Caterina DI MAIO | GEOTECNICA

Italiano

Il corso, che rappresenta il primo insegnamento dell’omonimo settore (ICAR/07), fornisce le conoscenze di base del comportamento meccanico dei terreni e dell’interazione terreno-struttura nei principali e più diffusi problemi di Ingegneria Geotecnica (fondazioni, opere di sostegno, stabilità dei pendii).

Lo studente dovrà apprendere: gli elementi di base della meccanica dei mezzi particellari saturi; le procedure sperimentali di sito e di laboratorio generalmente usate per la caratterizzazione fisico-chimica-meccanica dei terreni; i modelli fisico-matematici dei processi di filtrazione, di consolidazione, di deformazione fino a rottura. Lo studente deve apprendere come applicare le conoscenze di base alle problematiche ingegneristiche geotecniche; progettare le indagini di sito e di laboratorio per l’analisi dei problemi geotecnici; definire modelli teorici dei terreni in grado di cogliere gli aspetti più importanti del loro comportamento; individuare i modelli matematici capaci di meglio descrivere i processi reali; calcolare gli effetti delle variazioni di carico sul comportamento dei terreni. 

Lo studente dovrà essere in grado di approfondire autonomamente problematiche diverse da quelle trattate a lezione, con maturità e autonomia di giudizio.  Deve avere la capacità di spiegare i contenuti della disciplina, in maniera semplice, anche a persone non esperte, utilizzando correttamente il linguaggio scientifico. Deve essere in grado di aggiornarsi continuamente, tramite la consultazione di testi e pubblicazioni e la frequenza di seminari specialistici.

È necessario avere assimilato le conoscenze di base di “Scienza delle Costruzioni” e “Idraulica” o “Meccanica dei fluidi”, e in particolare i concetti fondamentali di Meccanica del Continuo relativi a tensioni, deformazioni, legami costitutivi, elasticità, plasticità, condizioni di equilibrio, condizioni di congruenza, criteri di resistenza, e i concetti di base dell’Idraulica: carico idraulico, perdite di carico, moti di filtrazione, azioni di trascinamento ecc.

1. Origine, struttura, caratteristiche fisico-chimiche e classificazione dei terreni.

2. Tensioni e deformazioni nei mezzi granulari. Tensionali totali, pressioni interstiziali e tensioni efficaci. Distribuzione degli stati tensionali totali ed efficaci in condizioni litostatiche con acqua di porosità in quiete.

3. Equazioni dei moti di filtrazione in condizioni stazionarie in mezzi porosi saturi. Determinazione sperimentale della conducibilità idraulica in sito e in laboratorio. Stati tensionali totali ed efficaci nei terreni interessati da moti filtranti. Forze di trascinamento. Fenomeni di subsidenza. Fenomeni di sifonamento e di erosione interna.

4. Condizioni drenate e non drenate indotte da variazioni delle condizioni al contorno meccaniche e/o idrauliche. Sovrappressioni interstiziali.  Variazioni di volume nei terreni.  Transitori di consolidazione e rigonfiamento indotti da carico/scarico o da variazioni delle condizioni idrauliche al contorno. Prove di laboratorio per la determinazione dei parametri di compressibilità e dei coefficienti di consolidazione/rigonfiamento. Calcolo delle deformazioni e degli spostamenti e del loro decorso.

5. Criteri di rottura usati per i terreni. Criterio di Mohr-Coulomb. Stati di equilibrio limite attivo e passivo. Resistenza di picco e resistenza residua. Legami costitutivi adottati per i terreni. Legami elasto-plastici. Modello Cam-clay. Determinazione sperimentale dei parametri di compressibilità, deformabilità e resistenza a rottura mediante prove di laboratorio.

6. Tensioni limite attive e passive di Rankine. Spinta su pareti verticali lisce.

7. Indagini e misure in sito. Misure piezometriche e inclinometriche. Prove di permeabilità. Prove penetrometriche statiche e dinamiche, prove scissometriche, prove pressiometriche.

8. Risoluzione di alcuni problemi applicativi (carico limite e cedimenti delle fondazioni dirette, spinte sulle opere di sostegno, coefficiente di sicurezza di un pendio) in condizioni geometriche e meccaniche semplici.

Il corso prevede 90 ore di didattica tra lezioni, esercitazioni numeriche e di laboratorio, visite tecniche su pendii in frana e cantieri di interesse geotecnico.

L’obiettivo della prova d’esame consiste nel verificare il livello di raggiungimento degli obiettivi formativi precedentemente indicati.

L’esame consiste in una prova orale oppure scritta (a scelta dello studente) che comprende due domande su aspetti teorici e un esercizio. Il tempo dell’esame è di due ore per la prova scritta e di circa un’ora per la prova orale. Il superamento dell’esame richiede una conoscenza almeno sufficiente di tutti e tre gli argomenti a cui le domande si riferiscono. Nella valutazione e nel voto finale si terrà conto del livello di comprensione dell’argomento, della capacità di collegamento dei diversi argomenti, dell’abilità di elaborazione personale.

Appunti forniti dal docente disponibili nella cartella google drive accessibile agli studenti iscritti al corso (https://classroom.google.com/c/NjI2OTA5NzU3NTM3). Per ogni anno accademico, il materiale del corso è disponibile sotto forma di presentazioni ppt di tutte le lezioni nelle cartelle della google classroom

Testi suggeriti

Lancellotta R. – Geotecnica – Zanichelli T.W.

Lambe & R.V. Whitman – Meccanica delle Terre – Flaccovio Editor.

Picarelli L. - Appunti di Geotecnica - Hevelius

All’inizio del corso, dopo aver descritto obiettivi, programma e metodi di verifica, si mette a disposizione degli studenti il materiale didattico. Si forma inoltre un gruppo di WhatsApp per le comunicazioni veloci.

Orario di ricevimento: il martedì dalle 9 alle 14 presso lo studio nella Scuola di Ingegneria oppure nel vicino laboratorio di Geotecnica. La docente e? disponibile ad interagire con gli studenti mediante e-mail istituzionale.

 9/2/2024, 16/2/2024, 23/2/2024, 8/03/24, 22/03/24, 05/04/23, 29/04/24, 10/05/24, 7/6/24, 12/07/24, 26/7/2024, 13/9/2024, 11/10/2024, 15/11/2024, 13/12/2024

Il corso prevedere seminari di professori di altre Università e di esterni

Sono previste visite tecniche nei cantieri e sulle frane. Frequenti sono le esercitazioni in laboratorio.