Raccolta dati

UNIVERSITÀ DEGLI S^{TUDI DI} N^APOLI F^EDERICO II

ANNO ACCADEMICO 2017/2018 Relatore:

Ch.mo Prof. Ing. Alessandro Flora Correlatore:

Ch.mo Prof. Ing. Massimo Ramondini Dott. Geol. Lucio Amato

Candidato:

Vittoria Esposito Matr. M67/328

S^CUOLA P^OLITECNICA D^ELLE S^CIENZE D^I B^ASE

CARATTERIZZAZIONE DEL SOTTOSUOLO DI N^{APOLI DA}

INDAGINI IN SITO: COSTRUZIONE DI UN DATABASE E PRIME APPLICAZIONI

Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile ed Ambientale

Tesi di Laurea Magistrale in Ingegneria Per L’Ambiente e il Territorio

Obiettivi

Caratterizzare il sottosuolo della città di Napoli tramite l’utilizzo di indagini in sito

Creare un database di facile consultazione e di pratico utilizzo, utile a scala cittadina a dare informazioni geotecniche

preliminare sul sottosuolo napoletano

Fasi del lavoro

1. Individuazione e raccolta dati 2. Costruzione del database

3. Determinazione delle caratteristiche meccaniche del sottosuolo tramite le indagini raccolte

4. Ricostruzione del profilo stratigrafico

Raccolta dati

• 1171 Prove Penetrometriche

67%

23%

10%

Raccolta dati

• 787 Prove Penetrometriche Dinamiche SPT

𝑵_𝑺𝑷𝑻 = 𝑵_𝟐 + 𝑵_𝟑 𝑵_𝟏 < 𝟓𝟎 ; 𝑵_𝟐+ 𝑵_𝟑 < 𝟏𝟎𝟎

Raccolta dati

• 265 Prove Penetrometriche Statiche CPT

𝑓_𝑠 = 𝑅_𝐿𝐿 𝐴_𝑠 𝑞_𝑐 = 𝑅_𝑝

𝐴_𝑝

Raccolta dati

• 129 Prove Penetrometriche Dinamiche Continue DP

𝑵_{𝑫𝑷𝑺𝑯}

Elaborazioni: Un Esempio di Fuorigrotta

A

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

0 5 10 15 20 25 30 35 40

profondità [m]

qc [MPa]

Zona A_CPT

A_01 A_02 A_03 A_04 A_05 A_06 A_07 A_08 A_09 A_10 A_11 A_12 falda media

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

0 20 40 60

profondità [m]

Nspt

Zona A_SPT

A_01

A_02

A_03

A_04

A_05

A_06

N=12

Elaborazioni: Un Esempio di Fuorigrotta

B

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

0 10 20 30 40 50

profondità [m]

Nspt

Zona B_SPT

B_01

B_03

B_04

B_05

B_06

B_07 0

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

0 5 10 15 20 25 30 35 40

profondità [m]

qc [MPa]

Zona B_CPT

B_01 B_02 B_03 B_04 B_05 B_06 B_07 B_08 falda media

N=8

Elaborazioni: Un Esempio di Fuorigrotta

C

0

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

0 10 20 30 40 50

profondità [m]

Nspt

Zona C_SPT

C_01 C_02 C_03 C_04 C_05 C_06 0

2 4

6 8 10 12 14 16 18

20 22 24 26 28 30

0 5 10 15 20 25 30 35 40

profondità [m]

qc [MPa]

Zona C_CPT

C_01 C_02 C_03 C_04 C_05 C_06 C_07 C_08 C_09 C_10 falda media

N=10

Valori medi

0

5

10

15

20

25

30

0 5 10 15 20 25 30

profondità [m]

qc media

Zona A

qc media media - scarto

media + scarto falda media

0

5

10

15

20

25

30

0 5 10 15 20 25 30

profondità [m]

qc media

Zona B

qc media media - scarto media + scarto falda media

0

5

10

15

20

25

30

0 5 10 15 20 25 30

profondità [m]

qc media

Zona C

qc media media-scarto media+scarto falda media

Coefficiente di variazione

0

5

10

15

20

25

30

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

profondità [m]

cv

Zona A

cv

0

5

10

15

20

25

30

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

profondità [m]

cv

Zona B

cv

0

5

10

15

20

25

30

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

profondità [m]

Zona Ccv

cv

Interpretazione meccanica

Densità

relativa Resistenza al

taglio Rigidezza

Densità relativa

CPT SPT

• Kulhawy & Maine (1990)

𝐷_𝑅 = 𝑞_𝑐1 305

0.5

𝑞_𝑐1 = ^𝑞𝑐

𝑝_𝑎 ∙ ^𝑝𝑎

𝜎_𝑣^′ 0.5

• Meyerhof (1957)

𝑁_𝑆𝑃𝑇 = 17 + 24 ^𝜎𝑣′

𝑝_𝑎 ∙ 𝐷_𝑅²

• Skempton (1986)

𝐷_𝑅 = 𝑁_{1 60} 𝑎 + 𝑏

𝑎 = 𝑓 𝜎^′ 𝑎 = 𝑐𝑜𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒

0

5

10

15

20

25

30

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

profondità [m]

Dr

Zona A

Dr cpt Dr SPT Meyerhof falda media

0

5

10

15

20

25

30

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

profondità [m]

Dr

Zona B

Dr cpt Dr SPT Meyerhof falda media

0

5

10

15

20

25

30

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

profondità [m]

Dr

Zona C

Dr cpt Dr SPT Meyerhof falda media

Densità relativa - Meyerhof (1957)

Sovrastima Dr

Densità relativa - Skempton (1986)

0

5

10

15

20

25

30

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

profondità [m]

Dr

Zona A

Dr cpt Dr SPT Skempton a=cost

Dr SPT Skempton a=f(σ') falda media

0

5

10

15

20

25

30

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

profondità [m]

Zona B Dr

Dr cpt Dr SPT Skempton a=cost

Dr SPT Skempton a=f(σ') falda media

0

5

10

15

20

25

30

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1

profondità [m]

Dr

Zona C

Dr cpt Dr SPT Skempton a=cost

Dr SPT Skempton a=f(σ') falda media

𝑎 = 𝑓 𝜎^′ 𝑎 = 𝑐𝑜𝑠𝑡𝑎𝑛𝑡𝑒 𝐷_𝑅 = 𝑁_{1 60}

𝑎 + 𝑏

Più affidabile

Densità relativa

CPT

SPT

Informazioni di sistema più affidabili

La prova mostra più dispersione laddove il materiale è più grossolano

Resistenza al taglio

Sotto falda Sopra falda

?

Interpretazione dei terreni in termini puramente attritivi

Andrebbe considerata un’aliquota di coesione

apparente dovuta alla suzione

CPT ed SPT

Resistenza al taglio

API (1987)

𝜑₁ = 0.16 ∙ 𝐷_𝑅² + 0.17 ∙ 𝐷_𝑅 + 28.4

0

5

10

15

20

25

30

26 28 30 32 34 36 38

profondità [m]

ϕ [°]

Zona A

0

5

10

15

20

25

30

26 28 30 32 34 36 38

profondità [m]

ϕ [°]

Zona B

0

5

10

15

20

25

30

26 28 30 32 34 36 38

profondità [m]

ϕ [°]

Zona C

𝑐 = 0 𝑐 =?

Resistenza al taglio

API (1987)

𝜑₁ = 0.16 ∙ 𝐷_𝑅² + 0.17 ∙ 𝐷_𝑅 + 28.4

0

5

10

15

20

25

30

26 28 30 32 34 36 38

profondità [m]

ϕ [°]

Zona A

0

5

10

15

20

25

30

26 28 30 32 34 36 38

profondità [m]

ϕ [°]

Zona B

0

5

10

15

20

25

30

26 28 30 32 34 36 38

profondità [m]

ϕ [°]

Zona C

Rigidezza CPT 𝐸 = 𝑘 ∙ 𝑞_𝑐

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30 40 50

profondità [m]

E

Zona B

E media falda media 0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30 40 50

profondità [m]

E

Zona A

E media falda media

0

5

10

15

20

25

30

0 10 20 30 40 50

profondità [m]

E

Zona C

E medio falda media

Litologia K

Sabbia limosa 1.5

Sabbia mediamente addensata 2

Sabbia densa 3

Sabbia e ghiaia 5

Meyerhof e Fellenius (1985):

Rigidezza

SPT Numerose correlazioni tra E ed N_SPT

Hanno uno scarso interesse in quanto presentano molti limiti nella loro applicabilità

𝑵_𝑺𝑷𝑻 𝐪_𝐜

Equivalenza tra SPT e CPT

Viggiani (1999):

Equivalenza tra SPT e CPT

Ricostruzione del profilo stratigrafico a

a

Paleosuolo

Eruzione di Monte Spina

Ceneri medio grossolane Eruzione di Astroni

Ceneri fini

Riporto Ceneri rimaneggiate

Sabbia

Falda

Litologia q^c [MPa] Dr ϕ [°] E [Mpa]

Ceneri rimaneggiate 4 0,41 31,5 8

Ceneri fini 3,5 0,35 31 7

Astroni 10 0.50 32 20

Montespina 15 0.53 33 30

Conclusioni

La città di Napoli presenta molto problemi di natura geotecnica legati alla variabilità, anche spaziale, delle proprietà

Sono state effettuate molte indagini, ma manca una reale sistematizzazione dei risultati

Sulla base delle numerose indagini raccolte, e delle conoscenze acquisite sul comportamento dei terreni negli ultimi anni, si può immaginare di fare una mappatura del territorio per diverse tipologie. Ciò sarebbe un utile supporto ad enti e liberi professionisti per i futuri scenari di

manutenzione, adeguamento e realizzazione di opere strutturali

GRAZIE PER

L’ATTENZIONE