presentazione 02 [modalità compatibilità]

CARATTERISTICHE FISICHE DELLE TERRE
volumi
pesi
vuoti
Fase gassosa
Fase liquida
Fase solida
Vg
Vw
Vs
V = Vg+ Vw +Vs = Vv+ Vs
Vv
V
Pw
Ps
P
CARATTERISTICHE FISICHE DELLE TERRE
volumi
pesi
vuoti
Vg
Fase gassosa
Vw
Fase liquida
Vv
V
Ps
Vs
Fase solida
Pw
V = Vg+ Vw +Vs = Vv+ Vs
n= Vv/V
• Porosità
• INDICE DEI VUOTI
n=
e
1+ e
e=
n
1- n
e= Vv/ Vs
Relazione tra porosità ed
indice dei vuoti
e rappresenta sinteticamente le variazioni di volume
(il denominatore Vs rimane costante nell’ipotesi di particelle
incompressibili)
• Grado di saturazione
Sr= Vw / VV
(Sr= 0 - 100%)
Terreno asciutto
Terreno saturo
P
W= Pw/Ps
• Contenuto d’acqua
( W si determina in laboratorio, essiccando in stufa a
110°C un elemento di terra → in tal modo è possibile
ricavare immediatamente Ps e per differenza Pw)
• Peso unità di volume
γ = P/V
• Peso specifico dei granuli
γ S= PS/VS
• Peso specifico dell’acqua
γ W= PW/VW
• Peso volume del secco
γ d= PS/V
• Peso volume sommerso
γ b= γ - γ W
Alcune relazioni:
Sr =
γSW
γ We
γ
γ
= S
1+ W 1+ e
γ − γ − eγ W (1 − Sr )
γb = S W
1+ e
γ −γ
γb = S W
1+ e
γd =
Terreno parzialmente saturo
Terreno saturo (Sr=1)
• Grado di addensamento
Per particelle sferiche di ugual diametro:
Sistemazione cubica semplice
Sistemazione esagonale
Max porosità (47.6%)
DENSITÀ RELATIVA
min porosità (26.0%)
Dr =
e max − e
e max − e min
emax= indice dei vuoti stato di addensamento max
emin = indice dei vuoti stato di addensamento min
e = indice dei vuoti stato di addensamento naturale
CLASSIFICAZIONE DELLE TERRE
Un sistema di classificazione, per essere universalmente
accettato, deve individuare una terra in termini precisi,
prendendo in considerazione quelle caratteristiche di una
terra che non variano al mutare dei fattori ambientali, del
tempo, e/o delle sollecitazioni applicate
• composizione mineralogica dei granuli
• forma
• dimensioni
• peso di volume
• porosità
• contenuto d’acqua
•…
•...
Elementi di
classificazione
(INTRINSECI)
Caratteristiche fisiche non
costanti e caratterizzanti
stati particolari di una terra
Classificazione granulometrica
La relazione tra i diametri delle particelle e i
corrispondenti quantitativi di terra, per le terre più
grosse viene stabilita attraverso una vagliatura per
d> 5mm, una setacciatura per d<5 mm
• Serie di crivelli UNI 2234
100 - 71- 60 - 40 - 25 - 15 - 10 - 5 mm
• Serie di setacci UNI 2332
2 - 1- 0.425 - 0.18 -0.075 mm
Serie ASTM: 4’’, 3’’, 2’’, 1.5’’,n.4,10,20, 40,80,200
• Fondo di raccolta
• bilancia avente portata 10 kg e sensibilità 1 g
• bilancia avente portata 0.8 kg e sensibilità 0.1 g
• una stufa per essiccare il materiale
• un essiccatore per contenere il materiale prima
della vagliatura
Classificazione granulometrica
(MIT: Massachussetts Institute of Technology)
ARGILLA
F
M
LIMO
G
F
0.2 µm 0.6 µm
0.06µ
µm
2µ
µm
M
SABBIA
G
F
6 µm 20 µm
M
GHIAIA
G
F
200 µm 600 µm
60µ
µm
2mm
M
6 mm
CIOTTOLI
G
F
20 mm
M
G
200 mm 600 mm
60mm
diam
2000mm
scala semilog
Analisi granulometrica
Mt = massa totale di materiale secco
• si annotano le masse
M100, M71, ... M5
M2, M1 ... M0.075
M raccolta sul fondo
Il peso del materiale contenuto in ogni setaccio (+
quello dei setacci che lo precedono dall’alto), riferito
al peso totale, viene detto:
“% di trattenuto” o “trattenuto
Il complemento a 100 della “% di trattenuto” è:
“% di passante” o passante
Passante
%
A
L
S
C
Curva
granulometrica
Scala semilog
diam particelle
Sul passante a 0.075mm viene fatta
ANALISI PER SEDIMENTAZIONE
la quale si basa sulla Legge di Stokes, per la quale la
velocità di sedimentazione di particelle sferiche
dipende da:
- diametro particelle
- viscosità mezzo
- rapporto densità
% maggiore
Nome della terra
con
>25%
-oso
15-25 %
debol.te oso
5-15 %
Esercizio
Il terreno naturale
caratteristiche:
W = 12%;
di
una
cava
ha
le
seguenti
e= 0,54; γs=2,65 t/m3
Determinare:
A: il peso di volume della terra in cava
B: il n° dei camions necessari per il trasporto dalla cava del
materiale occorrente alla formazione di un rilevato di 40.000
m3 sapendo che il terreno dopo la posa in opera ed il
costipamento ha un γd= 1,83 t/m3 ed il peso del materiale
trasportato mediamente da ogni camion è di 6,2 t.
C: il volume scavato nella cava dopo l’asportazione del
materiale
A: il peso di volume della terra in cava
γ
γ = γ = s
d 1+ w 1+ e
γ=
γ
s (1 + w ) = 2,65 ⋅ (1 + 0,12) = 1,93t / mc
1+e
1 + 0,54
B:il peso di terreno dopo la posa in opera
γ
d
=
Ps
V
⇒
P = γ d ⋅V = 1,83 ⋅ 40 .000 = 73 .200 t
s
Il peso dell’acqua:
w=
Pw
Ps
⇒ P = w ⋅ P = 0,12 ⋅ 73.200 = 8.784 t
w
s
P = Pw + Ps = 81 .984 t
n° camion=
81 .984
6 .2
=13.223 camion
C:il volume scavato nella cava
γ=
P
V
⇒ V=
P
γ
=
81.984
= 42.478 m3
1,93
Esercizio
Note le quantità Q in grammi presenti su ogni setaccio costruire la
curva granulometrica e classificare il terreno:
Setaccio
D (mm)
Q (gr)
1’’
25,4
22
3/4’’
19,1
8
-
15,0
9
1/8’’
12,7
9
3/8’’
9,5
8
4
4,76
63
10
2,00
64
18
1,00
43
40
0,42
42
60
0,25
23
80
0,177
10
200
0,074
22
FONDO
77
Tot. gr.
400
T1 =
T2 =
T3 =
T4 =
T5 =
Pesi trattenuti dai
singoli setacci
Ti =
∑Q
PTOT
i
⋅ 100
Pi = 100 − T i
PTOT = 400 gr .
22
= 5 ,5 %
P1 = 94 ,5 %
400
22 + 8
= 7 ,5 %
P2 = 92 ,5 %
400
22 + 8 + 9
= 9 , 75 %
P3 = 90 ,25 %
400
22 + 8 + 9 + 9
= 12 %
P4 = 88 %
400
22 + 8 + 9 + 9 + 8
= 14 %
P5 = 86 %
400
SI COSTRUISCE LA NUOVA TABELLA
Diametro
Ti%
Pi%
25,4
5,5
94,5
19,1
7,5
92,5
15,0
9,75
90,25
12,7
12
88
9,5
14
86
4,75
29,75
70,25
2,00
45,75
54,25
1,00
56,50
43,50
0,42
67
33,00
0,25
72,75
27,25
0,177
75,25
24,75
0,074
80,75
19,25
FONDO
100
0,00
GHIAIA 45,75%
LIMO E ARGILLA
SABBIA
GHIAIA
(mm)
SABBIA 35%
LIMO E ARGILLA 19,25%
⇓
GHIAIA CON SABBIA
LIMO ARGILLOSA
Si riportano ora i dati nella TABELLA DELL’ANALISI
GRANULOMETRICA e si costruisce la curva