stato tensionale in sito

STATO TENSIONALE IN SITO
Università degli Studi di Trento - Facoltà di Ingegneria
Geotecnica A / Geotecnica B (Dr. A Tarantino)
1.1
Pressione totale verticale
W
z
W=γ×z×A
σ = W/A = γ × z
A
La pressione totale verticale è pari al peso dell’unità di volume del
terreno γ moltiplicata per la profondità z dal piano campagna
σ=γ z
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1.2
Pressione interstiziale
zw
La pressione interstiziale è pari al peso dell’unità di volume
dell’acqua γw moltiplicata per la profondità zw dal piano di falda
uw=γw zw
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1.3
Pressione verticale efficace
z
zw
La pressione efficace σ’ è calcolata come differenza tra la
pressione totale e quella interstiziale
σ’ = σ – uw = γ z - γw zw
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1.4
Innalzamento della falda
σ′ = σ - uw
σ ⇒≈σ
⇒ σ′↓
uw ↑
rigonfiamento
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1.5
Abbassamento della falda
σ′ = σ - uw
σ ⇒≈σ
⇒ σ′ ↑
uw ↓
cedimento
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1.6
Emungimento da pozzo
σ′ = σ - uw
uw ↓ ⇒ σ′ ↑
uw ↓ ↓ ⇒ σ′ ↑ ↑
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cedimento
differenziale
1.7
Filtrazione in regime stazionario
v1 = v 2 = v 3
k
∆H
∆h
∆h1
∆h
=k 2 =k 3
L
L
L
∆h1 = ∆h2 = ∆h3
L
1
L
2
L
3
∆z1 +
∆ uw 1
γw
= ∆z 2 +
∆ uw 2
γw
= ∆z3 +
∆ uw 3
γw
∆uw 1 = ∆uw 2 = ∆uw 3
Le pressioni interstiziali nel caso di falda in moto unidimensionale
variano linearmente con la profondità
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1.8
Filtrazione in un mezzo stratificato
∆H
La
argilla, a
Ls
sabbia, s
vs = va
ks
∆hs
∆h
= ka a
Ls
La
∆hs k a Ls
=
∆ha k s La
k a << k s ⇒ ∆hs << ∆ha
Le perdite di carico nei terreni più permeabili possono essere trascurate e si
può assumere h=cost ai fini del calcolo della distribuzione delle pressioni.
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1.9
Filtrazione verso l’alto
falda a piano campagna
permeabilità bassa
permeabilità alta
Il carico idraulico alla base dello strato di argilla è maggiore di quello in
sommità e si ha quindi un moto di filtrazione verso l’alto
Il carico idraulico si dissipa nel moto di filtrazione verso l’alto,
diminuendo con legge lineare
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1.10
Pressioni efficaci in presenza di
filtrazione verso l’alto
uw
falda a piano campagna
permeabilità bassa
H
Hw
filtrazione
verso l’alto
idrostatica
permeabilità alta
z
γwH
γwHw
Le pressioni intertiziali aumentano rispetto al valore idrostatico,
determinando una diminuzione delle pressioni efficaci
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1.11
Filtrazione verso il basso
falda a piano campagna
permeabilità bassa
permeabilità alta
Il carico idraulico alla base dello strato di argilla è minore di quello in
sommità e si ha quindi un moto di filtrazione verso il basso
Il carico idraulico si dissipa nel moto di filtrazione verso il basso,
diminuendo con legge lineare
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1.12
Pressioni efficaci in presenza di
filtrazione verso il basso
uw
falda a piano campagna
permeabilità bassa
H
idrostatica
Hw
filtrazione
verso il basso
permeabilità alta
z
γwHw
γwH
Le pressioni interstiziali diminuiscono rispetto al valore idrostatico,
determinando un aumento delle pressioni efficaci
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1.13
SOMMARIO
• La determinazione pressione dell’acqua interstiziale è necessaria per
calcolare le pressione efficaci
• Nel caso di falda in quiete, la pressione dell’acqua interstiziale si
determina conoscendo l’affondamento rispetto al piano delle pressioni nulle
• Nel caso di falda in movimento, la pressione dell’acqua interstiziale si
determina studiando il moto di filtrazione
• La filtrazione è governata dalla legge di Darcy
• Le pressioni interstiziali aumentano nel caso di filtrazione verso l’alto, e
quindi le pressioni efficaci diminuiscono
•Le pressioni interstiziali diminuiscono nel caso di filtrazione verso il basso,
e quindi le pressioni efficaci si incrementano
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1.14
DA RICORDARE
• La presenza dell’acqua interstiziale nel terreno del terreno non è, per se,
negativa
• L’acqua interstiziale influenza il comportamento meccanico del terreno
attraverso la sua pressione, la quale a sua volta controlla la pressione
efficace
• Se la pressione interstiziale si incrementa, la pressione efficace diminuisce
(rigonfiamento, diminuzione di resistenza)
• Se la pressione interstiziale diminuisce, la pressione efficace aumenta e
l’effetto dell’acqua è dunque positivo (cedimento, aumento di resistenza)
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