Geotecnica applicata per progettisti

Nella progettazione strutturale il tema geotecnico è fondamentale ed è quindi necessario saper modellare il terreno e condurre le verifiche di sicurezza.

A tale proposito, la letteratura che tratta questo argomento appare spesso molto dispersiva.

Il progettista deve necessariamente confrontarsi con il terreno, ad esempio, ma non solo, per la realizzazione di opere di fondazione, per il calcolo delle spinte sulle opere di sostegno e per lo studio dei pendii.

L’opera offre al lettore un testo organico e comprensibile, anche a chi non ha una approfondita conoscenza della geologia, con gli strumenti per definire le procedure per le applicazioni pratiche che riguardano i rapporti tra strutture e terreno.

Nel testo sono trattate anche la dinamica dei terreni e la risposta sismica locale, in modo da introdurre la tematica relativa alla progettazione in zone sismiche con riferimento all’importanza che assume il terreno nella propagazione delle onde sismiche.

Al testo sono stati associati dei fogli Excel che risultano utilissimi nella pratica progettuale e che compendiano i numerosi esempi di calcolo illustrati passo per passo.

AUTORE

Santino Ferretti. Ingegnere, svolge la libera professione nel settore delle costruzioni, occupandosi di progettazione geotecnica e di strutture antisismiche, nonché di adeguamento sismico delle strutture. Ha approfondito particolarmente la dinamica strutturale e la modellazione dei materiali sia in campo lineare che non lineare.

INDICE

Introduzione

Capitolo 1 – Introduzione allo studio dei terreni 
1.1 Introduzione
1.2 Importanza dello studio geologico e geotecnico
1.3 Tipi di terreni e loro natura particellare
1.4 Caratteristiche fisiche dei terreni
1.4.1 Granulometria
1.4.2 Umidità e grado di saturazione
1.4.3 Umidità
1.4.4 Pesi specifici
1.4.5 Porosità e indice dei vuoti
1.4.6 Limiti di Atterberg
1.4.7 Determinazione del limite liquido
1.4.8 Determinazione del limite plastico
1.4.9 Determinazione del limite di ritiro
1.4.10 Densità relativa
1.5 Permeabilità del terreno

Capitolo 2 – Deformabilità dei terreni
2.1 Introduzione
2.2 Principio delle pressioni efficaci
2.3 Deformazione dei terreni sotto carico
2.4 Prova edometrica
2.5 Compressibilità del terreno
2.6 Consolidazione
2.7 Cedimento viscoso o secondario
2.8 Calcolo cedimenti di consolidazione
• Esercizio 1
• Esercizio 2

Capitolo 3 – Resistenza delle terre
3.1 Tensioni nei terreni
3.2 Legge di Coulomb
3.3 Rette limite
3.4 Condizioni limite di equilibrio
3.5 Coesione
3.6 Equilibrio attivo
3.7 Equilibrio passivo
3.8 Tensioni litostatiche
• Esempio 1
• Esempio 2
3.9 Coefficiente di spinta a riposo

Capitolo 4 – Comportamento dei terreni 
4.1 Introduzione
4.2 Prova di taglio diretto
4.3 Coesione non drenata
4.4 Prova di compressione triassiale

Capitolo 5 – Diffusione delle tensioni nel terreno
5.1 Metodi di calcolo delle tensioni indotte
• Esercizio 1

Capitolo 6 – Fondazioni
6.1 Introduzione
6.2 Fondazioni
6.3 Fondazioni su plinti
6.4 Fondazioni su travi
6.5 Fondazioni a platea
6.6 Fondazioni su pali
6.6.1 Capacità portante di un singolo palo
6.6.2 Capacità portante di pali in gruppo
6.7 Costante di Winkler

Capitolo 7 – Portanza dei terreni 
7.1 Introduzione
7.2 Carico limite sulle fondazioni
7.3 Soluzione di Terzaghi
7.4 Soluzione di Brinch-Hansen
7.4.1 Condizioni non drenate φ = 0
7.4.2 Condizioni drenate
7.4.3 Caso di falda sopra al piano della fondazione
7.4.4 Caso di falda sotto al piano della fondazione
7.4.5 Caso di terreni stratificati
7.5 Fondazioni con carico eccentrico
7.6 Capacità portanti di fondazioni su pendii
7.7 Verifiche di sicurezza secondo le NTC 2018
7.7.1 Stati Limiti Ultimi
7.7.2 Stati Limiti di Esercizio
• Esercizio 1 – Calcolo capacità portante di una fondazione superficiale
• Esercizio 2 – Capacità portante di una fondazione superficiale
• Esercizio 3 – Calcolo capacità portante di una fondazione superficiale

Capitolo 8 – Calcolo dei cedimenti
8.1 Introduzione
8.2 Cedimenti assoluti e differenziali
8.2.1 Calcolo dei cedimenti immediati
 • Esempio
8.3 Cedimenti di consolidazione
8.4 Cedimenti secondari o viscosi
• Esercizio 1
8.5 Cedimenti per consolidamento secondario o viscoso
8.6 Determinazione del coefficiente di Winkler

Capitolo 9 – Elementi di sismologia 
9.1 Introduzione
9.2 Struttura della terra
9.3 Movimenti delle placche
9.4 Le faglie
9.5 Origine dei terremoti
9.6 Onde sismiche
9.7 Magnitudo ed energia di un terremoto

Capitolo 10 – Dinamica dei terreni e risposta sismica locale
10.1 Introduzione
10.2 Richiami sulla progettazione strutturale
10.3 Carichi statici e dinamici
10.4 Comportamento del terreno sotto azioni cicliche
10.5 Spettro di risposta secondo le Norme Tecniche
10.6 Risposta sismica locale e norma tecnica (metodo semplificato)
10.7 Risposta sismica locale
10.8 Effetti dovuti al comportamento del terreno
10.9 Effetto della topografia
10.10 Cenni sulle prove geofisiche
• Esercizio 1

Capitolo 11 – Prove sui terreni 
11.1 Introduzione
11.2 Richiami sulle prove di laboratorio
11.2.1 Prova edometrica
11.2.2 Prova di taglio diretto o di Casagrande
11.2.3 Prova di compressione triassiale
11.2.4 Prove per la determinazione dei limiti di Atterberg
11.2.5 Prova di compressione con espansione laterale libera (o compressione semplice)
11.2.6 Prova con Pocket penetromer
11.3 Prove in situ
11.3.1 Prova di carico con piastra
11.3.2 Prova penetrometrica dinamica
11.3.3 Prova penetrometrica statica
11.3.4 Prova dilatometrica
11.4 Altre tipologie di prova

Capitolo 12 – Parametri dei terreni
12.1 Introduzione
12.2 Correlazioni con la prova STP
12.3 Correlazioni con la prova CPT
12.4 Correlazioni con la prova dilatometrica
• Esercizio 1
• Esercizio 2
• Esercizio 3

Capitolo 13 – Modellazione del terreno
13.1 Introduzione
13.2 Modello di terreno
13.3 Modellazione sismica

Capitolo 14 – Spinta dei terreni
14.1 Introduzione
14.2 Tipi di opere di sostegno
14.3 Teoria di Coulomb o del cuneo di massima spinta
14.4 Teoria di Rankine o dell’ammasso indefinito
14.5 Spinta terreni in presenza di acqua
14.6 Azioni sismiche
• Esercizio 1
• Esercizio 2
• Esercizio 3

Capitolo 15 – Stabilità dei pendii
15.1 Introduzione
15.2 Superfici di scorrimento piane
15.3 Superfici di scorrimento non piane
15.4 Metodo di Taylor
15.5 Metodo di Fellenius
15.6 Verifica a blocchi
15.7 Metodo di Bishop
• Esercizio 1