Geotecnica

Geognostica

I sondaggi geognostici rappresentano il metodo di indagine diretta del sottosuolo maggiormente utilizzato e permettono di analizzare il suolo in profondità allo scopo di valutare le sue caratteristiche geologiche e geotecniche.

Oltre all’esame visivo delle carote prelevate sulle quali è vengono normalmente misurati alcuni parametri speditivi, nel corso della perforazione, e successivamente a questa avendo attrezzato i fori in modo opportuno, è possibile eseguire una serie di prove in foro che possono essere di carattere geotecnico, geofisico ed idrologico (ad esempio prove pressiometriche, prove dilatometriche, prove Lefranc, prove Lugeon, prove inclinometriche, sismica Down – Hole e Cross-Hole, Logs elettrici etc.).

E’ inoltre possibile prelevare dei campioni con tecniche conservative delle caratteristiche fisiche destinati alle prove di laboratorio geotecnico.

I fori realizzati vengono frequentemente utilizzati per l’installazione di piezometri (Norton,Casagrande) per il monitoraggio del livello di falda.

Prove Penetrometriche

Le prove penetrometriche consistono nell’infiggere una punta conica nel terreno per determinarne le caratteristiche geotecniche. A secondo della tecnica utilizzata per l’infissione vengono distinte in prove penetrometriche dinamiche o statiche.

Le prove penetrometriche dinamiche utilizzano una massa battente di peso e altezza di caduta note e standardizzate. Il numero di colpi necessario per far penetrare la punta conica nel terreno di un tratto predefinito viene utilizzato, attraverso formule empiriche, per ricavare i principali parametri geotecnici.
A secondo del peso della massa battente si distinguono penetrometri leggeri, medi, pesanti e superpesanti.

Nelle prove penetrometriche statiche (CPT), l’infissione della punta avviene attraverso una spinta che consente una velocità di avanzamento costante. In questa prova vengono misurati la resistenza alla punta e l’attrito laterale in modo continuo.
Attraverso appositi trasduttori di pressione (piezoconi) è possibile misurare la pressione interstiziale (CPTU).

L’inserimento di piezoconi attrezzati con accelerometri consente la misurazione della velocità nel terreno di impulsi sismici in onde P ed S (SCPTU).

Prove Pressiometriche

Le prove pressiometriche consistono nella misura delle deformazioni radiali indotte in un foro mediante l’espansione di una sonda cilindrica dilatabile, incrementando gradualmente la pressione al suo interno.

La sonda infissa nel terreno da indagare viene sottoposta ad una serie di incrementi di pressione, che ne causano la dilatazione e la conseguente deformazione del terreno, la variazione di volume viene misurata da un volumometro.

Dall’analisi dei dati ottenuti con la prova pressiometrica (pressione limite e modulo pressiometrico) è possibile misurare il modulo di deformabilità e la resistenza di una grande varietà di terreni e di rocce alterate e/o tenere (caratterizzate cioè da modesti valori di resistenza a compressione monoassiale).

Misure inclinometriche

Il monitoraggio inclinometrico consiste essenzialmente nel misurare periodicamente gli spostamenti orizzontali del terreno lungo una verticale rispetto ad un sistema di assi a tre dimensioni.
A tale scopo viene utilizzata una sonda dotata di sensori in grado di misurare le variazioni di inclinazione. Tale sonda viene fatta scorrere all’interno di un tubo guida verticale precedentemente installato nel terreno. Vengono così rilevate le differenze di inclinazione tra l’asse della sonda e l’asse verticale. La base del tubo viene considerata ferma.

Le letture di inclinazione vengono effettuate ad intervalli di profondità regolari.

L’elaborazione dei dati rilevati ed il confronto con le misure precedentemente effettuate consente di individuare quindi gli spostamenti orizzontali del terreno, l’entità degli spostamenti e la profondità a cui tali spostamenti si producono.

Vengono installati, nel caso di monitoraggi con misurazioni frequenti e continui, anche inclinometri fissi (clinometri) collegati a sistemi automatici di registrazione e trasmissione dati.

Prove di carico su piastra

La prova consiste nel caricare per gradini successivi una piastra rigida circolare, ben appoggiata sulla superficie del terreno in prova, e misurare i cedimenti corrispondenti ai diversi gradini di carico. Lo scopo è quello di valutare le caratteristiche di deformabilità del terreno e la sua capacità portante.

I carichi vengono trasmessi alla piastra tramite l’applicazione di una forza prodotta da un sistema oleodinamico di spinta. Le deformazioni indotte nel terreno vengono rilevate mediante comparatori centesimali solidali con un sistema di riferimento esterno all’area d’influenza del carico applicato.

I carichi vengono applicati per gradini successivi (sequenze di carico e scarico) e sino al raggiungimento del carico di rottura del terreno.

La prova fornisce i dati per il calcolo del modulo di compressibilità e la sua applicabilità è valida su qualsiasi tipo di terreno o roccia.

Prove dilatometriche di Marchetti

La prova DMT consiste nella dilatazione, mediante invio di gas in pressione, di una membrana piana di forma circolare del diametro di 60 mm, situata sulla faccia di una lama di spessore pari a 14 mm e larghezza pari a 95 mm, che viene infissa nel terreno mediante spinta statica, agendo su una batteria di aste, La penetrazione della lama viene arrestata ogni 200 mm per eseguire la prova.

Durante la prova si misurano la pressione corrispondente al primo spostamento della membrana e quella corrispondente ad uno spostamento prefissato di 1.1 mm. . Da queste misure è possibile determinare, mediante correlazioni, informazioni sulla storia tensionale del deposito e sulle caratteristiche di deformabilità e resistenza.

Prove scissometriche Vane Test

La prova scissometrica, si esegue in terreni coesivi teneri per la determinazione della coesione non drenata. Può essere eseguita in campo, in parete o al fondo di scavi, oppure in laboratorio su un campione opportunamente confinato. Consiste nella misura della coppia che è necessario applicare ad un utensile costituito da quattro alette verticali e ortogonali tra loro per provocare la rottura del terreno lungo la superficie cilindrica che inviluppa le alette mantenere lo strumento in rotazione con una velocità di di 0.1 – 0.2 gradi/s, cioè (6 – 12 gradi/min). Successivamente, si può continuare la rotazione della paletta per alcuni giri fino al completo rimaneggiamento del terreno, misurando la resistenza al taglio residua del terreno stesso dopo grandi deformazioni

Martinetti piatti

La prova con martinetti piatti si effettua su pareti di scavo o gallerie, consiste nell’inserire un martinetto piatto in una fessura praticata nella roccia e farlo espandere fino a ripristinare le condizioni tensionali precedenti il taglio della fessura, misurando lo sforzo necessario.

Tale pressione sarà considerata uguale alla tensione iniziale della roccia, prima di scavare la fessura, nella direzione perpendicolare rispetto al martinetto piatto. Durante la prova si registrano le pressioni applicate e le deformazioni indotte, in base alle quali si ottiene il modulo di deformazione elastica dell’ammasso roccioso.