Obiettivi formativi
Il corso ha carattere in parte teorico e in parte applicativo ed ha lo scopo di fornire le basi per affrontare la progettazione classica nell’ingegneria geotecnica e di comprendere il significato dell'uso di metodi numerici. Il corso è incentrato sul tema della verifica a stati limite ultimi e di esercizio di fondazioni superficiali e profonde, previa caratterizzazione geotecnica dei terreni basata sia su prove sia in sito che di laboratorio.
Contenuti dell'insegnamento
Analisi critica dei metodi di soluzione di problemi di ingegneria geotecnica (metodi classici, analisi numeriche, modellazione fisica).
Richiami di meccanica delle terre e caratterizzazione meccanica e idraulica dei terreni da prove di laboratorio.
Fasi preliminari della progettazione geotecnica. La relazione geotecnica.
Caratterizzazione geotecnica in situ. Pianificazione, mezzi di indagine, sondaggi. Prove: prove penetrometriche statica (CPT) e dinamica (SPT), vane test, prova pressiometrica, prova dilatometrica, prove sismiche (cross hole, down hole, up hole SASW). Ruolo delle misure nella progettazione e verifica: misure di permeabilità, di pressione neutra, di cedimenti e spostamenti. Stratigrafia, parametri meccanici e parametri idraulici da prove in situ. Il significato di modello geotecnico.
Fondazioni superficiali.
Analisi in condizioni ultime. Teoria di Rankine, metodo dell’equilibrio limite, metodo delle linee caratteristiche, cenni all’analisi limite. Capacità portante della striscia illimitata in condizioni drenate e non drenate. Formula trinomia e significato dei fattori di capacità portante. Influenza della geometria (forma della fondazione, inclinazione del terreno). Fondazioni soggette a carichi eccentrici e/o inclinati. Domini di interazione a rottura. Influenza della compressibilità del terreno.
Cedimenti delle fondazioni superficiali. Teoria dell’elasticità e ruolo nella valutazione dei cedimenti delle fondazioni. Cedimenti di fondazioni su argilla: applicazione della teoria dell’edometro a condizioni tensionali e deformative non edometriche. Cedimenti di consolidazione e cedimenti istantanei. Cedimenti di fondazioni su sabbia: metodo di Shmertmann e metodo di Burland-Burbidge.
Dimensionamento di una fondazione superficiale secondo la normativa vigente (D.M. 14/01/2008). Cenni al progetto strutturale di un plinto.
Interazione terreno-struttura. Trave su suolo elastico alla Winkler, significato e determinazione della costante di sottofondazione.
Ruolo dei cedimenti delle fondazioni nel danneggiamento alla sovrastruttura.
Cenni all’impiego delle analisi numeriche nella progettazione geotecnica delle fondazioni superficiali.
Fondazioni profonde.
Tipologie di pali e metodologie costruttive.
Analisi in condizioni ultime. Capacità portante del palo singolo: analisi statiche, analisi dinamiche, correlazione con i risultati di prove in situ. Pali di grande diametro, micropali, pali in gruppo. Pali soggetti ad azioni orizzontali: la teoria del Broms per pali vincolati e liberi di ruotare in testa in terreni incoerenti e coesivi.
Analisi in condizioni di esercizio. Valutazione dei cedimenti del palo singolo con metodi empirici e il metodo dei conci. Interazione tra pali e cenni all’impiego di metodi numerici nella progettazione delle palificate.
Bibliografia
Carlo Viggiani. Fondazioni. Ed. Hevelius
Lorella Montrasio. Geotecnica. Ed. Santa Croce
Metodi didattici
Il corso prevede lo sviluppo di lezioni frontali teoriche e di esercitazioni
L'attività di esercitazione
viene svolta su tutti gli argomenti trattati durante le lezioni teoriche. É previsto che la soluzione degli esercizi di carattere progettuale venga ricavata direttamente dagli studenti. Infine il docente propone la soluzione del problema assegnato.
Modalità verifica apprendimento
L’esame consiste in una prova scritta, di argomento progettuale, ed un esame orale, a carattere teorico.
