2 GeoStru Formula - GeoStru Software

ContentsITable of ContentsPart I GeoStru Software 11 Presentazione ................................................................................................................................... azienda12 Attivazione ................................................................................................................................... del prodotto23 Autoaggiornamento................................................................................................................................... 74 Copyright ................................................................................................................................... 85 Servizio ................................................................................................................................... Supporto Tecnico Clienti86 Contatti ................................................................................................................................... 97 Utility ................................................................................................................................... 9Tabelle di conversione .......................................................................................................................................................... 9Database caratteristiche .......................................................................................................................................................... fisiche terreni108 Normative ................................................................................................................................... 13Eurocodici .......................................................................................................................................................... 13Combinazioni ......................................................................................................................................................... EUROCODICE 713Parametri sismici ......................................................................................................................................................... EUROCODICE 814Parametri caratteristici ......................................................................................................................................................... del terreno EUROCODICE16LRFD .......................................................................................................................................................... 17Combinazioni ......................................................................................................................................................... LRFD17NTC2008 .......................................................................................................................................................... 19Combinazioni ......................................................................................................................................................... verifiche NTC200819Parametri sismici ......................................................................................................................................................... NTC200820Parametri caratteristici ......................................................................................................................................................... del terreno NTC2008239 Comandi ................................................................................................................................... di shortcut25Part II GeoStru Formula 261 Classificazione ................................................................................................................................... suoli292 Prove ................................................................................................................................... penetrometriche32Prove penetrometriche .......................................................................................................................................................... dinamiche32Terreni incoerenti ......................................................................................................................................................... 33Terreni coesivi ......................................................................................................................................................... 43Liquefazione .......................................................................................................................................................... 49Prove penetrometriche .......................................................................................................................................................... statiche52Terreni incoerenti ......................................................................................................................................................... 53Terreni coesivi ......................................................................................................................................................... 58Liquefazione .......................................................................................................................................................... 66Prove pressiometriche.......................................................................................................................................................... 69Part III Formule GEO 701 Spinta ................................................................................................................................... delle terre712 Consolidazione ................................................................................................................................... 743 Meccanica ................................................................................................................................... delle rocce784 Permeabilità ................................................................................................................................... 795 Pendio ................................................................................................................................... indefinito79© 2012 Geostru SoftwareI

IIGeoStru Formula6 Condizioni ................................................................................................................................... dinamiche81Part IV Database Terreni 83Index 0© 2012 Geostru Software

GeoStru Software 11 GeoStru Software1.1 Presentazione aziendaGeoStru è un'azienda che sviluppa software tecnico professionaleper l'ingegneria strutturale, la geotecnica, la geologia, lageomeccanica, l'idrologia e le prove sui terreni.Grazie a Geostru Software è possibile avvalersi di strumenti digrande efficacia per la propria professione. I software GeoStru sonostrumenti completi, affidabili (gli algoritmi di calcolo sono quanto dipiù tecnologicamente avanzato nel campo della ricerca mondiale),aggiornati periodicamente, semplici da utilizzare, dotati di un'interfaccia grafica intuitiva e sempre all'avanguardia.L'attenzione posta nell'assistenza ai clienti e nello sviluppo disoftware sempre in linea con le più moderne tecnologie haconsentito, in pochi anni, l'affermazione sui mercati internazionali. Ilsoftware, attualmente tradotto in cinque lingue e compatibile con lenormative di calcolo internazionali, è utilizzato in piu' di 50 paesi nelmondo.GeoStru è presente alle maggiori manifestazioni fieristichenazionali: SAIE di Bologna, GeoFluid di Piacenza, MADEEXPO diMilano, Fiere di Roma ed internazionali: SEEBE di Belgrado, CostructEXPO Romania, EcoBuild di Londra, etc.Oggi rivolgersi a GeoStru significa non solo acquistare un software,ma avere al proprio fianco delle persone specializzate che rimettonoal cliente tutta l’esperienza acquisita.Tanti sono i settori in cui l'azienda si è specializzata nel corso deglianni.La famiglia dei prodotti GeoStru è, infatti, suddivisa in diversecategorie:Strutture;Geotecnica e geologia;Geomeccanica;Prove in situ;© 2012 Geostru Software

2GeoStru FormulaIdrologia e idraulica;Topografia;Energia;Geofisica;Ufficio.Per maggiori informazioni sui prodotti disponibili consultare il nostrosito web http://www.geostru.com/Inoltre tra i tanti servizi offerti da GeoStru Software è possibileusufruire del servizio gratuito GeoStru Online che include applicazionisoftware sul web che risolvono le problematiche più varie.Certificazione ISO 9001:2008Il 1° giugno del 2009 GeoStru Software ha ottenuto laCertificazione Aziendale UNI EN ISO 9001 da parte della CVI Italia s.r.l. con certificato n° 7007 per: Progettazione e vendita di software.1.2 Attivazione del prodottoSISTEMI OPERATIVI COMPATIBILIW indows 9 8 /W indows XP/W indows Vista/W indows 7La versione TRIAL del software consente di valutare lecaratteristiche generali dell'applicazione ma alcune funzioniessenziali sono disattivate o fornite in versione limitata. Perutilizzare i software in versione integrale, è necessario attivare iprogrammi.La procedura di attivazione dei software GeoStru permette disbloccare e rendere immediatamente operativi i programmiacquistati. L'attivazione va effettuata per ciascun pc sul quale siintendono utilizzare i programmi GeoStru.Per attivare i software occorre seguire i passi elencati di seguito:1. Scaricare il programma dalla propria area utente (sezioneSoftware attivi) ed installarlo;2. Eseguire il software, dopo qualche secondo uscirà unamascherina che consente di avviare il software in modalità TRIAL odi attivarlo;© 2012 Geostru Software

GeoStru Software 33. Cliccare sul pulsante '' Attiva il software'';La procedura di attivazione può avvenire in diverse modalità:- Attivazione automatica tramite Internet:© 2012 Geostru Software

4GeoStru FormulaPer eseguire un'attivazione autom atica del software è necessariauna connessione ad I nternet attiva.a. Cliccare sul pulsante relativo all'Attivazione automaticatramite Internet;b. Inserire i dati di login (username e password) rilasciati daGeoStru al momento della registrazione;c. Cliccare sul pulsante '' Attiva'': verrà mostrato unmessaggio che indicherà l'avvenuta registrazione del software.- Attivazione manuale:L'attivazione m anuale può essere eseguita qualora i sistem i diprotezione per le connessioni di rete com e proxy e firewall nonconsentano la corretta com unicazione dell'applicazione con i serverdi registrazione GeoStru.a. Dalla sezione Software attivi della propria area utente,cliccare sul pulsante '' Nuova attivazione'' in corrispondenza delsoftware da attivare;b. Copiare ed incollare il codice di controllo generato dalsoftware e visualizzato nell'apposita casella di testo;c. Procedere alla richiesta di un nuovo codice di registrazione;© 2012 Geostru Software

GeoStru Software 5d. Incollare il codice generato nella casella destinata al codicedi registrazione della finestra che apparirà cliccando sul pulsanterelativo all'Attivazione manuale della mascherina precedente.e. Cliccare sul pulsante '' Attiva'': verrà mostrato unmessaggio che indicherà l'avvenuta registrazione del software.- Attivazione via e.mail o telefonica:L'attivazione via e.m ail o telefonica perm ette all'utente di eseguirela registrazione m ediante l'aiuto di un operatore GeoStru.a. Contattare il personale GeoStru via e.mail otelefonicamente indicando il codice di controllo ed il software che hagenerato tale codice;b. Inserire il codice di registrazione fornito da GeoStrunell'apposita casella di testo;c. Cliccare sul pulsante '' Attiva'': verrà mostrato unmessaggio che indicherà l'avvenuta registrazione del software.© 2012 Geostru Software

6GeoStru Formula- Attivazione con chiave hardware:Gli utenti in possesso di chiave hardware non devono eseguire leoperazioni di attivazione. E' sufficiente che inseriscano la chiavehardware nel pc prim a di avviare l'applicazione per non visualizzarela procedura di attivazione.© 2012 Geostru Software

GeoStru Software 7DISATTIVAZIONE DEL SOFTWAREIn presenza di connessione Internet è possibile disattivare unsoftware da una macchina per renderlo attivabile su un'altrapostazione.RIPROGRAMMAZIONE DELLA CHIAVELa procedura di riprogrammazione della chiave hardware avviene, dinorma, entro pochi giorni, richiede un minimo intervento da partedell'utente e si articola nelle due fasi seguenti:FASE 1. Rilevazione del codice della chiave.Affinchè la chiave possa essere riprogrammata è richiesto il codicecorrispondente alla chiave posseduta. Il codice ID è presente sullamascherina che indica il tipo di chiave inserita.FASE 2. Riprogrammazione della chiave.Attendere il messaggio email che informa circa la disponibilità delsoftware per la riprogrammazione della chiave. Alla ricezione delmessaggio accedere alla propria area riservata sul sito e selezionarela sezione "Docum enti". Tra i documenti presenti individuare il filecon il codice corrispondente a quello notificato tramite email escaricarlo sul proprio computer. Decomprimere il file scaricato edeseguirlo, facendo doppio clic, dopo essersi assicurati che la chiaveda riprogrammare sia presente nel pc (lasciare vuoto il campo perl'inserimento della password).Un messaggio notifica il completamento delle operazioni.1.3 AutoaggiornamentoIl software è dotato di un sistema integrato di autoaggiornamento.Dopo qualche secondo dall'avvio del software, passando con ilpuntatore del mouse sull'indicazione della versione (riportata inbasso a destra nella finestra principale: GEOSTRU-2012._._._),l'utente potrà verificare la disponibilità o meno di un aggiornamentodel programma.Se un messaggio avviserà l'utente circa la disponibilità di unaversione aggiornata, si potrà procedere all'aggiornamentoautomatico del software cliccando direttamente sulla relativa icona.Nel caso in cui non vi siano aggiornamenti disponibili apparirà ilmessaggio ''No updates available''.© 2012 Geostru Software

8GeoStru Formula1.4 CopyrightLe informazioni contenute nel presente documento sono soggette amodifiche senza preavviso.Se non specificato diversamente, ogni riferimento a società, nomi,dati e indirizzi utilizzati nelle riproduzioni delle schermate e negliesempi è puramente casuale e ha il solo scopo di illustrare l'uso delprodotto.Il rispetto di tutte le applicabili leggi in materia di copyright è aesclusivo carico dell'utente.Nessuna parte di questo documento può essere riprodotta inqualsiasi forma o mezzo elettronico o meccanico, per alcun uso,senza il permesso scritto di GeoStru Software. Comunque, sel'utente ha come unico mezzo di accesso quello elettronico, allorasarà autorizzato, in base al presente documento, a stamparne unacopia.1.5 Servizio Supporto Tecnico ClientiPer qualsiasi domanda riguardante un prodotto GeoStru:- Consultare la documentazione ed altro materiale stampato inclusonella confezione del prodotto.- Consultare l'Help in linea.- Consultare la documentazione tecnica utilizzata per lo sviluppo delsoftware (Sito Web)- Consultare l'area FAQ (Sito Web)- Consultare i servizi di supporto GeoStru (Sito Web)È attivo il nuovo servizio Ticket per rispondere alle richieste diassistenza dei nostri utenti.Il servizio, riservato agli utenti in possesso di licenze di programmiGeoStru regolarmente aggiornati, permette di essere seguitidirettamente dai nostri specialisti e di ottenere risposte suproblematiche di diversa natura inerenti i software licenziati (SitoWeb).© 2012 Geostru Software

GeoStru Software 9Sito Web: www.geostru.com1.6 ContattiSkype Nick:geostru_support_it-eng-spaWeb:www.geostru.comE-mail:geostru@geostru.comConsultare la pagina dei contattidel Sito Web per avere maggioriinformazioni sui nostri contatti esugli indirizzi delle sedi operativein Italia e all'Estero.1.7 Utility1.7.1 Tabelle di conversionePendenza (%) Angolo (°) Pendenza (%) Angolo (°)1 0.5729 26 14.57422 1.1458 27 15.10963 1.7184 28 15.64224 2.2906 29 16.17225 2.8624 30 16.69926 3.4336 31 17.22347 4.0042 32 17.74478 4.5739 33 18.26299 5.1428 34 18.778010 5.7106 35 19.290011 6.2773 36 19.798912 6.8428 37 20.304513 7.4069 38 20.806814 7.9696 39 21.3058© 2012 Geostru Software

10GeoStru FormulaPendenza (%) Angolo (°) Pendenza (%) Angolo (°)15 8.5308 40 21.801416 9.0903 41 22.293617 9.6480 42 22.782418 10.2040 43 23.267719 10.7580 44 23.749520 11.3099 45 24.227721 11.8598 46 24.702422 12.4074 47 25.173523 12.9528 48 25.641024 13.4957 49 26.104925 14.0362 50 26.5651Conversione da pendenza in gradiDa A Operazione FattoreN kg Dividere per 9.8kN kg Moltiplicare per 102kN Tonn Dividere per 9.8kg N Moltiplicare per 9.8kg kN Dividere per 102Tonn kN Moltiplicare per 9.8Conversione forze: 1 Newton (N) = 1/9.81 Kg = 0.102 Kg ; 1 kN = 1000 NDa A Operazione FattoreTonn/m 2 kg/cm 2 Dividere per 10kg/m 2 kg/cm 2 Dividere per 10000Pa kg/cm 2 Dividere per 98000kPa kg/cm 2 Dividere per 98Mpa kg/cm 2 Moltiplicare per 10.2kPa kg/m 2 Moltiplicare per 102Mpa kg/m 2 Moltiplicare per 102000Conversione pressioni: 1 Pascal (Pa) = 1 Newton/mq ; 1 kPa = 1000 Pa; 1 MPa =1000000 Pa = 1000 kPa1.7.2 Database caratteristiche fisiche terreniTerreno Valore minimo Valore massimoSabbia sciolta 0.48 1.60Sabbia mediamente compatta 0.96 8.00Sabbia compatta 6.40 12.80Sabbia argillosa mediamente2.40 4.80compattaSabbia limosa mediamente compatta 2.40 4.80Sabbia e ghiaia compatta 10.00 30.00Terreno argilloso con qu< 2 Kg/cm² 1.20 2.40Terreno argilloso con 2< qu< 4 Kg/2.20 4.80cm²Terreno argilloso con qu> 2 Kg/cm² >4.80Valori indicativi della costante di Winkler K in Kg/cm3Terreno Valore minimo Valore massimoGhiaia asciutta 1800 2000© 2012 Geostru Software

GeoStru Software 11Terreno Valore minimo Valore massimoGhiaia umida 1900 2100Sabbia asciutta compatta 1700 2000Sabbia umida compatta 1900 2100Sabbia bagnata compatta 2000 2200Sabbia asciutta sciolta 1500 1800Sabbia umida sciolta 1600 1900Sabbia bagnata sciolta 1900 2100Argilla sabbiosa 1800 2200Argilla dura 2000 2100Argilla semisolida 1900 1950Argilla molle 1800 1850Torba 1000 1100Valori indicativi del peso di volume in Kg/cm3Terreno Valore minimo Valore massimoGhiaia compatta 35 35Ghiaia sciolta 34 35Sabbia compatta 35 45Sabbia sciolta 25 35Marna sabbiosa 22 29Marna grassa 16 22Argilla grassa 0 30Argilla sabbiosa 16 28Limo 20 27Valori indicativi dell'angolo di attrito, in gradi, per terreniTerrenoValoreArgilla sabbiosa 0.20Argilla molle 0.10Argilla plastica 0.25Argilla semisolida 0.50Argilla solida 1Argilla tenace 2÷10Limo compatto 0.10Valori indicativi della coesione in Kg/cm2Terreno Valore massimo di E Valore minimo di EArgilla molto molle 153 20.4Argilla molle 255 51Argilla media 510 153Argilla dura 1020 510Argilla sabbiosa 2550 255Loess 612 153Sabbia limosa 204 51Sabbia sciolta 255 102Sabbia compatta 816 510Argilloscisto 51000 1530Limo 204 20.4Sabbia e ghiaia sciolta 1530 510Sabbia e ghiaia compatte 2040 1020Valori indicativi del modulo elastico, in Kg/cm2, per terreniTerreno Valore massimo di Valore minimo diArgilla satura 0.5 0.4Argilla non satura 0.3 0.1Argilla sabbiosa 0.3 0.2Limo 0.35 0.3Sabbia 1.0 -0.1Sabbia ghiaiosa comunemente 0.4 0.3© 2012 Geostru Software

12GeoStru FormulaTerreno Valore massimo di Valore minimo diusataLoess 0.3 0.1Ghiaccio 0.36Calcestruzzo 0.15Valori indicativi del coefficiente di Poisson per terreniRocciaValoreminimoValoremassimoPomice 500 1100Tufo vulcanico 1100 1750Calcare tufaceo 1120 2000Sabbia grossa asciutta 1400 1500Sabbia fine asciutta 1400 1600Sabbia fine umida 1900 2000Arenaria 1800 2700Argilla asciutta 2000 2250Calcare tenero 2000 2400Travertino 2200 2500Dolomia 2300 2850Calcare compatto 2400 2700Trachite 2400 2800Porfido 2450 2700Gneiss 2500 2700Serpentino 2500 2750Granito 2550 2900Marmo saccaroide 2700 2750Sienite 2700 3000Diorite 2750 3000Basalto 2750 3100Valori indicativi del peso specifico di alcune rocce in Kg/m3RocciaValoreValoreminimomassimoGranito 45 60Dolerite 55 60Basalto 50 55Arenaria 35 50Argilloscisto 15 30Calcare 35 50Quarzite 50 60Marmo 35 50Valori indicativi dell'angolo di attrito, in gradi, per rocceRocciaEValore massimo Valore minimo Valore massimo Valore minimoBasalto 1071000 178500 0.32 0.27Granito 856800 142800 0.30 0.26Scisto856800 71400 0.22 0.18cristallinoCalcare 1071000 214200 0.45 0.24Calcare poroso 856800 35700 0.45 0.35Arenaria 428400 35700 0.45 0.20Argilloscisto 214200 35700 0.45 0.25Calcestruzzo Variabile 0.15Valori indicativi del modulo elastico e del coefficiente di Poisson per rocce© 2012 Geostru Software

GeoStru Software 131.8 Normative1.8.1 Eurocodici1.8.1.1 Combinazioni EUROCODICE 7In accordo con l'EUROCODICE 7, le verifiche delle opere geotecnichedevono essere effettuate considerando le seguenti combinazioni dicoefficienti:APPROCCIO 1- Combinazione 1: (A1+M1+R1)- Combinazione 2: (A2+M2+R1)APPROCCIO 2- Combinazione 1: (A1+M1+R2)APPROCCIO 3- Combinazione 1: (A1 o A2*+M2+R3)* coefficienti A1 per le azioni di tipo strutturale, A2 per quelle di tipo geotecnicotenendo conto dei valori dei coefficienti parziali riportati nelle tabelleseguenti:Carichi Effetto CoefficienteParzialeγ Fo (γ E)Permanenti Sfavorevole γ G1,35 1,00Favorevole γ G,fav1,00 1,00Variabili Sfavorevole γ Q1,50 1,30Favorevole γ Q ,fav0,00 0,00A1A2Tab. EUROCODICE 7 - Coefficienti parziali per le azioni o per l'effetto delle azioniParametroTangentedell'angolo diresistenza alGrandezza allaquale applicareil coefficienteparzialeCoefficienteParziale γ MM1 M2tan γ 1,00 1,25© 2012 Geostru Software

14GeoStru FormulaParametrotaglioCoesioneefficaceResistenza nondrenataResistenzacompressionenon confinataPeso dell'unitàdi volumeGrandezza allaquale applicareil coefficienteparzialeCoefficienteParziale γ MM1 M2c' γ c ' 1,00 1,25c uγ c u 1,00 1,40q uγ qu 1,00 1,40γ γ γ 1,00 1,00Tab. EUROCODICE 7 - Coefficienti parziali per i parametri geotecnici del terrenoVerificaCapacità portantedella fondazioneScorrimentoResistenza delterreno a valleCoefficienteParziale(R1)CoefficienteParziale(R2)Coefficiente Parziale(R3)γ R=1,00 γ R=1,40 γ R=1,00γ R=1,00 γ R=1,10 γ R=1,00γ R=1,00 γ R=1,40 γ R=1,00Tab. EUROCODICE 7 - Coefficienti parziali γR per le verifiche agli stati limite ultimiSTR e GEO1.8.1.2 Parametri sismici EUROCODICE 8In accordo con l'EUROCODICE 8 l'accelerazione orizzontale a ha cui èassoggettato, statisticamente l'ammasso di terreno direttamenteinteragente con l'opera è espressa come:a k gconcioèkhhahSSdove a gè l'intensità sismica del sito, S il coefficiente d'amplificazionefunzione della stratigrafia locale ed r un parametro che permette di scalarel'intensità dell'azione sismica nel calcolo delle azioni di progetto dellastruttura. Il coefficiente r può assumere valori compresi tra 1 e 2, ahagrra/ gg© 2012 Geostru Software

GeoStru Software 15seconda della tipologia dell'opera in relazione al comportamento durante ilsisma ed al danno permanente tollerabile.Nel caso di opere di sostegno, l'EC8 propone alcune correlazioni chepermettono di legare r all'entità della deformazione accettabile (figuraseguente).In presenza di terreni incoerenti saturi si dovrà comunque assumere r =1.Determinazione del coefficiente r e lo spostamento ammissibile dr (mm)Il coefficiente di amplificazione locale S viene determinato in ragione dellastratigrafia al di sopra del substrato:TerrenoSA 1,00B 1,25C 1,25D 1,35E 1,25Tab. Coefficiente di amplificazione locale SPer quanto riguarda le deformazioni ammissibili ci si deve riferire alladestinazione dell'opera ed all'ambito in cui è inserita.La componente verticale sarà calcolata comeconavkvg© 2012 Geostru Software

16GeoStru Formulakv 0. 5 k hLe accelerazioni k he k vdovranno essere poi moltiplicati per il coefficiented'importanza γ IClassed'importanzaIIIIIIIVCostruzioniCostruzioni di minoreimportanza per la pubblicasicurezza.Costruzioni ordinarie, nonappartenenti alle altrecategorie.Costruzioni la cui resistenzasismica è di un'importanzain vista delle conseguenzeassociate al collasso.Costruzioni la cui integritàdurante il terremoto è diun'importanza vitale per laprotezione civile.γ I0.81.01.21.4Tab. EUROCODICE 8 - Classe d'importanza1.8.1.3 Parametri caratteristici del terreno EUROCODICEL’Eurocodice 7: "Eurocode 7: Geotechnical design - Part 1: General rules",introduce il concetto dei valori caratteristici dei parametri geotecnici. Ilvalore caratteristico, inteso come una st im a c aut e lat iv a de l param e t ro c heinflue nza l’insorge re de llo st at o lim it e in c onside razione, dovrà essereutilizzato in qualsiasi tipo di verifica geotecnica, che si tratti di SLU (statilimite ultimi ovvero potenziale presenza di una superficie di rottura) o di SLE(stati limite di esercizio ossia deformazioni di tipo elastico o diconsolidazione a prescindere dallo stato di rottura).L’unica metodologia delineata dall’EC7 per la definizione dei valoricaratteristici è di natura statistica.“If st at ist ic al m e t hods are use d, t he c harac t e rist ic v alue should be de riv e dsuc h t hat t he c alc ulat e d probabilit y of a w orse v alue gov e rning t heoc c urre nc e of t he lim it st at e unde r c onside rat ion is not gre at e r t han 5%.NOT E In t his re spe c t , a c aut ious e st im at e of t he m e an v alue is a se le c t ionof t he m e an v alue of t he lim it e d se t of ge ot e c hnic al param e t e r v alue s,w it h a c onfide nc e le v e l of 95%; w he re loc al failure is c onc e rne d, ac aut ious e st im at e of t he low v alue is a 5% frac t ile ”.© 2012 Geostru Software

GeoStru Software 171.8.2 LRFD1.8.2.1 Combinazioni LRFDIl metodo LRFD (Load Resistence Design Factor) introduce due tipi dicoefficienti di progetto: i fattori di carico ed i fattori di resistenza.E' un metodo che dà importanza allo Stato Limite Ultimo della struttura enon tiene conto del concetto di resistenza “caratteristica”.Il metodo si basa sulla disequazione:QiiQiRndove Q è la sommatoria dei carichi nominali agenti sulla struttura moltiplicatiper i “fattori di carico” , è un “fattore di resistenza” ed R nè la resistenzanominale.Tab. 3.4.1-1 LRFD - Combinazioni di carico e fattori di carico© 2012 Geostru Software

18GeoStru FormulaTab. 3.4.1-2 LRFD - Fattori di carico per carichi permanentiTab. 11.5.6-1 LRFD - Fattori di resistenza per opere di contenimento© 2012 Geostru Software

GeoStru Software 191.8.3 NTC20081.8.3.1 Combinazioni verifiche NTC2008In accordo con le NTC2008 (par. 6.5.3.1.2), le verifiche dei muri disostegno devono essere effettuate tenendo conto dei valori dei coefficientiparziali riportati nelle tabelle 6.2.I, 6.2.II e 6.5.I delle Nuove NormeTecniche per le Costruzioni.CarichiPermanentiPermanenti nonstrutturaliVariabiliEffettoCoefficienteParzialeγ Fo (γ E)EQU(A1)STR(A2)GEOFavorevoleγ0,90 1,00 1,00Sfavorevole G11,10 1,30 1,00Favorevole0,00 0,00 0,00γ G2Sfavorevole 1,50 1,50 1,30Favorevoleγ0,00 0,00 0,00Sfavorevole Q i1,50 1,50 1,30Tab. 6.2.I NTC2008 - Coefficienti parziali per le azioni o per l'effetto delle azioniParametroTangentedell'angolo diresistenza al taglioGrandezza alla qualeapplicare ilcoefficiente parzialeCoefficiente Parziale (M1) (M2)γ Mtan ' kγ ' 1,00 1,25Coesione efficace c' kγ c ' 1,00 1,25Resistenza nondrenataPeso dell'unità divolumec ukγ c u 1,00 1,40γ γ γ 1,00 1,00Tab. 6.2.II NTC2008 - Coefficienti parziali per i parametri geotecnici del terrenoVerificaCoefficienteParziale(R1)Coefficiente Parziale(R2)CoefficienteParziale(R3)Capacità portante dellaγ R=1,00 γ R=1,00 γ R=1,40fondazioneScorrimento γ R=1,00 γ R=1,00 γ R=1,10Resistenza del terreno a valle γ R=1,00 γ R=1,00 γ R=1,40Tab. 6.5.I NTC2008 - Coefficienti parziali γR per le verifiche agli stati limite ultimiSTR e GEO di muri di sostegno© 2012 Geostru Software

20GeoStru FormulaCombinazione sismicaSotto l'effetto dell'azione sismica di progetto le opere e i sistemi geotecnicidevono rispettare gli stati limite ultimi e di esercizio come previsto danormativa. Le verifiche agli stati limite ultimi devono essere effettuateponendo pari all'unità i coefficienti parziali sulle azioni ed impiegando iparametri geotecnici e le resistenze di progetto, con i valori dei coefficientiparziali indicati nel capitolo 6 delle NTC2008.COMBINAZIONE STABILITA' GLOBALELa verifica di stabilità globale dell'insieme terreno-opera deve essereeffettuata secondo la combinazione 2 dell'Approccio progettuale 1:- Combinazione 2: (A2+M2+R2)tenendo conto dei coefficienti parziali riportati nelle Tabelle 6.2.I e 6.2.II e6.8.I delle NTC2008.CoefficienteR2γ R 1,10Tab. 6.8.I NTC2008 - Coefficienti parziali per le verifiche di sicurezza di opere dimateriali sciolti e di fronti di scavo1.8.3.2 Parametri sismici NTC2008GeoStru PS consente di individuare la pericolosità sismica direttamente dallamappa geografica. Sarà così semplice ed immediato ricavare i coefficientisismici secondo le Nuove norme tecniche per le costruzioni:1. E' possibile ricercare automaticamente la zona di interesse digitandol'indirizzo o le coordinate oppure spostare il puntatore sul sito di interesseoperando direttamente sulla mappa;2. Selezionare la Classe d'uso e la Vita nominale dell'opera e cliccare suCalcola;In presenza di azioni sismiche, con riferimento alle conseguenze di unainterruzione di operatività o di un eventuale collasso, le costruzioni sonosuddivise in classi d'uso così definite:o Classe I: Costruzioni con presenza solo occasionale di persone, edificiagricoli.© 2012 Geostru Software

GeoStru Software 21o Classe II: Costruzioni il cui uso preveda normali affollamenti, senzacontenuti pericolosi per l'ambiente e senza funzioni pubbliche e socialiessenziali. Industrie con attività non pericolose per l'ambiente. Ponti,opere infrastrutturali, reti viarie non ricadenti in Classe d'uso III o inClasse d'uso IV, reti ferroviarie la cui interruzione non provochi situazionidi emergenza. Dighe il cui collasso non provochi conseguenze rilevanti.o Classe III: Costruzioni il cui uso preveda affollamenti significativi. Industriecon attività pericolose per l'ambiente. reti viarie extraurbane non ricadentiin Classe d'uso IV. Ponti e reti ferroviarie la cui interruzione provochisituazioni di emergenza. Dighe rilevanti per le conseguenze di un loroeventuale collasso.o Classe IV: Costruzioni con funzioni pubbliche o strategiche importanti,anche con riferimento alla gestione della protezione civile in caso dicalamità. Industrie con attività particolarmente pericolose per l'ambiente.Reti viarie di tipo A o B, di cui al DM 5/11/2001, n. 6792, 'Norme funzionalie geometriche per la costruzione delle strade', e di tipo C quandoappartenenti ad itinerari di collegamento tra capoluoghi di provincia nonaltresì serviti da strade di tipo A o B. Ponti e reti ferroviarie di importanzacritica per il mantenimento delle vie di comunicazione, particolarmentedopo un evento sismico. Dighe connesse al funzionamento di acquedotti ea impianti di produzione di energia elettrica.La vita nominale di un'opera strutturale V Nè intesa come il numero di anninel quale la struttura, purchè soggetta alla manutenzione ordinaria, devepoter essere usata per lo scopo al quale è destinata. La vita nominale deidiversi tipi di opere è quella riportata nella Tab. 2.4.I - NTC2008 - e deveessere precisata nei documenti di progetto.123Tipi di costruzioneOpere provvisorie - Opere provvisionali -Strutture in fase costruttivaOpere ordinarie, ponti, opereinfrastrutturali e dighe di dimensionicontenute o di importanza normaleGrandi opere, ponti, opere infrastrutturalie dighe di grandi dimensioni o diimportanza strategicaVita nominale V N(inanni)=10=50=100Tab. 2.4.I NTC2008 - Vita nominale VN per diversi tipi di opere3. Verranno così ricavati i parametri Tr, ag, F0, Tc*;Tr: periodo di ritorno dell'azione sismica;ag: accelerazione orizzontale massima attesa al sito;F0: valore massimo del fattore di amplificazione dello spettro inaccelerazione orizzontale;Tc*: periodo di inizio del tratto a velocità costante dello spettro inaccelerazione orizzontale.4. Selezionare l'opzione relativa all'opera in oggetto;5. Indicare:Cat e goria sot t osuolo: categoria di sottosuolo di riferimento;© 2012 Geostru Software

22GeoStru FormulaCat e goria t opografic a: categoria topografica di riferimento;CategoriaABCDEDescrizioneA m m a ssi ro ccio si a ffio ra nti o te rre ni m o lto rig id icaratterizzati da valori di V S , 30superiori a 800 m/s,eventualmente comprendenti in superficie uno strato dialterazione, con spessore massimo pari a 3 m.R o cce te ne re e d e p o siti d i te rre ni a g ra na g ro ssa m o ltoa d d e nsa ti o te rre ni a g ra na fina m o lto co nsiste nti conspessori superiori a 30 m, caratterizzati da un gradualemiglioramento delle proprietà meccaniche con laprofondità e da valori di V S , 30compresi tra 360 m/s e 800m/s (ovvero N S PT> 50 nei terreni a grana grossa e c u, 30> 250k P a nei terreni a grana fina).De p o siti d i te rre ni a g ra na g ro ssa m e d ia m e nte a d d e nsa ti ote rre ni a g ra na fina m e d ia m e nte co nsiste nti con spessorisuperiori a 30 m, caratterizzati da un gradualemiglioramento delle proprietà meccaniche con laprofondità e da valori di V S , 30compresi tra 180 m/s e 360m/s (ovvero N S PT< 50 nei terreni a grana grossa e 70< c u, 30< 250k P a nei terreni a grana fina).De p o siti d i te rre ni a g ra na g ro ssa sca rsa m e nte a d d e nsa tio d i te rre ni a g ra na fina sca rsa m e nte co nsiste nti, conspessori superiori a 30 m, caratterizzati da un gradualemiglioramento delle proprietà meccaniche con laprofondità e da valori di V S , 30inferiori a 180 m/s (ovvero NS PT < 15 nei terreni a grana grossa e c u, 30< 70k P a nei terrenia grana fina).T e rre ni d e i so tto suo li d i tip o C o D p e r spe sso re no nsupe rio re a 20 m, posti sul substrato di riferimento (con V> 800 m /s).STab. 3.2.II NTC2008 - Categorie di sottosuoloCategoriaS1S2DescrizioneDepositi di terreni caratterizzati da valori di V S , 30inferioria 100 m/s (ovvero 10< c u, 30< 20k P a), che includono unostrato di almeno 8 m di terreni a grana fina di bassaconsistenza, oppure che includono almeno 3 m di torba odi argille altamente organiche.Deposisti di terreni suscettibili di liquefazione, di argillesensitive o qualsiasi altra categoria di sottosuolo nonclassificabile nei tipi precedenti.Tab. 3.2.III NTC2008 - Categorie aggiuntive di sottosuoloCategoriaCaratteristiche della superficie topograficaT1Superficie pianeggiante, pendii e rilievi isolati coninclinazione media i= 15°.T2 Pendii con inclinazione media i> 15°.T3Rilievi con larghezza in cresta molto minore che alla basee inclinazione media 15°= i= 30°.T4Rilievi con larghezza in cresta molto minore che alla basee inclinazione media i> 30°.Tab. 3.2.IV NTC2008 - Categorie topografiche© 2012 Geostru Software

GeoStru Software 236. Per ogni Stato limite verranno così ricavati il coefficiente di amplificazionestratigrafica S S, il coefficiente funzione della categoria di sottosuolo C ed ilCcoefficiente di amplificazione topografica S T, valori che possono essereanche modificati manualmente dall'utente, sarà così possibile eseguire ilcalcolo dei coefficienti sismici cliccando sul pulsante ''Calc ola'';7. Cliccare sul pulsante centrale ''Salv a file'' per salvare il report in formato .txt, da importare poi nella finestra Calcolo coefficienti sismici delprogramma, o sul pulsante ''Salv a PDF'' per salvare i risultati in formato .pdf.Software on line GeoStru PS1.8.3.3 Parametri caratteristici del terreno NTC2008Il valore caratteristico, inteso come una stima cautelativa del parametroche influenza l’insorgere dello stato limite in considerazione, dovrà essereutilizzato in qualsiasi tipo di verifica geotecnica: le opere dovranno essere© 2012 Geostru Software

24GeoStru Formulaverificate per gli stati limite ultimi che possono presentarsi, in conseguenzaalle diverse combinazioni delle azioni, e per gli stati limite di esercizio definitiin relazione alle prestazioni attese.“St at o lim it e è la c ondizione supe rat a la quale l’ope ra non soddisfa più lee sige nze pe r le quali è st at a proge t t at a”.Si parla di Stato limite ultimo quando lo stato limite è associato al valoreestremo della capacità portante della struttura, il superamento di uno statolimite ultimo ha carattere irreversibile e si definisce collasso. Si parla invecedi Stato limite di esercizio quando è legato al raggiungimento di unparticolare stato dell’opera che pur non generando il collasso comprometteaspetti funzionali importanti che limitano le prestazioni in condizioned’esercizio.Definire il valore caratteristico significa pertanto scegliere il parametrogeotecnico che influenza il comportamento del terreno in quel determinatostato limite, ed adottarne un valore, o stima, a favore della sicurezza.Ai valori caratteristici trovati si applicano dei coefficienti di sicurezza parzialiin funzione dello stato limite considerato.Per quanto riguarda il calcolo geotecnico esistono due linee di pensieroseguite per la determinazione dei parametri caratteristici:Una prima linea si basa su un approccio probabilistico, considerando quindile quantità statistiche ricavate su un opportuno campione di prove;Una seconda linea di pensiero invece porta avanti l’idea che l’approccioprobabilistico non sia adatto a modellare il reale comportamento delterreno. In particolare questo secondo approccio si basa su procedimentipiù razionali, ritenendo che i valori caratteristici delle proprietà del terrenovadano valutati in funzione del livello di deformazione previsto per lo statolimite considerato.Con la Circolare del 02.02.2009 viene specificato come la scelta dei valoricaratteristici dei parametri geotecnici deve avvenire in due fasi.La prima fase comporta l’identificazione dei parametri geotecnici appropriatiai fini progettuali. Tale scelta richiede una valutazione specifica da partedel progettista, per il necessario riferimento ai diversi tipi di verifica.Identificati i parametri geotecnici appropriati, la seconda fase del processodecisionale riguarda la valutazione dei valori caratteristici degli stessiparametri.Viene inoltre precisato come “ne lle v alut azioni c he il proge t t ist a de v esv olge re pe r pe rv e nire ad una sc e lt a c orre t t a de i v alori c arat t e rist ic i,appare giust ific at o il rife rim e nt o a v alori prossim i a que lli m e di quando ne llost at o lim it e c onside rat o è c oinv olt o un e le v at o v olum e di t e rre no, c onpossibile c om pe nsazione de lle e t e roge ne it à o quando la st rut t ura ac ont at t o c on il t e rre no è dot at a di rigide zza suffic ie nt e a t rasfe rire leazioni dalle zone m e no re sist e nt i a que lle più re sist e nt i. Al c ont rario, v aloric arat t e rist ic i prossim i ai v alori m inim i de i param e t ri ge ot e c nic i appaionopiù giust ific at i ne l c aso in c ui siano c oinv olt i m ode st i v olum i di t e rre no, c on© 2012 Geostru Software

GeoStru Software 25c onc e nt razione de lle de form azioni fino alla form azione di supe rfic i dirot t ura ne lle porzioni di t e rre no m e no re sist e nt i de l v olum e signific at iv o, one l c aso in c ui la st rut t ura a c ont at t o c on il t e rre no non sia in grado dit rasfe rire forze dalle zone m e no re sist e nt i a que lle più re sist e nt i a c ausade lla sua insuffic ie nt e rigide zza… Una m igliore approssim azione ne llav alut azione de i v alori c arat t e rist ic i può e sse re ot t e nut a ope rando leopport une m e die de i v alori de i param e t ri ge ot e c nic i ne ll’am bit o di pic c oliv olum i di t e rre no, quando que st i assum ano im port anza pe r lo st at o lim it ec onside rat o.”In particolare, le opere che coinvolgono grandi volumi di terreno sono quelleche portano a variazioni tensionali, all’interno di una porzione abbastanzaelevata di sottosuolo, tali da dare origine a una compensazione delleresistenze.Si parla in questo caso di resistenze compensate: le zone di terreno aresistenza minima e massima vengono sollecitate contemporaneamente equello che emerge è un comportamento meccanico intermedio fra i dueestremi. Per questo motivo, per ogni verticale d’indagine eseguita all’internodel volume significativo si effettua una stima cautelativa del valore mediodei parametri geotecnici.Nel caso di opere che coinvolgono modesti volumi di terreno a esseresollecitate sono piccole porzioni di terreno in cui prevalgono le resistenzelocali.Nel caso vengano eseguite misure dirette all’esterno del volume significativosi parla di resistenze non compensate da misure estrapolate e il valorecaratteristico andrà selezionato prendendo come riferimento un valoreprossimo al minimo misurato, a vantaggio di sicurezza.Nel caso invece in cui vengano eseguite misure dirette all’interno del volumesignificativo si parla di resistenze non compensate da misure dirette: in talcaso i valori caratteristici del terreno si stimano effettuando unavalutazione cautelativa dei valori medi misurati.1.9 Comandi di shortcutCtrl + NCtrl + F12Maiusc + F12F12Ctrl + Maiusc + F12FileNuovoApriSalvaSalva con nomeStampa© 2012 Geostru Software

26GeoStru FormulaCtrl + ACtrl + MCancCtrl + ZCtrl + YCtrl + XCtrl + CCtrl + VSeleziona modificaSeleziona tuttoMisura distanzaCancellaUndoRedoTagliaCopiaIncollaZAlt + ZRPgsùPggiùVisualizzazioneZoom tuttoZoom finestraRuotaAvanza di livelloScendi di livelloAlt + QAlt + LAlt + XAlt + SAlt + MAlt + CAlt + KAlt + OAlt + PPannelliNascondi pannelliApri pannello livelliApri pannello DXFApri pannello SezioniApri pannelloMaterialiApri pannello CarichiApri pannello NodiApri pannello OpzioniApri pannelloProprietàCtrl + SF5Altri comandiSalva immagineCalcola2 GeoStru FormulaLa Geotecnica comprende un insieme di argomenti assai vasto. ConGeoStru Formula abbiamo realizzato uno strumento pratico e disupporto per chi svolge la libera professione.Classificazione dei suoliRelazioni fra le proprietà: Indice dei vuoti e, Porosità n, Peso divolume secco gd, Peso di volume saturo gsat, Peso specifico deigrani g, Contenuto d'acqua w.Suoli coesiviCorrelazioni Prove PenetrometricheDinamiche (SPT)© 2012 Geostru Software

GeoStru Formula 27Coesione non drenata: Terzaghi-Peck, SUNDA (1983)-BenassiVannelli, Sanglerat, TERZAGHI & PECK (1948), U.S.D.M.S.M.,Schmertmann (1975), Fletcher (1965), Houston (1960), Shioi -Fukui (1982), Begemann, De Beer, Robertson (1983).Modulo edometrico: Stroud e Butler (1975), Vesic (1970),Trofimenkov (1974), Mitchell e Gardner, Buisman-Sanglerat.Modulo di Young: Schultze-Menzenbach, D'Appollonia ed altri(1983).Peso per unità di volume: Meyerhof ed altri.Classificazione suolo: A.G.I.Suoli incoerentiDensità relativa: Gibbs & Holtz (1957), Meyerhof (1957),Skempton (1986), Schultze & Menzenbach (1961).Angolo d'attrito: Peck-Hanson-Thornburn-Meyerhof (1956),Meyerhof (1956), Sowers (1961), Malcev (1964), Meyerhof(1965), Schmertmann (1977), Mitchell & Katti (1981), Shioi-Fukuni(1982), Japanese National Railway, De Mello, Owasaki & Iwasaki.Modulo edometrico: Buisman-Sanglerat, Begemann (1974),Farrent (1963), Menzenbach e Malcev.Modulo di Young: Terzaghi, Schmertmann (1978), Schultze-Menzenbach, D'Appollonia ed altri (1970), Bowles (1982).Modulo di Poisson: A.G.I.Modulo di deformazione a taglio: Ohsaki & Iwasaki, Robertson eCampanella (1983).Peso per unità di volume: Meyerhof ed altri.Classificazione suolo: A.G.I.Velocità onde di taglio: Ohta, Lee, Dikmen.Verifica a liquefazione: Seed (1979).Modulo Ko: Navfac (1971-1982).Correlazioni Prove Penetrometriche Statiche(CPT)Angolo di Attrito: DeBeer,Caquot, Durgunouglu Mitchell, Herminier,Koppejan, Robertson- Campanella.Peso di Volume: Meyerhof.Modulo di Deformazione di Taglio G: Imai e Tomauchi, Stokoe,Mayne RixCoesione non drenata Cu: Begemann, DeBeer, Kjekstad, LunneEide, Lunn Kleven, Marsland, Rolf Larsson, Sunda, Terzaghi.OCR Grado di sovra consolidazione: Mayne,Stress History.Modulo Edometrico: Buisman,Kulhawy,Lunne-Christoffersen,Mitchell,Robertson CampanellaModulo di Young: Robertson, Schmertmann.Liquefazione dei suoli: Robertson Wride.© 2012 Geostru Software

28GeoStru FormulaVelocità onde di taglio: Baldi, Jamiolkowski.Correlazioni prove dilatometricheAngolo di Attrito: Marchetti, RobertsonCampanella.Coefficiente spinta a riposo Ko.Coesione non drenata.Formule InterattiveSpinta delle terreCriterio di rottura: Mohr-Coulomb (1773).Coefficienti di spinta K0:Jaky (1948), Alpan (1967).Coefficienti di spinta Ka, Kp:Rankine (1857), Muller Breslau(1924), Coulomb, Mononobe & Okabe (1926).ConsolidazioneCoefficiente di consolidazione primaria (Cv);Indice di compressione (Ic): Skempton (1944), Terzaghi ePeck (1967);Indice di ricompressione (Cr): Nagaraj e Murthy 1985;Fattore di consolidazione Tv.Meccanica delle rocceModulo elastico Er: Barton, Serafim e Pereira (1983).PermeabilitàTerzaghi (1925), Slichter, Hazen (1991).;Stabilità dei pendiiPendio indefinito: Analisi in condizioni drenate e non drenate inpresenza di falda.Database IntegratoCostituisce una ricca libreria delle caratteristiche geotecniche deiterreni. Il database è personalizzabile dall’utente ma condivisocon il database centrale GEOSTRU. Ogni qualvolta vieneintegrato con nuovi elementi il nostro server le notifica e letrasferisce all’utente finale. Il sistema di trasferimento non silimita alla sostituzione del file ma integra il databasepersonalizzato dell’utente.Lo stesso database viene condiviso da tutte le applicazioni GeoStru;© 2012 Geostru Software

GeoStru Formula 292.1 Classificazione suoliUn terreno è un aggregato naturale di grani minerali che possono essereallontanati con una semplice agitazione meccanica o con una agitazione inacqua.I termini più frequenti per descrivere un terreno sono: ghiaia, sabbia, limo,argilla.Allo stato naturale i terreni sono costituiti da una miscela di due o più diquesti costituenti. Le ghiaie e le sabbie sono conosciute come terreni agrana grossa, i limi e le argille come terreni a grana fine.Un'altra distinzione che si può fare è quella fra terreni coerenti e terreniincoerenti: i primi presentano una resistenza non trascurabile alla trazione,quando sono asciutti, mentre perdono ogni consistenza dopoimpregnazione in acqua; i secondi presentano resistenza a trazionesempre nulla.I terreni a grana grossa vengono riconosciuti basandosi principalmentesulle dimensioni dei grani; la ghiaia ha grani di diametro maggiore di 2 mm,mentre la sabbia è costituita da grani di diametro compreso tra 2 e 0,063mm.Fra i terreni a grana fine sono i limi a rappresentare la parte più grossa e apossedere poca o nulla plasticità e coesione. I limi, dal punto di vistagranulometrico, sono quelli compresi tra il limite inferiore delle sabbie e0,002 mm.Le argille invece sono un aggregato di particelle minerali lamellarimicroscopiche e submicroscopiche, caratterizzate dalle tipiche capacitàcolloidali della plasticità, coesione e capacità di assorbire ioni. Distinguereun limo da un'argilla basandosi solo sulle dimensioni delle particelle non èpossibile dato che le proprietà fisiche significative dei due materiali sonolegate solo indirettamente alle dimensioni delle particelle stesse, perciò inposto generalmente si utilizzano altri criteri.Per poter dare una descrizione adeguata dei terreni si utilizzano alcuneprove di classificazione che portano a definire le proprietà indici.PARTI COSTITUENTI IL TERRENOLe caratteristiche dei terreni dipendono sostanzialmente dalle fasi che licostituiscono. Infatti la struttura di un terreno è la conseguenza diprocessi di interazione tra le stesse particelle e l'ambiente circostante.Le fasi (figura 1) di cui è costituito un terreno sono:© 2012 Geostru Software

30GeoStru Formulafase solida, rappresentata dalle particelle mineralifase liquida, rappresentata dall'acqua interstizialefase gassosa, rappresentata dall'ariaF igura 1 - Se zione sc he m at ic a di un c am pione di t e rre noLa fase gassosa generalmente si ritiene priva di peso a differenza dellafase solida e della fase liquida che sono dotate di peso. Di solito ladensità dell'acqua (gw) viene assunta pari a 1 g/cm3 anche se questovalore è corretto alla temperatura di 4°C.GRANDEZZE INDICELe proprietà indici stabiliscono importanti caratteristiche dei terreni edesprimono relazioni esistenti tra le varie fasi e i rispettivi pesi e volumi.Proprietà indici fondamentali sono le seguenti:Indice dei vuoti e: volume dei vuoti riferito al volume della fase solida.Risulta maggiore di 1 quando il volume dei vuoti è maggiore del volumedelle particelle solide ed è una misura di densità, quindi una dellecaratteristiche più importanti per la definizione di un terreno;Porosità n: volume dei vuoti riferito al volume totale.Come l'indice dei vuoti, la porosità è una misura della densità del terreno,però trova maggiore applicazione nei problemi di filtrazione. Di solito èespresso in percentuale.© 2012 Geostru Software

GeoStru Formula 31Peso di volume secco d: rapporto tra peso dell'intero campione evolume totale;Peso di volume saturo sat: rapporto tra peso dell'intero campionesaturo d'acqua e volume totale;Peso specifico dei grani : rapporto tra peso di volume della partesolida e peso di volume dell'acqua;Contenuto d'acqua w: rapporto fra peso della fase liquida e peso dellafase solida;Solitamente è espresso in percentuale e viene talvolta indicato comepercentuale di umidità. Questo indice è significativo per i terreni poichèpuò stabilire correlazioni con il comportamento meccanico.RELAZIONI ESISTENTI FRA LE PROPRIETA'Tra le varie proprietà indici esistono varie correlazioni riportate nellaseguente tabella:© 2012 Geostru Software

32GeoStru Formula2.2 Prove penetrometricheIl penetrometro è uno strumento volto a sondare la struttura e laresistenza dei terreni. Introdotto a partire dal 1930 è sempre piùutilizzato, nelle sue varie versioni, quando si progettano o sicostruiscono opere edilizie.I penetrometri esistono in versione dinamica (a percussione),statica (a pressione) o mista.Il procedimento di prova penetrometrica consiste essenzialmentenell'inserire nel suolo una sonda metallica e nel misurare laresistenza che presenta il terreno alla penetrazione, a mano amano che aumenta la profondità. Dai dati ottenuti in tal modo èpossibile dedurre una serie di informazioni sulle caratteristiche deidiversi strati attraversati e sulla capacità di resistenza del terreno.I primi impieghi della prova penetrometrica statica, indicatasinteticamente come CPT, dall'inglese Cone Penetration Testrisalgono al 1917 a opera delle ferrovie di stato svedesi, al 1927per conto delle ferrovie danesi e al 1935 per conto del dipartimentodei lavori pubblici olandese.La prova penetrometrica standard, o dinamica, SPT, dall'ingleseStandard Penetration Test, sviluppata negli USA nel 1927, è moltodiffusa e si effettua secondo procedure standard facendo cadere unmaglio di 63.5 kg da un'altezza di 760 mm, e viene registrato ilnumero di colpi (NSPT) necessario all'avanzamento di 30 cm di uncampionatore standard.2.2.1 Prove penetrometriche dinamicheLa prova penetrometrica dinamica consiste nell’infiggere nel terrenouna punta conica (per tratti consecutivi δ) misurando il numero dicolpi N necessari.Le Prove Penetrometriche Dinamiche sono molto diffuse edutilizzate nel territorio da geologi e geotecnici, data la lorosemplicità esecutiva, economicità e rapidità di esecuzione.La loro elaborazione, interpretazione e visualizzazione graficaconsente di “catalogare e parametrizzare” il suolo attraversato con© 2012 Geostru Software

GeoStru Formula 33un’immagine in continuo, che permette anche di avere un raffrontosulle consistenze dei vari livelli attraversati e una correlazione direttacon sondaggi geognostici per la caratterizzazione stratigrafica.La sonda penetrometrica permette inoltre di riconoscereabbastanza precisamente lo spessore delle coltri sul substrato, laquota di eventuali falde e superfici di rottura sui pendii, e laconsistenza in generale del terreno.L’utilizzo dei dati, ricavati da correlazioni indirette e facendoriferimento a vari autori, dovrà comunque essere trattato con leopportune cautele e, possibilmente, dopo esperienze geologicheacquisite in zona.Elementi caratteristici del penetrometro dinamico sono i seguenti:- peso massa battente M- altezza libera caduta H- punta conica: diametro base cono D, area base A (angolo diapertura a)- avanzamento (penetrazione) d- presenza o meno del rivestimento esterno (fanghi bentonitici).Correlazione con NsptPoiché la prova penetrometrica standard (SPT) rappresenta, adoggi, uno dei mezzi più diffusi ed economici per ricavareinformazioni dal sottosuolo, la maggior parte delle correlazioniesistenti riguardano i valori del numero di colpi Nspt ottenuto con lasuddetta prova, pertanto si presenta la necessità di rapportare ilnumero di colpi di una prova dinamica con Nspt. Il passaggio vienedato da:Nspt = βtΧ Nβt: Coefficiente di correlazione.2.2.1.1 Terreni incoerentiANGOLO RESISTENZA A TAGLIO© 2012 Geostru Software

34GeoStru Formula© 2012 Geostru Software

GeoStru Formula 35DENSITA' RELATIVAVELOCITA' ONDE DI TAGLIO© 2012 Geostru Software

36GeoStru FormulaPESO UNITA' DI VOLUMEMODULO EDOMETRICO© 2012 Geostru Software

GeoStru Formula 37MODULO ELASTICO© 2012 Geostru Software

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42GeoStru FormulaMODULO DI TAGLIO© 2012 Geostru Software

GeoStru Formula 43COEFFICIENTE DI POISSON2.2.1.2 Terreni coesiviPer ogni autore è riportato un valore del parametro corrispondenterelativamente ad un terreno di caratteristiche medie.COESIONE NON DRENATA© 2012 Geostru Software

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GeoStru Formula 47PESO UNITA' DI VOLUMEMODULO EDOMETRICO© 2012 Geostru Software

48GeoStru FormulaMODULO ELASTICO© 2012 Geostru Software

GeoStru Formula 49Per ogni autore è riportato un valore del parametro corrispondenterelativamente ad un terreno di caratteristiche medie.2.2.2 LiquefazioneIl metodo di Seed e Idriss (1982) è il più noto e utilizzato dei metodisemplificati per la stima della suscettibilità a liquefazione e richiede solo laconoscenza di pochi parametri geotecnici: la granulometria, il numero deicolpi nella prova SPT, la densità relativa, il peso di volume. Per determinareil valore del coefficiente riduttivo r dviene utilizzata la formula empiricaproposta da Iwasaki et al. (1978):r d10.015zmentre per il fattore correttivo MSF si veda la Tabella 1 dove vieneriportato il valore di questo fattore ottenuto da vari ricercatori, tra cuiSeed H. B. e Idriss I. M (1982).Tabella 1 - Magnitudo Scaling FactorMagnitudo Seed H. B.& Idriss I.M. (1982)5.56.06.57.07.58.08.51.431.321.191.081.000.940.89© 2012 Geostru Software

50GeoStru FormulaLa resistenza alla liquefazione CRR, viene calcolata in funzione dellamagnitudo, del numero di colpi, della pressione verticale effettiva, delladensità relativa.Si ottiene un grafico (Fig. 1) ottenuto selezionando i casi di terreni in cui siè avuta liquefazione e non liquefazione durante i terremoti.Si calcola inizialmente il numero dei colpi corretto alla quota desiderata pertenere conto della pressione litostatica mediante la seguente espressione:N1.60CNNmdove:N m è il numero medio dei colpi nella prova penetrometrica standard SPT;C N è un coefficiente correttivo che si calcola mediante la seguenteespressione:CNPa' v00.5dove:'vo è la pressione verticale effettiva;Pa la pressione atmosferica espressa nelle stesse unità di ' vo;n un'esponente che dipende dalla densità relativa del terreno (Fig. 2).© 2012 Geostru Software

GeoStru Formula 51Figura 1 – Correlazione fra CSR e N 1 .6 0.Figura 2 – Coefficiente correttivo C NE' stato dimostrato che per un terremoto di magnitudo pari a 7,5 CRR è:CRRN1.6090© 2012 Geostru Software

52GeoStru FormulaSi applica quindi la:F SCRRCSRse F S > 1,3 il deposito non è liquefacibile.Gli Autori hanno precisato che questa procedura è valida per sabbie conD50 > 0,25 mm; per sabbie limose e limi suggeriscono di correggereulteriormente il valore di N 1,60 :N1.60C S N1.607.52.2.3 Prove penetrometriche staticheLa prova penetrometrica statica, o CPT (Cone Penetration Test), èuna prova eseguita in situ per poter determinare la stratificazione ele proprietà meccaniche del suolo. Sviluppato negli anni '50 dagliolandesi è oggi in Italia uno dei più usati ed accettati test dicampagna.La prova consiste nel'infissione di una punta di forma conicaall'interno del terreno. Durante l'avanzamento della punta, cheavviene a velocità costante, vengono misurati la resistenza allapenetrazione e l'attrito laterale. Su alcuni penetrometri possonoinoltre essere montati ulteriori sensori, come ad esempio trasduttoridi pressione, che consentono di ottenere maggiori informazioni emaggiore accuratezza nella prova: in questo caso si parla di CPTU,o accelerometri per realizzare una prova sismica in foro.© 2012 Geostru Software

GeoStru Formula 532.2.3.1 Terreni incoerentiANGOLO DI RESISTENZA A TAGLIO© 2012 Geostru Software

54GeoStru FormulaVELOCITA' ONDE DI TAGLIO© 2012 Geostru Software

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56GeoStru FormulaMODULO EDOMETRICO© 2012 Geostru Software

GeoStru Formula 57MODULO DI TAGLIO© 2012 Geostru Software

58GeoStru FormulaPer ogni autore è riportato un valore del parametro corrispondenterelativamente ad un terreno di caratteristiche medie.pic text here.2.2.3.2 Terreni coesiviCOESIONE NON DRENATA© 2012 Geostru Software

© 2012 Geostru SoftwareGeoStru Formula 59

60GeoStru Formula© 2012 Geostru Software

GeoStru Formula 61MODULO EDOMETRICO© 2012 Geostru Software

62GeoStru FormulaMODULO DI TAGLIO© 2012 Geostru Software

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64GeoStru FormulaGRADO SOVRACONSOLIDAZIONEPESO UNITA' DI VOLUMEVELOCITA' ONDE DI TAGLIO© 2012 Geostru Software

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66GeoStru FormulaPer ogni autore è riportato un valore del parametro corrispondenterelativamente ad un terreno di caratteristiche medie.2.2.4 LiquefazioneIl metodo di Robertson e Wride utilizza l'indice di comportamento I c per il tipo disuolo che viene calcolato mediante l'utilizzo della seguente formula:220.5Ic 3.47 log10Q log10R f 1. 22Qqcv0PaPa' v0nR fqcfs100v0dove:© 2012 Geostru Software

GeoStru Formula 67q c è la resistenza alla punta misurata.Pa è la tensione di riferimento (1 atmosfera) nelle stesse unità di ' vo.f s è l'attrito del manicotto.n è un'esponente che dipende dal tipo di suolo.Inizialmente si assume n = 1, come per un suolo argilloso e si procede al calcolo di Ic con la formula sopra riportata.Se I c > 2.6 il suolo è probabilmente di tipo argilloso e l'analisi si ferma dato che ilsuolo non è liquefacibile.Se I c = 2.6, vuol dire che l'ipotesi assunta è errata e I c deve essere ricalcolatonuovamente con la seguente formula:QqcPaPa' v0nSi presume che il terreno sia granulare e si assume n = 0.5.Se è ancora I c = 2.6, significa che l'ipotesi è giusta e il suolo è probabilmente nonplastico e granulare.Se invece I c = 2.6, vuol dire che l'ipotesi è di nuovo errata e il suolo èprobabilmente limoso. I c deve essere nuovamente ricalcolato ponendo n= 0.75.Calcolato I c , si procede con la correzione della resistenza alla punta misurata q cmediante la seguente espressione:qc1NqcPaPa' v0ndove n è lo stesso del calcolo di I c .La correzione alla resistenza alla punta dovuta al contenuto di materiale fine vienevalutata con:se il metodo utilizzato è il Robertson e Wride classico:qc1NcsKcqc1NKc40.403 Ic35.581 I c221.63 I c33.75 Ic17.88se il metodo utilizzato è il Robertson e Wride modificato:© 2012 Geostru Software

68GeoStru Formulaqc1Ncsqc1Nqc1Nqc1NKc1 Kcqc1Ndove K cdipende dal contenuto di fine, FC (%):0per FC5k ck c 0.0267 FC35355per 5FCk c0.8per FCFC (%) viene calcolato mediante l’espressione seguente:FC%1.75 Ic3.253.7La resistenza alla liquefazione per una magnitudo pari a 7,5 (CRR7,5) si calcola nelmodo seguente:se (q c1N)cs < 50:CRR0.833qc1Ncs10000.05se 50 = (q c1N) cs < 160:CRR93qc1Ncs10000.08Il rapporto di sforzo ciclico CSR si calcola con la formula riportata nell'Introduzione ai metodi semplificati di questa Guida e MSF come raccomandato dalNCEER (vedi Tabella seguente):Tabella 1 - Magnitudo Scaling FactorMagnitudo NCEER (Seed R. B.et al.)(1997; 2003)© 2012 Geostru Software

GeoStru Formula 695.56.06.57.07.58.08.52,211,771,441,191,000,840,73mentre il coefficiente r dè calcolato mediante la seguente procedura:se z < 9,15 m:r dse 9,15 = z < 23 m:1.00.00765zr d1.1740.00267zdove z è la profondità in metri.Si calcola F scon la seguente espressione:F SCRRCSRmentre l'indice e il rischio di liquefazione con la procedura proposta da Iwasaki etalii.2.2.5 Prove pressiometricheLa prova pressiometrica (Pressure Meter Test, PMT) è una prova insitu sviluppata nel 1956 da Menard, prevede la realizzazione di unforo all'interno del quale viene collocata la sonda pressiometrica.Lo sonda pressiometrica è formata da una lama piatta d'acciaio, suuna faccia della quale è presente una sottile membrana circolared'acciaio che viene deformata per mezzo di aria compressa. Lalama viene conficcata verticalmente nel terreno con la spinta di unaforza statica. Alla profondità prefissata la membrana viene dilatataorizzontalmente. La prova di carico è quindi orizzontale e laresistenza del terreno viene dedotta dalla misura della pressioned'aria introdotta all'interno dello strumento per ottenere la© 2012 Geostru Software

70GeoStru Formuladilatazione predeterminata della membrana. Dalla resistenzaorizzontale del terreno si riesce a risalire ad una serie di parametrigeotecnici.Parametri ricavabili dalla provaLe prove DMT vengono utilizzate per la determinazione di:Resistenza al taglio non drenata cuModulo confinato MDa questa prova è possibile dedurre il valore del coefficiente dispinta a riposo del terreno. Misurando il valore della pressione delgas all'interno della membrana nell'istante in cui essa inizia a dilatarenel terreno(p 0), la pressione neutra propria dell'acqua contenuta nelterreno (u0) e lo sforzo efficace verticale cui è sottoposto il terreno(σ'v 0), si definisce un indice kD pari a:correlato al coefficiente di spinta a riposo dalla relazione:dove β Kè un coefficiente funzione del tipo di terreno.3 Formule GEOI metodi di calcolo attualmente disponibili sono riportati in figura:© 2012 Geostru Software

Formule GEO 713.1 Spinta delle terreSforzi in situ e condizioni di riposo (K 0)In situ lo sforzo verticale che agisce sul generico piano a profonditàz può essere calcolato nel caso generale come la somma deicontributi di n strati di peso specifico gi e spessore zi.Lo sforzo verticale efficace presente nel terreno è maggiore dellapressione laterale nello stesso punto. Si definisce il rapporto tra glisforzi laterale e verticale come:K= h/P 0valido a qualsiasi profondità ed ogni istante.Quando gli sforzi si stabilizzano intorno ad un valore costante adeformazione nulla gli sforzi diventano principali, agenti su pianiprincipali; questo stato di tensione viene detto a riposo o condizioneK0 dove K0 è definito come:Jaky (1948)K 0= ' h/P' 0© 2012 Geostru Software

72GeoStru FormulaCorrelazione valida per tutti i materiali granulari.: Angolo di resistenza a taglio;: Inclinazione del profilo;Alpan(1967)Correlazione valida per argille normalmente consolidateIp: Indice di plasticità in % logaritmo a base 10;OCR: Rapporto di sovraconsolidazione;Pressione laterale del terrenoLa pressione laterale del terreno rappresenta un parametrosignificativo di progetto in svariati problemi ingegneristici. Per muri disostegno, paratie, scavi sbadacchiati, per il calcolo delle pressioniesercitai sulla parete di un silo, per la valutazione della pressionedella terra o della roccia sulle pareti delle gallerie o di altre strutturesotterranee. Per la stima della pressione laterale si adottageneralmente il il metodo dell'equilibrio plastico definito dall'inviluppodi Mohr.Coulomb 1776Uno dei primi metodi per stimare le pressioni esercitate contro imuri di sostegno è attribuita a Coulom b il quale fece una serie diipotesi:Terreno isotropo;Superficie di rottura piana;Resistenza di attrito uniformemente distribuita lungo la superficie dirottura;Il cuneo di rottura si comporta come un corpo rigido;Esiste attrito tra muro e terreno;La rottura avviene in condizioni di deformazione piana.I principali limiti della teoria di Coulomb consistono nel considerareun terreno ideale e nell'ipotizzare un comportamento ideale.© 2012 Geostru Software

Formule GEO 73Rankine 1857I coefficienti di spinta attiva e passiva, assumendo le ipotesi diterreno omogeneo e asciutto con piano campagna orizzontale,assumono i seguenti valori:: Angolo di resistenza a taglio;Muller Breslau 1924Non viene posta la condizione che gli sforzi agenti sul pianoorizzontale e quello verticale siano principali.© 2012 Geostru Software

74GeoStru FormulaMononobe e Okabe 1926Il modello di Mononobe e Okabe è simile alla formulazione di M ullerBreslau si differenzia per l'introduzione dell'effetto del sisma.3.2 ConsolidazioneCoefficiente di consolidazione primaria (Cv)Quando il terreno ècaricato da una fondazionehanno sempre luogo deicedimenti. Tale cedimentinon sono elastici come nelcaso della compressionedell’acciaio o delcalcestruzzo, ma derivanoda una serie di movimenti,scivolamento, scorrimentotra le particelle di terreno.© 2012 Geostru Software

Formule GEO 75Disponendo di unarelazione tra sforzo edeformazione, si puòcalcolare un modulo sforzideformazioneEs. Mediantetale modulo è possibilecalcolare il cedimento. Nelcaso di terreni Es non è difacile determinazione. Neiterreni insaturi o saturi agrana grossa il drenaggioavviene quasiistantaneamente ed icedimenti si possonocalcolare senzapreoccuparsi del tempo diconsolidazione. Nei terrenisaturi a grana fine oltre alcedimento è necessariovalutare un parametrotemporale. A tal scopo siricorre alle prove diconsolidazione. Tramitequeste prove è possibilericavare un parametro dicomprimibilità per lavalutazione del cedimentototale ed un parametro diconsolidazione per lavalutazione della velocitàdel cedimento. Da questeprove si può valutareanche OCR (grado disovraconsolidazione).La prova consistenell’applicare una serie diincrementi di carico eregistrare le deformazioniad intervalli di tempistabiliti.I punti tempodeformazionesonoriportati su un grafico inscala semilogaritmica. Daidiagrammi è possibilericavare il tempo associatoad una percentuale di© 2012 Geostru Software

Formule GEO 772. Incompressibilita dell’acqua (ρw = cost.) e delle particellesolide (ρs = cost.);3. Validità della legge di Darcy;4. Terreno saturo, omogeneo, isotropo, con legame sforzideformazionielastico lineare, a permeabilità costante nel tempo enello spazio;5. Validità del principio delle tensioni efficaci.L’equazione differenziale della consolidazione monodimensionaledi T erzaghi può essere espressa come:Cv coefficiente di consolidazione verticale, u e= u e(z, t) rappresenta,il valore dell’eccesso di pressione neutra nel punto a quota z, e altempo t dall’istante di applicazione del carico.K: Permeabilità;: Peso specifico acqua;wC c: Coefficiente compressibilità;Indice di compressione (Cc)La pendenza del tratto successivo al ginocchio della curvaedometrica ovvero alla pressione di consolidazione è detta indice dicompressione, Cc.Skempton (1944)w L: Limite liquido;Terzaghi e Peck (1967)w L: Limite liquido;© 2012 Geostru Software

78GeoStru FormulaIndice di ricompressione (Cr) Nagaraj e Murthy 1985La pendenza del tratto iniziale della curva edometrica è detta indicedi ricompressione Cr.w L:Limite liquido;: Peso specifico terreno;s: Peso specifico acqua;wFattore di consolidazione TVFattore di tempo3.3 Meccanica delle rocceBarton, Serafim e Pereira 1983RMR: Indice di Bieniawki;© 2012 Geostru Software

Formule GEO 793.4 PermeabilitàIl flusso dell'acqua nel terreno in condizioni di non turbolenza è statoespresso da Darcy come:v=k×ii:gradiente idraulico;k: coefficiente di permeabilità proposto da Darcy (con dimensioni dilunghezza / intervallo di tempo)Terzaghi 1925SlichterHazen 19913.5 Pendio indefinitoL’introduzione all’analisi di stabilità di pendii naturali parte dal casosemplice di un pendio indefinito, ossia un pendio sufficientementelungo da essere considerato infinito.© 2012 Geostru Software

80GeoStru FormulaSi consideri un pendio di terreno con c’= 0, inclinato di un angolo β,completamente saturo con filtrazione definita da un angolo α.L’espressione del fattore di sicurezza F deriva dall’analisi ad equilibriolimite di un blocco di terreno ed assume la seguente forma:dove F deriva dal rapporto tra la resistenza a taglio disponibile equella mobilizzata lungo il piano di rottura, γ e il peso di volume delterreno saturo e γw il peso di volume dell’acqua.Dall’equazione (1) possono essere facilmente ricavati dei casi piùsemplici di pendio indefinito.Se il pendio non è saturo, il secondo termine in parentesi quadradell’equazione si annulla, dando la seguente espressione:Da cui risulta che un pendio è in condizioni di equilibrio limite (F = 1)quando i suo l’angolo d’inclinazione è uguale all’angolo di resistenzaa taglio. L’espressione (2) di F traduce anche la misura di sicurezzaper filtrazione verticale (α = 90°).Mentre per flusso parallelo al pendio (α = β),Si noti che in tutte le espressioni di cui sopra il fattore di sicurezza Fè indipendente dalla profondità della superficie di rottura.Quando si considera il caso di filtrazione parallela al pendio, ma conlivello dell’acqua al di sotto del profilo del terreno, il fattore disicurezza si ricava come segue:dove zw è la profondità del livello dell’acqua e z è la profondità dellasuperficie di rottura piana.Un’analisi simile può essere condotta per la stabilità di un pendio© 2012 Geostru Software

Formule GEO 81indefinito in terreni puramente coesivi, ottenendo:dove cu rappresenta la resistenza a taglio non drenata e γ il peso divolume saturo.3.6 Condizioni dinamicheIn un semispazioelastico costituito daterreno omogeneo,sollecitatodinamicamente in unpunto si propagano adifferente velocità tretipi di onde: Onde dicompressione (P);onde di taglio (Vs);onde di superficie (Rayleigh). La velocitàdi propagazione delleonde di Rayleigh sonoinferiore del 10%rispetto alle onde ditaglio.Le velocità dipropagazione delleonde di compressionee di taglio sonocorrelate alle costantielastiche del terreno incondizioni dinamichesecondo la teoriadell’elasticità comesegue:Onde di compressione Vp© 2012 Geostru Software

82GeoStru FormulaOnde di taglio VsRelazione tra modulo di taglio G e modulo elastico EsRelazione tra velocità Vs e modulo di taglio G© 2012 Geostru Software

Database Terreni 834 Database TerreniCostituisce una ricca libreria delle caratteristiche geotecniche dei terreni.Il database è personalizzabile dall’utente ma condiviso con il databasecentrale GEOSTRU. Ogni qualvolta viene integrato con nuovi elementi, ilnostro server le notifica e le trasferisce all’utente finale. Il sistema ditrasferimento non si limita alla sostituzione del file ma integra il databasepersonalizzato dell’utente.Lo stesso database viene condiviso da tutte le applicazioni G eoS tru;© 2012 Geostru Software