Analisi sperimentale del comportamento meccanico di terreni a diversa granulometria in condizioni sature e secche

Abstract

Il comportamento meccanico dei terreni è fortemente dipendente dal grado di saturazione, ovvero la presenza di una certa quantità d’acqua negli spazi intergranulari. Il terreno può distinguersi in tre tipologie in base al grado di saturazione: i terreni saturi, i terreni parzialmente saturi ed i terreni secchi. I terreni saturi sono caratterizzati dalla sola presenza dell’acqua negli spazi intergranulari. I terreni parzialmente saturi sono caratterizzati dalla coesistenza dell’acqua e dell’aria negli spazi integranulari. I terreni secchi sono caratterizzati dalla totale assenza dell’acqua negli spazi intergranulari e quindi dalla sola presenza dell’aria. Nel corso degli anni, sono stati effettuati molti studi con lo scopo di descrivere il comportamento meccanico principalmente dei terreni parzialmente saturi. La seguente tesi si concentra sulle casistiche dei terreni secchi e dei terreni saturi e come la presenza della sola acqua o la sua totale assenza possa influenzarne le caratteristiche meccaniche. Come primo passo, è stato svolto uno studio bibliografico delle funzioni di capillarità ricavate da articoli scientifici. Le funzioni, poi, sono state applicate nei due casi in esame di terreno secco e terreno saturo. Si è verificato che alcune funzioni non sono attendibili per i casi estremi oggetto del presente studio. Successivamente, è stata condotta una campagna sperimentale nel laboratorio di ingegneria geotecnica dell’Università di Genova, a Villa Cambiaso. La campagna sperimentale è consistita in una serie di prove edometriche tramite lo strumento Trisan-100 Pro, VJ Tech, su campioni di terreno di diversa granulometria, prima in condizioni secche e poi in condizioni sature. Le prove edometriche permettono di valutare i parametri di resistenza e di deformabilità. Si impongono sollecitazioni note su provini di piccole dimensioni e si ricavano le conseguenti deformazioni o tensioni indotte. Per la valutazione delle deformazioni, sono stati usati il metodo di misu

The mechanical behaviour of soils strongly depends on the degree of saturation, i.e., the presence of a certain quantity of water in the intergranular spaces. Soil can be classified into three types based on the degree of saturation: saturated soils, partially saturated soils and dry soils. Saturated soils are characterized by the presence of water alone in the intergranular spaces. Artially saturated soils are characterized by the coexistence of water and air in the intergranular spaces. Dry soils are characterized by the complete absence of water, which it means there is the presence of air alone. Over the years, many studies have been conducted to describe the mechanical behaviour, particullary the partial saturated soils. The thesis focuses on the cases of drry soils and saturated soil and on how the presence of the water alone, or its complete absence, can affect their mechanical behaviour. As a first step, a bibliographical study of the capillar’s functions from literature was conducted. Next, the functions were applied to saturated soils and dry soils. It was found that some of these functions are not reliable for the extreme cases considered in this study. Subsequently, an experimental campaign was conducted in the Geotechnical Engineering Laboratory of the University of Genoa, located at Villa Cambiaso. The experimental campaign consisted of a series of oedometer tests conducted with the instruments Trisan-100 Pro, VJ Tech, on soil samples with different grain-soze distributions, first under dry conditions and then under saturated conditions. Oedometer tests allow the evaluation of strength and deformability parameters. Known stresses are applied to small soil specimens, and the resulting deformations or induced stresses are measured. The Axial Frame measurement method, which records the displacement of the system, and the LVDT (Linear Variable Differential Transformer), which directly measures the displacement of the sample, were used to evaluate the defor