l`acqua nel terreno - Dipartimento di Ingegneria Strutturale e

Prima Facoltà di Architettura “Ludovico Quaroni”
LABORATORIO DI COSTRUZIONI
DELL’ARCHITETTURA II
MODULO DI GEOTECNICA E FONDAZIONI
Docente: Ing. Giuseppe Scasserra
Dipartimento di Ingegneria Strutturale e Geotecnica
Via A. Gramsci 53 - 00197 Roma
tel: 06-49.91.91.73
[email protected]
LEZIONE 2A:
L’ACQUA NEL TERRENO
L’ACQUA NEL TERRENO
In genere i terreni
naturali sono saturi
d'acqua a profondità
maggiori di pochi
metri dalla superficie
del suolo
L’acqua nel terreno si può trovare in due condizioni:
 In quiete (condizioni idrostatiche)
 In movimento (condizioni idrodinamiche)
ACQUA IN QUIETE
In un mezzo poroso saturo con acqua in quiete, l'altezza piezometrica
è in ogni punto la stessa; ne deriva che in due punti posti a quote
diverse (ad esempio A e B), la pressione dell'acqua è diversa
pelo libero
la pressione dell'acqua (u) cresce linearmente con la profondità ed è
uguale in ogni punto al prodotto del peso specifico dell'acqua (γw) per
la profondità zw del punto considerato dal “pelo libero” (dove u=0)
ACQUA IN QUIETE
NB: la pressione dell’acqua u è una pressione RELATIVA valutata
rispetto alla pressione atmosferica
u = pass - pa
Dove pa è la pressione
atmosferica cioè la pressione
esercitata dall’aria
pa = 1 kg/cm2 = 100 kPa,
equivale alla pressione
esercitata da una colonna
d’acqua di altezza 10 m
ACQUA IN QUIETE
Aria
pass=pa
Pressione relativa
zw = 0 (pelo libero)
zw
u = pass - pa = pa - pa = 0
zw > 0 (sotto il pelo libero)
Acqua
u = pass - pa > 0
ACQUA IN MOTO: LEGGE DI DARCY
Legge di Darcy
Δh
TERRENO
L
Lega la velocità v di filtrazione al gradiente idraulico i
attraverso un coefficiente di permeabilità k
v = k ! "h / L = k ! i
ACQUA IN MOTO: PEARMEABILITA’
Coefficiente di permeabilità k
tiene conto della resistenza che il terreno oppone al passaggio
dell’acqua attraveserso gli interstizi dello scheletro solido
Dipende principalmente dalle dimensioni degli interstizi e quindi
dalle dimensioni dei granuli solidi
ACQUA IN MOTO: PEARMEABILITA’
Δh
Sabbia
k=10-2 m/s
L
sabbia
Δh = 1 m
L=1m
k = 10-2 m/s
"h
!2 1 m
!2
v=k
= 10
= 10 m / s
L
1m
L
1m
t = = !2
= 100 s
v 10 m / s
ACQUA IN MOTO: PEARMEABILITA’
Δh
argilla
k=10-8 m/s
L
argilla
Δh = 1 m
L=1m
k = 10-8 m/s
"h
!8 1 m
!8
v=k
= 10
= 10 m / s
L
1m
L
1m
8
t = = !8
= 10 s = 3.2 anni
v 10 m / s
FALDE IDRICHE
falda idrica quella parte di sottosuolo in cui il terreno è saturo e la pressione dell'acqua
nei pori è maggiore della pressione atmosferica, cioé u > 0.
Superficie libera della falda: luogo dei punti in cui u=0 (p=pa)
falda freatica: falda con superficie superiore (superficie libera) a contatto con
l'ambiente atmosferico attraverso i vuoti del terreno
falda artesiana: falda con superficie superiore a contatto con mezzi praticamente
impermeabili (sulla superficie limite superiore u>0).
MISURA DELLE PRESSIONI INTERSTIZIALI
la pressione dell'acqua u può essere
misurata per mezzo di un
PIEZOMETRO
Un piezometro è un elemento poroso,
pieno d’acqua, la cui pressione è uguale
a quella dell’ambiente circostante
La misura avviene rilevando l’altezza di
risalita dell’acqua nel tubicino connesso
all’elemento poroso, tenuto conto che
l’altezza della colonna d’acqua è tale da
bilanciare la pressione neutra nel punto:
uG = γw * x
x=