Prove Penetrometriche Statiche con Piezocono CPTu

Le prove penetrometriche consistono nell'infiggere, ad una velocità costante di

20 mm/s, una punta di dimensioni normalizzate avente un diametro di 36 mm ed un

angolo di apertura del cono di 60°. Per quanto riguarda l'esecuzione di tali prove è stato utilizzato un penetrometro elettrico (piezocono) PAGANI TG 63 – 200. La Tabella 2.10 riporta le caratteristiche del piezocono utilizzato. Utilizzando il piezocono, cioè questa punta strumentata elettricamente, è possibile ottenere ottimi risultati dalle prove statiche, sia in termini di precisione delle misure che in termini di frequenza di campionamento dei dati. Con il piezocono adottato è infatti possibile acquisire, durante

Sond. [m] [m] 6 m 12 m [m] [m] S1 14,8 6,8 - - 8 7,9 S4 23,2 - Assente 6,85 16,35 14 S8 20 - Assente 8,92 11,08 10,8 S12 28,6 - Assente 7,68 20,92 20,4 S14 22,8 - Assente 8,15 14,65 14,4 S17 20 - 4,43 5,1 15,57 (6m)_{14,9 (12m)} 11,1 Quota del Boccaforo Piez.a tubo aperto Piezometro Casagrande Soggiacenza della Falda dal

Boccaforo

Quota del Livello Idrico

il movimento continuo di spinta, la resistenza alla punta qc e l'attrito laterale fs ad ogni

centimetro di profondità. Il sistema acquisisce inoltre il valore della pressione idrostatica nei pori u2, l'angolo di inclinazione della batteria di aste e il tempo di

dissipazione (tempo intercorrente misurato tra la misura della sovrapressione ottenuta in fase di spinta e la pressione misurata in fase di alleggerimento di spinta). Attraverso un software installato su di un notebook è possibile acquisire i dati relativi alla prova in tempo reale. La Tabella 2.11 riporta i dati tecnici del piezocono.

Tabella 2.10_Caratteristiche del Piezocono Pagani TG 63-200

Caratteristiche del Piezocono

Canali di misura: Dimensioni:

Resistenza di punta

(qc): 10; 50 o 100 MPa Angolo di apertura cono: 60°

Attrito laterale (fs): 0,5 MPa Diametro: 36 mm

Pressione nei pori (U): 2,5 MPa Sezione di spinta: 10 cm²

Inclinazione: 0 - 40° Superficie laterale: 150 cm²

Peso: 3,5 kg

Lunghezza: 855 mm

Il piezocono, cioè il penetrometro statico a punta elettrica, è dotato di un elemento poroso di ceramica fine o di acciaio, detto filtro, di norma posto alla base della punta conica, ed è proprio attraverso il filtro che è possibile misurare e registrare, oltre ai parametri di resistenza alla penetrazione, qc e fs, anche la pressione interstiziale, u2, sia

durante l’avanzamento sia a penetrometro fermo (Figura 2.17).

La misura corretta della pressione u2 è condizionata dalla completa saturazione del filtro.

La possibilità di misurare la pressione interstiziale ha considerevolmente aumentato la capacità interpretativa della prova nei terreni saturi sotto falda. Infatti, durante la penetrazione alla velocità di 2 cm/s, nei terreni sabbiosi e permeabili la rottura avviene in condizioni drenate, senza sensibili variazioni della pressione interstiziale, e quindi la pressione misurata dal piezometro coincide con quella in sito ( u2 = u0), mentre nei

terreni a grana fine e poco permeabili, si generano sovrappressioni interstiziali, Δu, e quindi viene misurata la pressione u2 = u0 + Δu.

Tabella 2.11_Dati tecnici del Piezocono Pagani TG 63-200

DATI TECNICI

Motore _Tipo Benzina; 2 cil.;

V Diesel; 2 cil.

Potenza [HP (kW) RPM] 18 (13.5) - 3600 18 (13.5) - 3600

Raffreddamento Aria Acqua

Traslazione Cingolato a trasmissione

idrostatica Cingolato Gommato

Velocità di traslazione [km/h] 0 ÷ 2

Pendenza Max % 30

Pompa Idraulica

Numero di Pompe 2

Max. pressione operativa [bar] 240

Stabilizzatori Numero 3

Tipo Idraulico

CPT

• Max pressione operativa [bar] 240 • Forza di infissione [KN] 200 • Forza di estrazione [KN] 210

• Velocità di infissione senza carico [cm/sec] 0÷10 • Velocità di estrazione senza carico [cm/sec] 0÷7.5 • Corsa [mm] 1250

ANCORAGGIO

• Motori idraulici con riduttore 4 • Coppia [kgm] 160

• Sistema di ancoraggio: Aste elicoidali composte • Aste elicoidali Ø x L [mm]: 100 x 750

Figura 2.18_Esempio di profili registrati con piezocono (CPTu 51Sx)

Poiché inoltre la sensibilità dello strumento alla variazione delle pressioni interstiziali è molto alta in quanto non risente di effetti di scala, è possibile identificare anche sottili lenti di terreno con diversa permeabilità, la cui presenza può essere decisiva nella stima dei tempi di consolidazione. In Figura 2.18 sono rappresentati, a titolo di esempio, i profili delle misure eseguite durante una prova con piezocono, relativi alla prova CPTu 51 eseguita sull'argine sinistro fino ad una profondità di 19.69 m.

3

L'ELABORAZIONE DEI RISULTATI

3.1

Introduzione

Negli ultimi decenni i traguardi raggiunti nella programmazione hanno visto come diretta conseguenza un massiccio sviluppo di software per la risoluzione delle più svariate problematiche, dalle più semplici e di rapida soluzione, alla gestione e soluzione di sistemi più complessi che quotidianamente ci si trova ad affrontare nei diversi settori dell'ingegneria civile e non solo. Così sono divenuti ormai di uso comune i software per il calcolo e la progettazione strutturale, quelli utilizzati nel campo dell'ingegneria idraulica per lo studio della propagazione dell'onda di piena o per le elaborazioni dei dati idrologici etc. Anche nel settore dell'ingegneria geotecnica non mancano certamente simili ausili. La loro utilità è assolutamente indiscutibile: essi permettono infatti di elaborare una notevole quantità di dati, a fronte di un dispendio di tempo praticamente irrisorio, dando la possibilità di ottenere risultati particolarmente precisi, dettagliati e facilmente gestibili. Non manca però il rovescio della medaglia: spesso i software forniscono delle interpretazioni dei dati di partenza che esulano dal contesto indagato e possono facilmente trarre in inganno portando a conclusioni errate, soprattutto se l'operatore interessato non è nelle condizioni di far fronte al problema con la dovuta esperienza. Inoltre l'utilizzatore è sovente chiamato ad una preliminare impostazione del programma, con l'inserimento di alcuni dati di partenza che possono essere fondamentali ai fini dei risultati. E' altrettanto necessario confrontare il livello di dettaglio dei risultati ottenuti con quello dei dati che l'operatore stesso ha immesso nel software: spesso gli out-put raggiungono dei livelli di precisione praticamente assurdi a fronte magari di pochi e scarsamente attendibili dati di in-put. E' perciò assolutamente indispensabile adoperare con cautela i risultati di questi programmi, valutandoli con attenzione, sulla base dell'esperienza e se possibile avvalendosi del confronto diretto con i risultati ottenuti dalla risoluzione di problematiche similari.

Alla luce di tutto ciò, i risultati delle indagini geognostiche trattate nel precedente capitolo sono stati elaborati ed interpretati con l'obiettivo di determinare i parametri caratteristici dei terreni indispensabili per le verifiche di resistenza idrauliche e meccaniche degli argini che verranno trattate successivamente. Nello specifico, i risultati delle prove CPTu sono stati utilizzati per la ricostruzione del profilo

stratigrafico e per la determinazione dei parametri di resistenza drenati (angolo di resistenza al taglio f') e non drenati (resistenza al taglio non drenata cu); mentre dai

risultati delle prove di laboratorio è stato possibile ricavare coesione, angolo di resistenza al taglio e peso dell'unità di volume.