere in progetto, partecipi alla analisi ed alla progettazione dell’opera anche per gli aspetti geotecnici Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 41/
42 6.2.1 Caratterizzazione e modellazione geologica del sito
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica 6.2.1 Caratterizzazione e modellazione geologica del sito GEOLOGIA E GEOTECNICA Vi è una netta differenza tra GEOLOGIA e GEOTECNICA (e tra i relativi elaborati di progetto) In estrema sintesi la Geologia deve rispondere ai seguenti quesiti: come si sono formati i terreni presenti nel sottosuolo dell’opera in progetto? quando e con quali meccanismi? quali fenomeni si sono succeduti nel tempo? quale è la successione litostratigrafica locale? quale è lo schema della circolazione idrica superficiale e sotterranea? vi sono dissesti in atto o potenziali e quale è la loro tendenza evolutiva? Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 42/
43 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Dalla risposta a tali quesiti l’ingegnere potrà desumere e giustificare la variabilità e l’eterogeneità stratigrafica in direzione verticale ed orizzontale (ad esempio attraverso l’ambiente di deposizione e l’identificazione dei paleo alvei), lo stato di sovraconsolidazione, la presenza di livelli torbosi, l’anisotropia meccanica e idraulica, etc.. La Relazione geologica di progetto dovrà in particolare fare riferimento a quella porzione di territorio in cui dovrà sorgere l’opera, inquadrandola nel contesto geologico generale e sviluppando per essa un modello geologico di maggiore dettaglio, rappresentato con carte e sezioni geologiche, utile al progettista per inquadrare i problemi geotecnici e per definire il programma delle indagini geotecniche. Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 43/
44 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Dalla Relazione Geologica l’ingegnere potrà desumere utili informazioni. Ad esempio dall’ambiente di deposizione: Rappresentazione semplificata del ciclo di formazione delle rocce e dei terreni Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 44/
45 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Depositi marini In genere sono terreni abbastanza omogenei e uniformi per composizione e caratteristiche, sovraconsolidati per successive fasi di sedimentazione e di erosione. Le argille originariamente depositate in ambiente salmastro e successivamente assoggettate a un flusso di acqua dolce possono essere metastabili e collassare facilmente in presenza di azioni meccaniche (argille sensitive). Depositi alluvionali Sono terreni sedimentati in acqua dolce, in genere eterogenei per composizione e caratteristiche sia in direzione verticale che orizzontale. Frequenti alternanze di materiali a grana fine (limi e argille) e a grana grossa (sabbie e ghiaie). Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 45/
46 46/ Depositi lacustri e palustri
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Depositi lacustri e palustri Sono terreni a grana media e fine (dalle sabbie fini alle argille) sedimentati in acqua dolce, in genere eterogenei per composizione e caratteristiche in direzione verticale e continui ed uniformi in direzione orizzontale. Depositi glaciali Sono terreni molto eterogenei e difficili da caratterizzare dal punto di vista geotecnico. Hanno curva granulometrica distesa (dai ciottoli alle argille). Nei depositi morenici (materiali direttamente deposti dai ghiacciai) vi è grande eterogeneità e variabilità spaziale, mentre nei depositi fluvio-glaciali (materiali trasportati dai corsi d’acqua originatisi dai ghiacciai) l’alternanza è più regolare. Depositi eolici Sono terreni molto uniformi, sabbie monogranulari e arrotondate, molto sciolte e collassabili, difficili da campionare indisturbate. Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 46/
47 47/ Depositi di ambiente misto Comprendono:
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Depositi di ambiente misto Comprendono: Depositi costieri, costituiti da sabbie fini e limi nei canali di marea, e da limi e argille con materiali organici nelle lagune e nelle piane di marea Depositi di estuario, costituiti da limi e argille Depositi di delta, con caratteristica forma a ventaglio e spessori che si riducono verso l’arco periferico, costituiti da continue alternanze di materiali a grana fine, molto compressibili e con bassa resistenza a taglio, e materiali a grana grossa. Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 47/
48 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Molto importante è lo schema della circolazione idrica del sottosuolo (idrogeologia) per la determinazione del regime delle pressioni interstiziali Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 48/
49 49/ 6.2.2 Indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica 6.2.2 Indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica MODELLO GEOTECNICO “Per modello geotecnico si intende uno schema rappresentativo delle condizioni stratigrafiche, del regime delle pressioni interstiziali e della caratterizzazione fisico-meccanica dei terreni e delle rocce comprese nel volume significativo, finalizzato all’analisi quantitativa di uno specifico problema geotecnico.” Il Modello geotecnico è uno schema semplificato della realtà fisica che concili, quanto più possibile, variabilità e complessità naturale con procedure e metodi di calcolo che conducano ad una soluzione quantitativa affidabile, anche se non esatta, del problema ingegneristico. È responsabilità del progettista la definizione del piano delle indagini, la caratterizzazione e la modellazione geotecnica. ” (NTC 2008, § 6.2.2) “Per volume significativo di terreno si intende la parte di sottosuolo influenzata, direttamente o indirettamente, dalla costruzione del manufatto e che influenza il manufatto stesso.” (NTC 2008, § 3.2.2) Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 49/
50 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Indicazioni sul volume significativo del sottosuolo a seconda del tipo e delle dimensioni del manufatto, nel caso di terreno omogeneo (Raccomandazioni AGI, 1977) Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 50/
51 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Per la soluzione quantitativa (e approssimata) di un problema geotecnico è necessario riferirsi ad un modello geotecnico. Il modello geotecnico è uno schema semplificato del sottosuolo nel volume significativo, costituito da strati di terreno omogeneo, geometricamente ben definiti, a comportamento meccanico semplice e diverso a seconda del problema e del metodo di calcolo utilizzato (ad es. elastico lineare o non lineare, visco-elastico, elasto-plastico, plastico perfetto, etc..). In realtà il terreno non è mai un corpo omogeneo né un insieme di corpi omogenei. È compito e responsabilità del progettista definire il modello geotecnico appropriato alla complessità del problema accettandone le implicite approssimazioni. La programmazione delle indagini e l’interpretazione dei risultati sono finalizzate alla definizione del modello geotecnico. Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 51/
52 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Piano delle indagini “Nel caso di costruzioni o di interventi di modesta rilevanza, che ricadano in zone ben conosciute dal punto di vista geotecnico, la progettazione può essere basata sull’esperienza e sulle conoscenze disponibili, ferma restando la responsabilità del progettista su ipotesi e scelte progettuali.” (NTC 2008, § 6.2.2) Scelta del livello di approfondimento dell’indagine geotecnica su base economica Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 52/
53 53/ Categorie Geotecniche (CG)
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Categorie Geotecniche (CG) L’Eurocodice 7 per la progettazione geotecnica (EN ) divide le opere in 3 categorie di importanza cui corrispondono diversi gradi di approfondimento dell’indagine geotecnica: CG1: Strutture semplici caratterizzate da rischi molto limitati. L’indagine può limitarsi alla raccolta di informazioni esistenti. La relazione geotecnica può giustificare le scelte progettuali su base comparativa, per esperienza e similitudine. CG2: Strutture e fondazioni di tipo corrente che non presentano particolari rischi né condizioni geotecniche o di carico eccezionali. L’indagine richiede l’esecuzione delle usuali prove geotecniche in sito e di laboratorio. CG3: Strutture di grandi dimensioni o che presentano rischi elevati, in zone difficili o ad alta sismicità, con particolari condizioni di carico. Richiedono indagini approfondite e dettagliate, da affidare a specialisti, estese nel tempo (prima, durante e dopo la costruzione). Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 53/
54 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
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55 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Il piano delle indagini (numerosità, disposizione, tipologia delle prove in sito e di laboratorio) deve essere stabilito caso per caso, tenendo conto di: Natura e variabilità dei terreni nel volume significativo, Importanza dell’opera in progetto, Fase di sviluppo (fattibilità, definitivo, esecutivo, controlli in corso d’opera e collaudo, monitoraggio post operam), Possibili soluzioni di progetto, Dati richiesti dai modelli geotecnici e dai metodi di calcolo che si intendono adottare per la soluzione dei diversi problemi. Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 55/
56 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
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57 57/ Dalla Circolare esplicativa delle NTC 2008 continua
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Dalla Circolare esplicativa delle NTC 2008 continua Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 57/
58 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
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59 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
I valori dei parametri geotecnici possono essere direttamente ricavati dalla sperimentazione: Esempi: peso di volume, capacità portante di un palo da prova di carico di progetto, etc.. o, più frequentemente sono “derivati” dai risultati sperimentali in sito e di laboratorio utilizzando modelli di trasformazione teorici, semi-empirici o empirici: Esempi: c’ e f’ da prove Tx utilizzando la teoria di Mohr-Coulomb, Em dalle curve q-ea di prove Tx, cu da prove CPT o DMT, etc.. Nella Relazione geotecnica è importante dichiarare come sono stati stimati i parametri geotecnici di progetto, poiché i modelli di trasformazione implicano un diverso grado di incertezza. Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 59/
60 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Limite intrinseco delle indagini geotecniche è l’acquisizione di elementi conoscitivi puntuali (es. da prove di laboratorio, prove SPT, prove scissometriche, etc..) o lungo linee verticali (ad es. da sondaggi, prove CPT, DMT, Down Hole, Cross Hole, etc..) poco adatti a individuare i lineamenti stratigrafici piani e spaziali. Nella programmazione delle indagini occorre tenere presente che il comportamento del terreno è influenzato da: Megastruttura, ovvero struttura alla scala del volume significativo dell’opera in progetto, che può comprendere giunti, discontinuità, faglie, etc.. Macrostruttura, ovvero struttura alla scala dei campioni per prove di laboratorio, che può comprendere fessure, giunti, inclusioni organiche, sottili intercalazioni eterogenee, etc.. Microstruttura, ovvero struttura a livello particellare, che spiega il comportamento meccanico dei terreni (ad es. la dilatanza, la resistenza residua, etc..) Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 60/
61 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Ad esempio i terreni a grana fine (argille) sovraconsolidati sono spesso fessurati. Giunti di deposizione e fessure variamente orientate possono suddividere l’ammasso in elementi di varie dimensioni, talvolta di forma quasi prismatica. Ne consegue che: Il comportamento meccanico di un provino di laboratorio integro può risultare nettamente migliore (e non rappresentativo) del comportamento dell’ammasso fessurato, per il quale la coesione efficace è pressoché nulla. Il coefficiente di permeabilità di un provino di laboratorio può risultare nettamente inferiore (e non rappresentativo) del valore efficace in sito. Le indagini geotecniche in sito e di laboratorio hanno vantaggi e limiti opposti, e non sono pertanto alternative ma complementari. Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 61/
62 62/ Le indagini in sito sono:
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Le indagini in sito sono: insostituibili per il riconoscimento stratigrafico, interessano volumi di terreno molto maggiori, molte di esse consentono di determinare profili pressoché continui con la profondità delle grandezze misurate, sono più rapide ed economiche, sono quasi l’unico mezzo per caratterizzare dal punto di vista meccanico i terreni incoerenti, il cui campionamento “indisturbato” è molto difficile ed economicamente oneroso. ma: le condizioni al contorno sono difficilmente individuabili e incerte, la modellazione della prova è spesso incerta e schematica per cui l’interpretazione è talvolta affidata a relazioni empiriche o semi-empiriche. Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 62/
63 63/ le prove di laboratorio:
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica le prove di laboratorio: hanno condizioni al contorno (di carico, di vincolo, di drenaggio), ben definite e controllabili, i risultati possono essere interpretati con modelli matematici appropriati, ma: i campioni possono non essere rappresentativi delle reali condizioni in sito, sia a causa della variabilità intrinseca del terreno naturale, sia per l’inevitabile disturbo di campionamento. Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 63/
64 64/ Esempio di indagine geotecnica
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Esempio di indagine geotecnica Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 64/
65 65/ Le indagini sono consistite in:
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Le indagini sono consistite in: esecuzione di 5 sondaggi a carotaggio continuo spinti alla profondità massima di 30 m da p.c. attuale con prelievo di n° 9 campioni indisturbati ed 1 disturbato; esecuzione di 14 prove S.P.T. (Standard Penetration Test) in corrispondenza degli orizzonti clastici; esecuzione di 1 prova penetrometrica statica (CPT) spinta fino alla profondità di m dal p.c.; esecuzione di 5 prove penetrometriche dinamiche (DPSH) spinte fino alla profondità massima di 15.0 m dal p.c., completate dove possibile con l'installazione di tubi piezometrici; indagine geofisica in foro (down-hole) con onde P ed SH; analisi geotecniche di laboratorio su 9 dei 10 campioni prelevati nei fori di sondaggio; ripetute misurazioni dei livelli idrici sotterranei eseguite con l'ausilio dei tubi piezometrici installati. Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 65/
66 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
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67 67/ Esempio di colonna stratigrafica
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Esempio di colonna stratigrafica Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 67/
68 68/ Esempio di documentazione fotografica
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Esempio di documentazione fotografica Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 68/
69 69/ Esempio di sezione geotecnica interpretata
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Esempio di sezione geotecnica interpretata Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 69/
70 70/ Valori caratteristici
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Valori caratteristici “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%.” (NTC 2008, § 2.3) “Per valore caratteristico di un parametro geotecnico deve intendersi una stima ragionata e cautelativa del valore del parametro nello stato limite considerato.” (NTC 2008, § 6.2.2) Le NTC 2008 non forniscono indicazioni sulla procedura di scelta dei valori caratteristici dei parametri geotecnici. La Circolare Esplicativa chiarisce (?) in parte il significato e la procedura di scelta dei valori caratteristici. Maggiori indicazioni sono fornite dall’Eurocodice 7 EN :2004(E) Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 70/
71 71/ La scelta dei valori caratteristici avviene in due fasi:
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica La scelta dei valori caratteristici avviene in due fasi: Prima fase: identificazione dei parametri geotecnici appropriati ai fini progettuali. Seconda fase: valutazione dei valori caratteristici degli stessi parametri. Prima fase Identificazione dei parametri geotecnici appropriati ai fini progettuali Molti parametri geotecnici non sono costanti materiali che possano essere determinati direttamente e univocamente con la sperimentazione, ma dipendono dallo stato tensionale e deformativo. Per l’identificazione dei parametri geotecnici appropriati ai fini progettuali occorre considerare le possibili differenze fra i valori dei parametri stimati dai risultati sperimentali ed i valori che governano il comportamento della struttura geotecnica. Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 71/
72 72/ Esempio: la resistenza al taglio
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Esempio: la resistenza al taglio L’inviluppo a rottura di un terreno sovra-consolidato è curvilineo. La linearizzazione produce valori di c’ e f’ dipendenti dall’intervallo di tensione. L’angolo di resistenza al taglio mobilitato dipende dal livello deformativo. Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 72/
73 73/ Argilla di Todi: relazioni tensioni di taglio –
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Argilla di Todi: relazioni tensioni di taglio – spostamenti relativi in prove di taglio diretto, prima e dopo la rottura [Calabresi, 1980]. Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 73/
74 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Argilla di S. Barbara. Resistenza al taglio lungo i giunti in rapporto alla resistenza di picco e a quella residua del materiale non fessurato [Calabresi e Manfredini,1973] Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 74/
75 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Influenza del rapporto fra dimensioni dei provini e spaziatura delle fessure sulla resistenza al taglio Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 75/
76 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Il valore misurato della resistenza al taglio dipende dal tipo di prova Argilla di Londra: confronto tra valori di resistenza non drenata ottenuti da prove di carico su piastra (D = 865 mm) e valori misurati in laboratorio su campioni di (a) 98 mm e (b) 38 mm di diametro [Marsland, 1974] Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 76/
77 77/ La Circolare Esplicativa esemplifica:
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica La Circolare Esplicativa esemplifica: Per la verifica allo scorrimento della fondazione di un muro di sostegno di deve utilizzare l’angolo di resistenza al taglio a volume costante e trascurare il termine della coesione. Invece per il calcolo della capacità portante si deve utilizzare l’angolo di resistenza al taglio di picco e tenere conto della coesione efficace. Altro esempio: Nel progetto di opere di sostegno, per il calcolo della spinta attiva, che richiede deformazioni piccole, si può fare riferimento all’angolo di resistenza al taglio di picco, mentre per il calcolo della spinta passiva, che richiede deformazioni molto grandi, occorre riferirsi all’angolo di resistenza al taglio a volume costante. Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 77/
78 Valutazione dei valori caratteristici dei parametri geotecnici
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Seconda fase Valutazione dei valori caratteristici dei parametri geotecnici occorre tenere conto di: variabilità del terreno, numerosità delle determinazioni sperimentali, dispersione dei risultati, tipo di verifica e delle condizioni costruttive, volume di terreno coinvolto e stato limite considerato, rigidezza della struttura e sua capacità di ridistribuire il carico. Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 78/
79 79/ La Circolare Esplicativa recita:
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica La Circolare Esplicativa recita: “Nelle valutazioni che il progettista deve svolgere per pervenire ad una scelta corretta dei valori caratteristici, appare giustificato il riferimento a valori prossimi ai valori medi quando nello stato limite considerato è coinvolto un elevato volume di terreno, con possibile compensazione delle eterogeneità o quando la struttura a contatto con il terreno è dotata di rigidezza sufficiente a trasferire le azioni dalle zone meno resistenti a quelle più resistenti. Al contrario, valori caratteristici prossimi ai valori minimi dei parametri geotecnici appaiono più giustificati nel caso in cui siano coinvolti modesti volumi di terreno, con concentrazione delle deformazioni fino alla formazione di superfici di rottura nelle porzioni di terreno meno resistenti del volume significativo, o nel caso in cui la struttura a contatto con il terreno non sia in grado di trasferire forze dalle zone meno resistenti a quelle più resistenti a causa della sua insufficiente rigidezza.” (Istruzioni § C6.2.1). Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 79/
80 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Ad esempio: per la stima con formule analitiche della capacità portante in condizioni non drenate di un palo di fondazione in un terreno “omogeneo” a grana fine, il valore caratteristico della resistenza al taglio cu da utilizzare per il calcolo del termine laterale della capacità portante può essere poco inferiore al valore medio, poiché il volume di terreno interessato è grande, mentre per il valore caratteristico della resistenza al taglio da utilizzare per il calcolo del termine di punta è opportuno riferirsi ad un valore prossimo al minimo, poiché il volume di terreno interessato è modesto. La traduzione in termini numerici delle parole “elevato volume di terreno” o “modesti volumi di terreno”, o anche di “valori prossimi ai valori medi” e “prossimi ai valori minimi” è comunque lasciata alla sensibilità e responsabilità del progettista. Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 80/
81 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Ove possibile la scelta dei valori caratteristici dovrebbe essere conseguente ad una analisi statistica. Esempio Scelta dei valori caratteristici della resistenza al taglio non drenata in base a risultati di prove di laboratorio da utilizzare nelle verifiche di capacità portante a breve termine di un palo trivellato in argilla. Dati: Lunghezza del palo	L = 16 m Diametro	d = 0,6 m Carico permanente verticale caratteristico:	Gk = 400 kN Carico variabile verticale caratteristico:	Qk = 200 kN Resistenza al taglio non drenata determinata con prove TxUU in laboratorio su campioni estratti a varie profondità da 3 sondaggi Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 81/
82 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Terreno “omogeneo” senza un significativo trend di variazione con la profondità Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 82/
83 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Per valore caratteristico di cu da utilizzare per il calcolo della capacità portante laterale (grande volume di terreno → valore caratteristico prossimo al valore medio) si stima quel valore che ha il 95% di probabilità di essere inferiore al valore medio. Si utilizzano i valori sperimentali di cu relativi ai campioni estratti a profondità comprese tra 0 m (p.c.) e 16 m (lunghezza del palo). Per valore caratteristico di cu da utilizzare per il calcolo della capacità portante di base (piccolo volume di terreno → valore caratteristico prossimo al valore minimo) si stima il valore corrispondente al frattile inferiore del 5%. Si utilizzano i valori sperimentali di cu relativi ai campioni estratti a profondità comprese tra 13,6 m (L – 4d) e 16,6 m (L + d). Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 83/
84 84/ Si utilizza la relazione: Xk = Xm (1 – kn COV) in cui:
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Si utilizza la relazione: Xk = Xm (1 – kn COV) in cui: Xk	valore caratteristico della variabile X da stimare, Xm media campionaria di X, COV coefficiente di variazione di X, kn coefficiente statistico (tabulato) funzione del numero di determinazioni sperimentali (n), distanza di fluttuazione di X (e quindi volume di terreno grande o piccolo), livello di confidenza statistica richiesta Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 84/
85 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Nel caso in esame: Per la portata laterale:	Per la portata di base: n = n = 6 Xm = 52,0 kPa	Xm = 43,8 kPa COV = 18,8%	COV = 21,4% kn = 0, kn = 2,18 cu,k = 48,9 kPa	cu,k = 23,4 kPa Nei casi in cui la capacità o resistenza del sistema geotecnico non è indirettamente stimata (come nel caso precedente) ma direttamente misurata (ad es. capacità portante di pali e ancoraggi da prove di carico di progetto) le NTC 2008 specificano il metodo statistico da applicare per ottenere i valori caratteristici. Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 85/
86 86/ 6.2.3 Verifiche della sicurezza e delle prestazioni
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica 6.2.3	Verifiche della sicurezza e delle prestazioni Verifiche nei confronti degli Stati Limite Ultimi (SLU) Ed ≤ Rd in cui Ed è il valore di progetto dell’azione o dell’effetto dell’azione: ovvero con gE = gF Rd è il valore di progetto della resistenza del sistema geotecnico: Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 86/
87 87/ Ed e Rd sono funzione di: gF Fk azioni di progetto
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Ed e Rd sono funzione di: gF Fk azioni di progetto Xk / gM parametri geotecnici di progetto ad geometria di progetto N.B. il pedice k significa “caratteristico”, il pedice d significa “di progetto”, con g si indicano i coefficienti di sicurezza parziali La verifica della condizione Ed ≤ Rd deve essere effettuata impiegando diverse combinazioni di gruppi di coefficienti parziali, rispettivamente definiti per le azioni (A1 e A2), per i parametri geotecnici (M1 e M2) e per le resistenze (R1, R2 e R3). I diversi gruppi di coefficienti di sicurezza parziali sono scelti nell’ambito di due approcci progettuali distinti e alternativi (Approccio 1 e Approccio 2). Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 87/
88 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Nel primo approccio progettuale (Approccio 1) sono previste due diverse combinazioni di gruppi di coefficienti: la prima combinazione (A1+M1+R1) è generalmente più severa nei confronti del dimensionamento strutturale delle opere a contatto con il terreno, mentre la seconda combinazione (A2+M2+R2) è generalmente più severa nei riguardi del dimensionamento geotecnico. Nel secondo approccio progettuale (Approccio 2) (A1+M1+R3) è prevista un’unica combinazione di gruppi di coefficienti, da adottare sia nelle verifiche strutturali sia nelle verifiche geotecniche. Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 88/
89 89/ Si considerano 5 Stati Limite Ultimi:
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Si considerano 5 Stati Limite Ultimi: EQU – perdita di equilibrio della struttura, del terreno o dell’insieme terreno-struttura, considerati come corpi rigidi; STR – raggiungimento della resistenza degli elementi strutturali, compresi gli elementi di fondazione; GEO – raggiungimento della resistenza del terreno interagente con la struttura con sviluppo di meccanismi di collasso dell’insieme terreno-struttura; 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 prevedono il raggiungimento della resistenza delle strutture o del terreno, rispettivamente. Gli stati limite EQU, UPL e HYD non prevedono il raggiungimento della resistenza degli elementi strutturali. Per il terreno si utilizzano i coefficienti parziali del gruppo M2. Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 89/
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Stati Limite UPL (perdita di equilibrio della struttura o del terreno, dovuta alla sottospinta dell’acqua) di un gruppo di pali Piano campagna Superficie freatica Superficie del “blocco” su cui si sviluppa l’azione resistente Td Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 92/
93 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Stati Limite GEO (raggiungimento della resistenza del terreno interagente con la struttura con sviluppo di meccanismi di collasso dell’insieme terreno-struttura) per la stabilità globale di strutture di sostegno Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 93/
94 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Stati Limite GEO (raggiungimento della resistenza del terreno interagente con la struttura con sviluppo di meccanismi di collasso dell’insieme terreno-struttura) per la stabilità della fondazione di strutture di sostegno Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 94/
95 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Stati Limite GEO (raggiungimento della resistenza del terreno interagente con la struttura con sviluppo di meccanismi di collasso dell’insieme terreno-struttura) per la stabilità alla rotazione di paratie Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 95/
96 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Stato Limite GEO (raggiungimento della resistenza del terreno interagente con la struttura con sviluppo di meccanismi di collasso dell’insieme terreno-struttura) per la stabilità alla traslazione verticale di paratie Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 96/
97 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Stati Limite STR (raggiungimento della resistenza degli elementi strutturali, compresi gli elementi di fondazione) di strutture di sostegno Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 97/
98 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Stati Limite GEO (raggiungimento della resistenza del terreno interagente con la struttura con sviluppo di meccanismi di collasso dell’insieme terreno-struttura) per lo sfilamento degli ancoraggi Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 98/
99 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
a) Sollevamento di una struttura cava interrata b) Sollevamento di un rilevato leggero durante un evento alluvionale 1. Superficie di falda 2. Superficie impermeabile 1. Superficie di falda 2. Superficie impermeabile 3. Rilevato costituito da materiale leggero Stati Limite UPL (perdita di equilibrio della struttura o del terreno, dovuta alla sottospinta dell’acqua) Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 99/
100 d) Esecuzione di un solettone sotto il livello di falda
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica c) Sollevamento del fondo di uno scavo 1. Livello di falda e del terreno 2. Superficie impermeabile 5. Sabbia 6. Sabbia 8. Sabbia iniettata 4. Superficie originaria del terreno 5. Sabbia 6. Argilla 7. Ghiaia Stati Limite UPL (perdita di equilibrio della struttura o del terreno, dovuta alla sottospinta dell’acqua) Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 100/
101 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
e) Struttura ancorata per resistere al galleggiamento 1. livello di falda 5. sabbia 9. ancoraggi Stati Limite UPL (perdita di equilibrio della struttura o del terreno, dovuta alla sottospinta dell’acqua) Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 101/
102 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Livello dell’acqua libera Livello piezometrico nel sottosuolo permeabile Terreno a bassa permeabilità Sottosuolo permeabile Possibile venuta d’acqua; luogo di inizio del sifonamento Possibile percorso di filtrazione Stati Limite UPL (perdita di equilibrio della struttura o del terreno, dovuta alla sottospinta dell’acqua) Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 102/
103 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Piano di scavo (sinistra), livello d’acqua (destra) Acqua Sabbia Stato Limite HYD (erosione e sifonamento del terreno dovuta a gradienti idraulici) Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 103/
104 f’k = 32° 104/ Esempio di verifica UPL
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Esempio di verifica UPL perdita di equilibrio della struttura o del terreno, dovuta alla sottospinta dell’acqua (galleggiamento) Dati: Be = 5m	Bi = 4m Le = 10m	Li = 9m He = 3,5m	Hi = 2,8m Hw = 2,5m gc.a.= 25 kN/m3 gw = 10 kN/m3 Valori caratteristici delle proprietà geotecniche: gsat,k = 18 kN/m3 f’k = 32° Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 104/
105 Vinst,d = Ginst,d + Qinst,d ≤ Gstb,d + Rd
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Per la verifica di stabilità al sollevamento si deve verificare la seguente diseguaglianza (§ ): Vinst,d = Ginst,d + Qinst,d ≤ Gstb,d + Rd con il seguente significato dei simboli: Vinst,d	valore di progetto dell’azione instabilizzante Ginst,d valore di progetto dell’azione permanente instabilizzante Qinst,d valore di progetto dell’azione variabile instabilizzante Gstb,d valore di progetto dell’azione permanente stabilizzante Rd	valore di progetto della resistenza I coefficienti parziali da applicare alle azioni sono indicati in Tab. 6.2.III I coefficienti parziali da applicare alle proprietà geotecniche sono M2 di Tab. 6.2.II Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 105/
106 106/ Area di base Ab = Be x Le = 5 x 10 = 50m2
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Area di base	Ab = Be x Le = 5 x 10 = 50m2 Area laterale	As = 2 x (Be + Le) x He = 2 x (5+10) x 3,5 = 105m2 Valori di progetto delle proprietà geotecniche (Tabella 6.2.II – Colonna M2): Peso di volume	gsat,d = gsat,k x gg = 18 x 1 = 18 kN/m3 Angolo di resistenza al taglio f’d = arctan(tanf’k / gf’) = arctan(tan(32°)/1,25) = 26,56° Azioni: Peso della vasca (Azione permanente favorevole) Pv = 25 x (5 x 10 x 3,5 – 4 x 9 x 2,8) = 1855 kN Peso dell’acqua (Azione variabile favorevole) Pw = 10 x 4 x 9 x 2,5 = 900 kN Sottospinta idraulica (Azione permanente sfavorevole) U = 10 x 3,5 x 5 x 10 = 1750 kN Azioni di progetto Ginst,d = U x gG1 = 1750 x 1,1 = 1925 kN Qinst,d = 0 kN Vinst,d = Ginst,d + Qinst,d = = 1925 kN Gstb,d = Pv x gG1 + Pw x gQ = 1855 x 0, x 0 = 1669,5 kN Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 106/
107 Gstb,d + Rd = 1669,5 + 294,5 = 1964 kN > 1925 kN = Vinst,d
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica tensione verticale efficace media di progetto s’v,m,d = (gsat,d – gw) x He / 2 = (18 – 10) x 3,5 / 2 = 14 kPa coefficiente di spinta a riposo di progetto K0,d = 1 – senf’d = 0,553 coefficiente di attrito parete-terreno di progetto tandd = tan(0,75 f’d) = 0,362 tensione d’attrito media di progetto tm,d = K0,d x tandd x s’v,m,d = 0,553 x 0,362 x 14 = 2,80 kPa Resistenza di progetto	Rd = tm,d x As = 2,80 x 105 = 294,5 kN Gstb,d + Rd = 1669, ,5 = 1964 kN > 1925 kN = Vinst,d La verifica è soddisfatta Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 107/
108 108/ Esempio di verifica HYD
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Esempio di verifica HYD erosione e sifonamento del terreno dovuta a gradienti idraulici Dati: condizione più sfavorevole hw,m = 3m	Dm = 8m hw,v = 2m	Dv = 5m gw = 10 kN/m3 gsat,k = gsat,d = 18 kN/m3 Per la verifica di stabilità al sifonamento si deve verificare la seguente diseguaglianza (§ ): uinst,d ≤ sstb,d Con il seguente significato dei simboli uinst,d valore di progetto della pressione interstiziale instabilizzante sstb,d valore di progetto della tensione totale stabilizzante I coefficienti di sicurezza parziali sono indicati in Tab. 6.2.IV Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 108/
109 109/ sstb,k = gw x hw,v + gsat,k x Dv = 10 x 2 + 18 x 5 = 110 kPa
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica La verifica è eseguita con riferimento al punto A di figura Perdita di carico Dh = (Dm + hw,m) – (Dv + hw,m) = (8+3) – (5+2) = 4 m Lunghezza di filtrazione	L = Dm + Dv = 8+5 = 11 m Gradiente idraulico	i = Dh / L = 4 / 11 = 0,308 Valore caratteristico della pressione interstiziale instabilizzante uinst,k = gw x [hw,v + Dv (1 + i)] = 10 x [2 + 5 x (1 + 0,308)] = 85,4 kPa Valore caratteristico della tensione verticale totale stabilizzante sstb,k = gw x hw,v + gsat,k x Dv = 10 x x 5 = 110 kPa Valore di progetto della pressione interstiziale instabilizzante uinst,d = uinst,k x gG1 = 85,4 x 1,3 = 111 kPa Valore di progetto della tensione verticale totale stabilizzante sstb,d = sstb,k x gG1 = 110 x 0,9 = 99 kPa uinst,d > sstb,d la verifica non è soddisfatta Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 109/
110 Cap. 7: Progettazione per azioni sismiche
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Cap. 7:	Progettazione per azioni sismiche § Caratterizzazione geotecnica ai fini sismici “Nella caratterizzazione geotecnica è necessario valutare la dipendenza della rigidezza e dello smorzamento dal livello deformativo.” Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 110/
111 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
In assenza di una sperimentazione diretta, si può fare riferimento a quanto suggerito dall’Eurocodice 8 Parte 5 Per condizioni locali di terreno di tipo C o D con livello di falda prossimo alla superficie e senza alcun materiale con indice di plasticità IP > 40, in assenza di dati specifici, si può fare riferimento ai coefficienti di riduzione per Vs indicati della tabella seguente. Per profili di terreno più rigidi e livello di falda più profondo l’entità della riduzione dovrebbe essere proporzionalmente più piccola. Vs,max è il valore medio di Vs per piccole deformazioni (< 10-5) non maggiore di 360 m/s Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 111/
112 tf = c’ + (s’n – Du) tanf’ (7.11.1)
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica § Caratterizzazione geotecnica ai fini sismici “Nelle analisi di stabilità in condizioni post-sismiche si deve tener conto della riduzione di resistenza al taglio indotta dal decadimento delle caratteristiche di resistenza per degradazione dei terreni e dall’eventuale accumulo di pressioni interstiziali che può verificarsi nei terreni saturi. Nei terreni saturi si assumono generalmente condizioni di drenaggio impedito. In tal caso, nelle analisi condotte in termini di tensioni efficaci, la resistenza al taglio è esprimibile mediante la relazione tf = c’ + (s’n – Du) tanf’ (7.11.1) dove s’n è la tensione efficace iniziale normale alla giacitura di rottura, Du è l’eventuale sovrappressione interstiziale generata dal sisma e i parametri c’ e f’ tengono conto della degradazione dei terreni per effetto della storia ciclica di sollecitazione. Nei terreni a grana fina, le analisi possono essere condotte in termini di tensioni totali esprimendo la resistenza al taglio mediante la resistenza non drenata, valutata in condizioni di sollecitazione ciclica tf = cu,c (7.11.2) dove cu,c include gli effetti di degradazione dei terreni.” Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 112/
113 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
I parametri efficaci di resistenza al taglio c’ e f’ dei terreni argillosi sono poco influenzati dall’applicazione di una storia di carico ciclico (degradazione per fatica). In prima approssimazione è lecito riferirsi ai valori statici, anche tenendo conto che si trascura l’aumento di c’ con la velocità di applicazione dei carichi. La riduzione di resistenza al taglio (efficace e totale) in condizioni sismiche e post-sismiche è dovuta al possibile incremento delle pressioni interstiziali, Du. L’incremento della pressione interstiziale nei terreni a grana fine, Du, dipende da: grado di sovraconsolidazione, OCR indice di plasticità IP ampiezza dello sforzo di taglio ciclico, tcyc entità della deformazione raggiunta, gc numero dei cicli di carico, N Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 113/
114 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
ANDAMENTO DEL RAPPORTO DI SOVRAPPRESSIONE INTERSTIZIALE IN PROVE DINAMICHE CICLICHE A DEFORMAZIONE CONTROLLATA PER DIVERSI VALORI DI OCR nei provini normalconsolidati (OCR = 1) le pressioni sono, al crescere dei livelli deformativi e al crescere del numero dei cicli N, sempre positive e aumentano progressivamente nei provini debolmente sovraconsolidati (OCR = 2) le sovrappressioni, per valori bassi del numero di cicli, sono sempre negative e decrescenti, mentre per un numero di cicli più elevato, si passa da sovrappressioni inizialmente negative a valori positivi (per gc > 1%) nei terreni molto sovraconsolidati, anche a livelli deformativi elevati, i valori della sovrappressione interstiziale possono restare negativi Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 114/
115 Du incremento di pressione interstiziale
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica La riduzione di resistenza al taglio e l’incremento di pressione interstiziale per carichi ciclici possono essere approssimativamente stimati attraverso l’Indice di degradazione ciclica, d: in cui: G1 modulo di taglio al primo ciclo, GN modulo di taglio al ciclo N, t parametro di degradazione, cu(1) resistenza al taglio non drenata al primo ciclo, cu(N) resistenza al taglio non drenata al ciclo N, Du	incremento di pressione interstiziale s’0	tensione efficace media iniziale, a	esponente funzione di OCR Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 115/
116 gc deformazione ciclica, funzione di G, amax, sv e z (profondità)
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Stima del numero di cicli equivalenti N per terremoti di diversa Magnitudo (Seed et al. 1975) Magnitudo M	6	6,5	7	7,5	8 Numero di cicli N Stima del parametro di degradazione, t t = 1 per gc < gv in cui: gc	deformazione ciclica, funzione di G, amax, sv e z (profondità) gv	deformazione di soglia volumetrica, funzione del tipo di terreno, s e r	parametri di adattamento del modello ai valori sperimentali, correlati con IP e OCR Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 116/
117 117/ Stima della deformazione ciclica, gc
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Stima della deformazione ciclica, gc Stima della deformazione di soglia volumetrica, gv, e dei parametri s e r Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 117/
118 Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica
Per l’esponente a le indicazioni di letteratura sono scarse. Valori orientativi sono: a = 0,6 per OCR = 1	a = 1 per OCR = 4 Tutto ciò premesso: in Italia, per opere di ordinaria importanza, nei terreni a grana fine, in condizioni sismiche e post-sismiche, il problema della riduzione di resistenza al taglio e dell’incremento di pressione interstiziale è un falso problema Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 118/
119 f’ = 20° (angolo di resistenza al taglio)
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Esempio Si vuole stimare il possibile incremento di pressione interstiziale per effetto sismico per il calcolo di una fondazione superficiale a Pistoia Dati D = 1,5 m (profondità del piano di fondazione) B = 1,2 m (larghezza della fondazione) Zw = 5 m (profondità della falda) Terreno di fondazione: Argilla satura Valori caratteristici delle proprietà geotecniche: OCR = 4 (grado di sovraconsolidazione) cu = 100 kPa (resistenza al taglio non drenata) c’ = 20 kPa (coesione efficace) f’ = 20° (angolo di resistenza al taglio) wL = 60 (limite di liquidità) wP = 28 (limite di plasticità) IP = 32 (indice di plasticità) w = 30 (contenuto naturale in acqua) g = 19 kN/m3 peso di volume VS,30 = 410 m/s r = g/g = 1,937 kN s2/m4 G0 = r VS,302 = 325,68 MPa Zona pianeggiante Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 119/
120 120/ Pericolosità sismica del Comune di Pistoia
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Pericolosità sismica del Comune di Pistoia dal sito del Consiglio Superiore LL.PP.: Periodo di ritorno	TR = 475 anni Accelerazione orizzontale massima al sito:	ag/g = 0,153 Valore massimo del fattore di amplificazione:	F0 = 2,404 Da “Indirizzi e criteri per la microzonazione sismica” del Dip. Protezione Civile Zona sismogenetica per la provincia di Pistoia: 916 Magnitudo attesa:	M = 6,14 Categoria di sottosuolo: B	(360 < VS,30 < 800 m/s) (Tab. 3.2.II) 1,40 – 0,40 F0 ag/g = 1,4 – 0,40 x 2,404 x 0,153 = 1,25 > 1,2 Coefficiente di amplificazione stratigrafica:	SS = 1,20 (Tab. 3.2.V) Coefficiente di amplificazione topografica:	ST = 1 Coefficiente di amplificazione:	S = SS ST = 1,20 x 1 = 1,20 Accelerazione massima attesa al sito: amax/g = S ag/g = 1,20 x 0,153 = 0,184 Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 120/
121 gv = 0,07% 121/ Stima del numero di cicli equivalente:
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Stima del numero di cicli equivalente: In assenza di accelerogramma di progetto, da indicazioni di letteratura (ved. Tabella precedente) si assume: N = 5,6 Stima del modulo di taglio operativo: In assenza di sperimentazione diretta, da indicazioni di letteratura (ved. Tabella precedente) si assume: G/G0 = 0,6	G = 0,6 x 325,68 = 195,41 MPa Stima della deformazione volumetrica di soglia: In assenza di determinazione sperimentale diretta, da indicazioni di letteratura (ved. Tabella precedente) si assume: gv = 0,07% Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 121/
122 sv = gD (si trascura la pressione esercitata dalla fondazione)
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Stima della deformazione ciclica: In assenza di analisi di risposta sismica locale, da indicazioni di letteratura si assume: Ipotesi cautelative per la stima di gc con la precedente equazione: z = D (la profondità media della superficie di rottura è maggiore di D), sv = gD (si trascura la pressione esercitata dalla fondazione) gc = 10x[0,65x0,184x19x5x(1–0,015x5)] / 195,41 = 0,0017% Poiché risulta gc < gv l’indice di degradazione ciclica è	d = 1 Ovvero non vi sarà incremento di pressioni interstiziali né riduzione della resistenza al taglio. Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 122/
123 f’ = 16° (angolo di resistenza al taglio)
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Altro esempio Si ripete l’esempio precedente considerando condizioni del terreno più sfavorevoli e un sito a massima sismicità per l’Italia, Reggio Calabria Dati D = 1,5 m (profondità del piano di fondazione) B = 1,2 m (larghezza della fondazione) Zw = 5 m (profondità della falda) Terreno di fondazione: Argilla limosa satura Valori caratteristici delle proprietà geotecniche: OCR = 2 (grado di sovraconsolidazione) cu = 80 kPa (resistenza al taglio non drenata) c’ = 10 kPa (coesione efficace) f’ = 16° (angolo di resistenza al taglio) wL = 49 (limite di liquidità) wP = 22 (limite di plasticità) IP = 27 (indice di plasticità) w = 28 (contenuto naturale in acqua) g = 19 kN/m3 peso di volume VS,30 = 185 m/s r = g/g = 1,937 kN s2/m4 G0 = r VS,302 = 66,31 MPa Zona pianeggiante Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 123/
124 124/ Pericolosità sismica del Comune di Reggio Calabria
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Pericolosità sismica del Comune di Reggio Calabria dal sito del Consiglio Superiore LL.PP.: Periodo di ritorno	TR = 475 anni Accelerazione orizzontale massima al sito:	ag/g = 0,270 Valore massimo del fattore di amplificazione:	F0 = 2,414 Da “Indirizzi e criteri per la microzonazione sismica” del Dip. Protezione Civile Zona sismogenetica per la provincia di Reggio Calabria: 929 Magnitudo attesa:	M = 7,29 Categoria di sottosuolo: C	(180 < VS,30 < 360 m/s) (Tab. 3.2.II) 1,70 – 0,60 F0 ag/g = 1,7 – 0,60 x 2,414 x 0,270 = 1,31 < 1,5 Coefficiente di amplificazione stratigrafica:	SS = 1,31 (Tab. 3.2.V) Coefficiente di amplificazione topografica:	ST = 1 Coefficiente di amplificazione:	S = SS ST = 1,31 x 1 = 1,31 Accelerazione massima attesa al sito: amax/g = S ag/g = 1,31 x 0,0,270 = 0,353 Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 124/
125 gv = 0,061% 125/ Stima del numero di cicli equivalente:
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Stima del numero di cicli equivalente: In assenza di accelerogramma di progetto, da indicazioni di letteratura (ved. Tabella precedente) si assume: N = 14 Stima del modulo di taglio operativo: In assenza di sperimentazione diretta, da indicazioni di letteratura (ved. Tabella precedente) si assume: G/G0 = 0,22	G = 0,22 x 66,31 = 14,59 MPa Stima della deformazione volumetrica di soglia: In assenza di determinazione sperimentale diretta, da indicazioni di letteratura (ved. Tabella precedente) si assume: gv = 0,061% Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 125/
126 sv = gD (si trascura la pressione esercitata dalla fondazione)
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica Stima della deformazione ciclica: In assenza di analisi di risposta sismica locale, da indicazioni di letteratura si assume: Ipotesi cautelative per la stima di gc con la precedente equazione: z = D (la profondità media della superficie di rottura è maggiore di D), sv = gD (si trascura la pressione esercitata dalla fondazione) gc = 10x[0,65x0,353x19x5x(1–0,015x5)] / 14,59 = 0,044% Poiché risulta gc < gv l’indice di degradazione ciclica è	d = 1 Ovvero non vi sarà incremento di pressioni interstiziali né riduzione della resistenza al taglio. Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 126/
127 GRAZIE PER L’ATTENZIONE
Giovanni Vannucchi La Normativa nelle indagini, caratterizzazione e modellazione geotecnica GRAZIE PER L’ATTENZIONE Corso di aggiornamento professionale: Progettazione geotecnica secondo le NTC 2008 Pistoia, 13 maggio 2011 127/
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 § 6
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