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Scheda Riassuntiva
Anno Accademico 2019/2020
Scuola Scuola di Ingegneria Civile, Ambientale e Territoriale
Insegnamento 052411 - GEOTECNICA
Docente Galli Andrea
Cfu 10.00 Tipo insegnamento Corso Integrato
Didattica innovativa L'insegnamento prevede  3.0  CFU erogati con Didattica Innovativa come segue:
  • Blended Learning & Flipped Classroom

Corso di Studi Codice Piano di Studio preventivamente approvato Da (compreso) A (escluso) Insegnamento
Ing - Civ (1 liv.)(ord. 270) - LC (343) INGEGNERIA CIVILE E AMBIENTALE*AZZZZ083765 - GEOTECNICA
052411 - GEOTECNICA
097585 - GEOTECNICA
088748 - GEOTECNICA
097296 - GEOTECNICA

Obiettivi dell'insegnamento

L'insegnamento fornisce i principi base della meccanica dei terreni, con applicazioni a casi classici di interazione tra terreno e struttura per problemi di ingegneria civile. A partire da una descrizione micromeccanica del mezzo particellare, l'insegnamento è volto a fornire allo studente un quadro concettuale, basato su richiami teorici della meccanica del continuo e sull'interepretazione di prove sperimentali, utile alla comprensione e alla modellazione del comportamento meccanico di mezzi granulari, della loro interazione con fluidi interstiziali e della loro interazione con le più comuni opere di ingegneria civile quali muri di sostegno, setti e paratie, fondazioni superficiali.


Risultati di apprendimento attesi

Conoscenza e comprensione (DdD1):
Lo studente conosce le equazioni che, secondo l'approccio della meccanica del continuo, governano il comportamento meccanico dei terreni.
Lo studente conosce e impiega correttamente la nomenclatura, la terminologia e le grandezze proprie del problema in esame.
Lo studente conosce i modelli di calcolo più adatti a riprodurre numericamente il problema in esame.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione (DdD2):
Lo studente individua i principali parametri che governano il problema e sa individuare le metodologie più corrette per quantificarli.
Lo studente sa applicare i modelli di calcolo allo studio/verifica/dimensionamento delle principali opere geotecniche per l'ingegneria civile.
Abilità comunicative (DdD4):
Lo studente sa esporre gli aspetti teorici che reggono il problema in esame e motivare criticamente le principali scelte progettuali.


Argomenti trattati

Introduzione al corso
Classificazione delle terre
Curva granulometrica, limiti di Atterberg, cenni alla mineralogia di sabbie e argille.
Dal granulare al continuo
Definizione dei pesi specifici e degli indici che definiscono lo stato di addensamento del materiale. Continui bifase e introduzione del Principio degli Sforzi Efficaci con sua definizione tensoriale. Definizione delle equazioni di campo Problema Geotecnico. Studio dello stato di sforzo geostatico verticale e orizzontale, con definizione del parametro K0 in funzione della storia tensoriale.
Interazione fluido-terreno in campo stazionario
Definizione della legge di Darcy, del coefficiente di permeabilità. Introduzione dell'equazione di Laplace. Studio del problema di filtrazione monodimensionale e definizione della forza di filtrazione. Soluzione analitica dell'equazione di Laplace per problemi 1D. Verifica della condizione di sifonamento e modellazione di problemi di filtrazione in serie e in parallelo. Cenni a prove di pompaggio in falde freatiche e artesiane. Moti di filtrazione bidimensionali e definizione di reticolo di filtrazione. Calcolo della spinta dell'acqua su opere interrate. Cenni a moti di filtrazione non confinati. Cenni a metodi numerici per la soluzione dell'equazione di Laplace.
Interazione fluido-terreno in campo non-stazionario
Definizione del problema di consolidazione. Equazione di Terzaghi per lo studio del problema di consolidazione 1D e sua soluzione analitica. Impiego delle isocrone e degli abachi di calcolo. Applicazione della teoria della consolidazione 1D al calcolo di cedimenti di rilevati su terreno compressibili.
Introduzione alle prove di laboratorio
Definizione delle principali apparecchiature di laboratorio per lo studio del comportamento meccanico dei terreni (taglio semplice, taglio diretto e taglio circolare, edometro, cella triassiale, cella biassiale) e cenni ad apparecchiature avanzate (cella triassiale vera, hollow cylinder, centrifuga geotecnica). Definizione delle variabili triassiali e eintroduzione del concetto di stress-path
Prova edometrica
Descrizione della strumentazione e delle condizioni di prova. Interpretazione meccanica dei risultati, definizione della comprimibilità verticale, dello sforzo di preconsolidazione, definizione della storia di carico e del parametro OCR; stima del coefficiente di consolidazione secondo i metodi di Taylor e di Casagrande.
Prova triassiale
Descrizione della strumentazione, delle condizioni di prova e dei diversi percorsi di carico. Interpretazione meccanica dei risultati su diversi materiali e in diverse condizioni di drenaggio. Definizione dei parametri di deformabilità del materiale e dei parametri che ne caratterizzano l'inviluppo di rottura in condizioni drenate e non drenate.
Teoria dello stato critico e modellazione costitutiva
Intepretazione dei risultati sperimentali in termini di Linea dello Stato Critico, e definizione delle relazioni con le principali prove di laboratorio. Introduzione dei principali modelli costitutivi (lineare elastico, rigido plastico, elastico perfettamente plastico, elastoplastico incrudente) e cenni al modello di Cam-Clay.

Intorduzione alla modellazione di problemi al contorno
Concetto di curva caratteristica per studiare la risposta di sistemi quali uno scavo a parete libera, una fondazione superficiale, una paratia flessibile
Analisi Limite
Teorema del limite superiore e del limite inferiore. Approcci statico e cinematico per studiare la stabilità di uno scavo in materiale puramente coesivo. Applicazioni alla stabilità di scarpate in materiale puramente coesivo.
Spinta delle terre
Approcci dell'equilibrio limite di Coulomb e Rankine per la determinazione delle spinta su opere di sostegno. Definizione dei coefficienti KA e KP. Progettazione e verifica di muri di sostegno a gravità e a mensola. Progettazione e verifica di paratie a mensola e tirantate.
Fondazioni superficiali
Discussione della formula Terzaghi. Calcolo del carico limite di fondazioni superficiali sottoposte a carichi inclinati ed eccentrici.


Prerequisiti

Prerequisiti base per l'insegnamento sono le conoscence fondamentali di matematica, geometria, fisica, chimica. Si richiede inoltre un'attenta verifica del calcolo dimensionale. Prerequisiti formativi per l'insegnamento sono una buona conoscenza della meccanica del continuo (concetto di tensore di sforzo e deformazione) e calcolo tensoriale, nonchè della meccanica dei fluidi.


Modalità di valutazione

La prova d'esame consta di una parte scritta e di una prova orale. La prova scritta ha lo scopo di verificare le capacità di calcolo dello studente, in relazione alla soluzione dei principali problemi di meccanica dei terreni affrontati durante il corso.
La parte orale, da sostenere previo superamento della parte scritta, ha lo scopo di verificare le nozioni teoriche e le competenze tecniche acquisite dallo studente, la capacità di esporle in modo chiaro, pertinente, conciso ed efficace, nonchè la predisposizione all'analisi critica dei dati progettuali che vengono forniti.


Bibliografia

Software utilizzato
Nessun software richiesto

Forme didattiche
Tipo Forma Didattica Ore di attività svolte in aula
(hh:mm)
Ore di studio autonome
(hh:mm)
Lezione
65:00
97:30
Esercitazione
35:00
52:30
Laboratorio Informatico
0:00
0:00
Laboratorio Sperimentale
0:00
0:00
Laboratorio Di Progetto
0:00
0:00
Totale 100:00 150:00

Informazioni in lingua inglese a supporto dell'internazionalizzazione
Insegnamento erogato in lingua Italiano

Note Docente
schedaincarico v. 1.6.9 / 1.6.9
Area Servizi ICT
30/11/2021