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1.1
Università degli Studi di Trento - Facoltà di IngegneriaGeotecnica A / Elementi di Geotecnica (Dr. A. Tarantino)
INDAGINI IN SITOINDAGINI IN SITO
1.2
Università degli Studi di Trento - Facoltà di IngegneriaGeotecnica A / Elementi di Geotecnica (Dr. A. Tarantino)
Articolazione delle indaginiArticolazione delle indagini
Indagini in fase di studio di fattibilità(volume di sottosuolo esteso, studio della geologia)
Indagini in fase di progetto(volume di sottosuolo circoscritto, interazioni con l’ambiente circostante)
Indagini in corso d’opera (gallerie, dighe)
Monitoraggio delle opere(interazione con strutture circostanti)
1.3
Università degli Studi di Trento - Facoltà di IngegneriaGeotecnica A / Elementi di Geotecnica (Dr. A. Tarantino)
Estensione delle indaginiEstensione delle indagini
Dimensioni indicative e maggiorate in presenza di terrenieterogenei o di stratificazioni profonde di terreni di caratteristiche meccaniche scadenti
1.4
Università degli Studi di Trento - Facoltà di IngegneriaGeotecnica A / Elementi di Geotecnica (Dr. A. Tarantino)
Mezzi di indagineMezzi di indagine
1.5
Università degli Studi di Trento - Facoltà di IngegneriaGeotecnica A / Elementi di Geotecnica (Dr. A. Tarantino)
Esempi di indagini diretteEsempi di indagini dirette
1.6
Università degli Studi di Trento - Facoltà di IngegneriaGeotecnica A / Elementi di Geotecnica (Dr. A. Tarantino)
Scavi accessibiliScavi accessibili
TRINCEE(scavate con mezzo meccanico, profondità di alcuni metri)
CUNICOLI E POZZI(scavati generalmente a mano, richiedono armature di sostegno)
Osservazione diretta del sottosuolo (tipo e natura dei terreni, giacitura, successione e potenza delle stratificazioni, stato di fratturazione), esecuzione di prove in sito e prelievo di campioni anche di grandidimensioni
In genere costosi, eseguiti e richiusi senza alterare il deflusso delleacque e la stabilità
1.7
Università degli Studi di Trento - Facoltà di IngegneriaGeotecnica A / Elementi di Geotecnica (Dr. A. Tarantino)
Stratigrafia rilevata da scavo in trincea Stratigrafia rilevata da scavo in trincea
1.8
Università degli Studi di Trento - Facoltà di IngegneriaGeotecnica A / Elementi di Geotecnica (Dr. A. Tarantino)
Perforazioni di sondaggioPerforazioni di sondaggio
A CAROTAGGIO CONTINUOprelievo di carote continue per l’individuazione del profilostratigrafico
A DISTRUZIONEraggiungimento di una determinatà profondità per l’installazioe di strumenti o il prelevamento di campioni
1.9
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Metodi di sondaggioMetodi di sondaggio
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Perforazione a rotazione (1)Perforazione a rotazione (1)
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Università degli Studi di Trento - Facoltà di IngegneriaGeotecnica A / Elementi di Geotecnica (Dr. A. Tarantino)
Perforazione a rotazione (2)Perforazione a rotazione (2)
Diametri compresi tra 75 e 150 mm e profondità fino a 150 m
Idoneo per tutti i terreni (escluso quelli a grana grossa) controllando velocitàdi rotazione, spinta, portata fluido di circolazione, tipo di carotiere
Non idoneo per terreni a grana grossa (frantumazione del materiale)
Carotaggio continuo previo estrazione e smontaggio dell’intera colonna di aste
Circolazione di fluido di raffreddamento attraverso il sistema di aste (acqua, fango o aria compressa)
Eventuale sostegno del foro mediante tubo di rivestimento o circolazione di fango bentonitico
1.12
Università degli Studi di Trento - Facoltà di IngegneriaGeotecnica A / Elementi di Geotecnica (Dr. A. Tarantino)
CarotieriCarotieriCarotiere doppioCarotiere semplice
Minimizza l’azionedilavante del fluido
Non adatto in argille tenere e terrenigranulari per l’azione dilavante del fluido
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CoroneCoroneCorone dentate
Corone con vidia o diamantate
prismi di metallo duro(terreni teneri o poco addensati)
diamanti’ incastonati’ diamanti ‘impregnati’ con polvere diamantifera
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Stabilizzazione del foroStabilizzazione del foro
Fango bentonitico Tubo di rivestimento
diametri decrescenti per profonditàmaggiori di 30-40 m per ridurre la resistenza di attrito
Sospensione in acqua di bentonite
Viscosità aumenta sensibilmente in quiete (proprietà tixotropiche)
Forma una ‘pellicola’ impermeabilesulle pareti del foro
La spinta idrostatica esercitata dalfango bentonitico stabilizza il foro
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Fluido di perforazioneFluido di perforazione
Necessario per dissipare il calore sviluppato per attrito dalla rotazione
In presenza di livelli costituiti da argille tenere o terreni granulari, sipuò sospendere la circiolazione e procedere a secco per evitaredilavamento o rammollimento del materiale
Il dilavamento o il rammollimento del materiale si può minimizzarericorrendo al carotiere doppio
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Sonda a rotazioneSonda a rotazione
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Tubo di rivestimentoTubo di rivestimento
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Circolazione del fluidoCircolazione del fluido
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Cassette catalogatrici Cassette catalogatrici
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Università degli Studi di Trento - Facoltà di IngegneriaGeotecnica A / Elementi di Geotecnica (Dr. A. Tarantino)
La formazione di un La formazione di un ‘‘tappotappo’’ per per ll’’estrazione della carota estrazione della carota
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Disturbo della perforazioneDisturbo della perforazione
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Perforazione a percussione (1)Perforazione a percussione (1)
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Perforazione a percussione (2)Perforazione a percussione (2)
Diametri compresi tra 150 e 300 mm e profondità fino a 60 m
Idoneo per terreni a grana grossa
Impossibilità di ricostruire una stratigrafia di dettaglio
Raffreddamento attarverso acquaimmessa nel foro
Sostegno del foro mediante tubo di rivestimento
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Università degli Studi di Trento - Facoltà di IngegneriaGeotecnica A / Elementi di Geotecnica (Dr. A. Tarantino)
SondeSondeA valvola (curetta) Benna mordente
D > 500 mm e profondità inferiori a 30 m
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ScalpelliScalpelliUtilizzati per l’attraversamento di stratificazioni lapidee
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Perforazione con trivelle (1)Perforazione con trivelle (1)
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Perforazione con trivelle (2)Perforazione con trivelle (2)
Diametri compresi tra 75 e 300 mm e profondità fino a 40 m
Non idoneo per terreni a grana grossa (alluvionali, morenici)
Idoneo per terreni di media resistenza
In argilla, consente di evitare mezzi di sostegno del foro
Ricostruzione stratigrafica di dettaglio imprecisa (il materiale risulta alquantomescolato)
1.28
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Prelievo di campioniPrelievo di campioni
CAMPIONE IDEALE:alterazione del solo stato tensionale
CAMPIONE INDISTURBATO:conserva struttura, contenuto d’acqua e e composizione chimica
FONTI DI DISTURBO: - rifluimento del materiale dal fondo del foro- rigonfiamento del fondo foro- compressione dovuta alla penetrazione del tubo di rivesitmento- fondo foro ‘sporco’
- attrito tra campione a parete interna campionatore- campionamento in eccesso- distacco del campione
1.29
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Classi di qualitClassi di qualitàà dei campionidei campioni
1.30
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Coefficiente di pareteCoefficiente di parete
1002
22
⋅−
=DDD
C SP
Campionatori a parete sottile(DP<15%)
Campionatori a parete grossa(DP>15%)
Il disturbo tende ad aumentare al crescere del rapporto tra volume di terrenospostato durante l’avanzamento del campionatore ed il volume del campione
1.31
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Rapporto lunghezza/diametroRapporto lunghezza/diametro
L/D = 8-12
Lunghezze maggiori assicurano la presenza di un trattocentrale indisturbato
All’aumentare di L, aumenta il rapporto L/D e quindi ildisturbo dofuto agli effeti di attrito laterale
1.32
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Coefficiente di ingressoCoefficiente di ingresso
100⋅−
=DDDC i
i
Campionatori corti(Di<0.5%)
Campionatori lunghi(0.75%<Di<1%)
All’aumentare di Di si riducono gli effetti di attrito ma aumenta il rigonfiamento
1.33
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Coefficiente di attrito esternoCoefficiente di attrito esterno
100100 ⋅−
=⋅−
=e
ea
e
esa D
DDDDDC
La scarpa puà avere diametro magiore per ridurre l’attrito esterno.
Deve risultare tuttavia Da<2%
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Campionatore a tubo apertoCampionatore a tubo aperto
Presenza di materiale rimaneggiato dal fondo del foro e dalle paretiAdatto per terreni argilosi di consistenza ridotta o media
Parete grossa Parete sottile (Shelby)
φ=80-100 mmL=600-1000 mms=2 mm
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Campionatore a pistoneCampionatore a pistone
Il pistone evita l’ingresso di fango e detriti presenti sul fondo del foro
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Campionatore continuo (Kiellman)Campionatore continuo (Kiellman)
I nastri scorrevoli avvolgono il campione(φint=67 mm) durante l’avanzamentoeliminando così l’attrito interno
Possono raggiungersi lunghezze di campionamento di 20-30 m
1.37
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Campionatore doppioCampionatore doppio
La parte interna non rotante munita di scarpatagliente sporge al di sotto della corona esterna rotante
La sporgenza è adattata alla consistenza del terreno, maggiore per i materiai meno duri piùsuscettibili a rammollimento ed erosione
La scarpa può essere intercambiabile (tipoDenison) o azionata dal una mollaopportunamente calibrata che ne controlla la sporgenza (tipo Mazier)
Mazier Denison
1.38
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Prelievo di campioni da scavi accessibiliPrelievo di campioni da scavi accessibili
Diametri
1.39
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Prove penetrometriche staticheProve penetrometriche statiche(Cone Penetration Test, CPT)(Cone Penetration Test, CPT)
Infissione di punta conica normalizzata(φpunta=35.7 mm, angolo apertura=60°)
Infissione di manicotto normalizzato(Alat=150 cm2)
Velocità di avanzamento: 20 mm/s
Misura della resistenza alla punta qc (FL-2) e della resistenza laterale fs (FL-2)
1.40
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Sequenza delle fasi di avanzamentoSequenza delle fasi di avanzamento
qc qc+fs
1.41
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Rapporto di resistenza FRapporto di resistenza F
s
c
fqF =
1.42
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Intepretazione prove penetrometriche (1) Intepretazione prove penetrometriche (1)
1.43
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Intepretazione prove penetrometriche (2) Intepretazione prove penetrometriche (2)
1.44
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Intepretazione prove penetrometriche (3)Intepretazione prove penetrometriche (3)
1.45
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Indagini geofisicheIndagini geofisiche
Indagini dirette (sondaggi): puntuali ma accurati
Indagini indirette (geofisica): areali ma da intepretare
Alcune proprietà geofisiche possono essere correlate allanatura dei terreni:
Resistività ⇒ Prospezione elettricaRigidezza ⇒ Prospezione sismica
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Prospezioni elettricheProspezioni elettriche
1.47
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Principio di funzionamentoPrincipio di funzionamento
1.48
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Dispositivo quadripolo SchlumbergerDispositivo quadripolo Schlumberger
TERRENO OMOGENEO
TERRENI STRATIFICATI
Si sovrappongono i profili di resitività sperimentali ρa-AB con profili teoricideterminati per geometrie a 2, 3 e 4 strati
Difficoltà di interpretazione per ripetute alternanze di strati con resistivitàpoco differente oppure fortes spessore resisitivo a copertura di terreniconduttori
1.49
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Prospezione sismicaProspezione sismica
Esplora il sottosuolo attrraverso lo studio della propagazione di ondeelastiche generate in superficie o in un foro di sondaggio
Le onde elastiche sono generate mediante esplosivi o masse battenti
La velocità di propagazione delle onde rifratte o riflesse dipende dallarigidezza dei terreni incontrati e quindi dalla loro natura