Esercitazione 6 PDF

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Summary

Esercitazione obbligatoria per sostenere l'esame di profitto....

Description

Indice Interventi di stabilizzazione stabilizzazione...................................................................................................................... 3 Verifica di stabilità .................................................................................................................................. 5 Interventi ............................................................................................................................................... 8 1.

Trincee drenanti ....................................................................................................................................... 8

2.

Trincee drenanti e scavo e riporto .......................................................................................................... 10

3.

Trincee drenanti e dreni sub-oriz sub-orizzontali zontali ................................................................................................. 12

4.

Trincee drenanti, scavo e riporto e dreni ................................................................................................ 14

Conclusioni .......................................................................................................................................... 16

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Interventi di stabilizzazione Si verifichi la stabilità del pendio schematizzato in figura e si progettino schematicamente gli interventi di stabilizzazione, considerando opportuni interventi di drenaggio (trincee drenanti e/o dreni suborizzontali) e movimenti di terre (rinfianco e/o scavo di alleggerimento). Il pendio è costituito di due strati di terreni denominati strato 1 e strato 2. La falda si trova in corrispondenza della cresta del pendio, definendo la completa saturazione del pendio. Per ciascuno studente sono assegnati gli spessori (s1, s2) e la pendenza (α1 e α2) degli strati oltre alle caratteristiche meccaniche dei terreni corrispondenti (γ1, C1 e γ2, C2). Il peso dell’unità di volume del terreno è considerato costante per entrambi gli strati (γ1= γ2= 19 kN/m3).

Strato1

s1

Strato2

s2

1

2

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L’esercitazione è stata svolta utilizzando il software “GeoStudio 2018-R2” e in particolare l’applicativo “SLOPE”, che riguarda la stabilità dei pendii di terra e di roccia, selezionando il metodo “Limit Equilibrium”. In “Define Analyses” è stato inserito il tipo di analisi scegliendo dal menu a tendina “Analysis Type” il metodo di “Bishop”. Nella sezione “Advanced” sono state inserite le informazioni geometriche relative alle strisce: -

larghezza delle strisce: 0.1 m numero di strisce: 30 numero di iterazioni: 100

Tramite il file PDF ognuno si prende il proprio range di valori in modo da avere le proprietà del terreno e quelle geometriche da utilizzare

Con il comando “Draw Regions” è stata disegnata la geometria del problema, assegnando una lunghezza arbitraria al lato superiore del pendio, dopodiché andando in “Define” → “Materials” sono stati definiti i materiali, scegliendo il modello costitutivo di “Mohr-Coulomb” ed inserendo i parametri: γ1= γ2= 19 kN/m3, C1= 6 kPa, C= 34 kPa, ϕ1= 19°, ϕ2= 26°, ed è stato assegnato alla geometria. Si disegna anche la linea piezometrica tramite il comando “Draw Pore – Water Pressure”, che segue la geometria del rilevato in quanto abbiamo le ipotesi di completa saturazione.

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Verifica di stabilità Il primo passo che si fa è una verifica di stabilità senza nessuno intervento, così da constatare se nel pendio è necessario o meno effettuare un intervento di stabilizzazione. Essendo in presenza di due strati di terreno si effettuano due tipi di verifiche: una di tipo locale e una di tipo globale, per andare a vedere se il problema riguarda solo lo strato superiore o tutto l’ammasso. Per fare ciò si utilizzano due tipi di comandi. Per la verifica locale è stato usato il metodo “Entry and Exit” andando a selezionarlo in “Slip Surface” nella finestra “Define Analyses”, questo è un metodo alternativo a “Grid and Radius” usato per tracciare la griglia dei centri e tangenti ai cerchi.

In particolare, è stato posto “Entry Range” in cima al rilevato ed “Exit Range” che parte dall’interfaccia dei due tipi di terreno e si alza fino ad 1/3 dell’altezza del terreno soprastante:

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Dall’analisi locale si ottiene il seguente risultato:

Il coefficiente di sicurezza è pari a 0.83. Essendo minore di 1, lo strato superiore del pendio non risulta stabile. Per la verifica globale sono stati definiti i centri e raggi della superficie di scivolamento andando in “Draw” → “Slip Surface” → “Grid” è stata tracciata la griglia dei centri; dopodiché andando in “Draw” → “Slip Surface” → “Radius” sono state definite le tangenti ai cerchi.

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Il coefficiente di sicurezza è pari a 0.77. Essendo minore di 1, il pendio non risulta stabile. Essendo entrambe le verifiche non soddisfatte si procede effettuando diversi ipotesi di interventi di stabilizzazione.

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Interventi Gli interventi di stabilizzazione possono essere di diverse tipologie, si può ipotizzare di abbassare la linea di falda tramite “interventi di drenaggio” oppure si possono apportare modificare alla geometria del pendio tramite “movimenti di terra”. 1. Trince Trincee e drenanti Il primo intervento che è stato ipotizzato riguarda l’uso delle trincee drenanti, ovvero sistemi di drenaggio molto estesi in planimetria e poco profondi. Si propone di realizzare la “trincea drenate” ad una profondità di 5 m (la scelta di fermarsi a 5 m è per evitare un aumento eccessivo dei costi) dal piano campagna e si è proceduto con le verifiche di stabilità. Dall’analisi locale:

Il coefficiente di sicurezza risulta pari a 1.34. Essendo maggiore di 1, lo strato superiore di terreno si può considerare stabile. 8

Dall’analisi globale:

Il coefficiente di sicurezza risulta pari a 0.86. Essendo minore di 1, il pendio non risulta stabile. Quindi, dalle analisi effettuate si evince che, utilizzando solo le “trincee drenanti” non si arriva ad una condizione di stabilità che risulta soddisfacente.

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2. Trince Trincee e drenanti e scavo e riporto Il secondo intervento ipotizzato è quello che vede coadiuvati ”drenaggi” e “movimenti di terra”. Si è supposto di inserire la “trincea drenante" nel terreno superiore ad una profondità di 5m, di effettuare uno “scavo” dello stato superiore e con l’utilizzo del materiale scavato si va a realizzare un “riporto” ai piedi del pendio. Dall’analisi locale:

Il coefficiente di sicurezza risulta pari a 1.91. Essendo maggiore di 1, lo strato superiore di terreno è stabile.

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Dall’analisi globale:

Il coefficiente di sicurezza risulta pari a 0.92. Essendo minore di 1, il pendio non risulta stabile. Anche questa soluzione non è soddisfacente poiché lo strato superiore risulta stabile ed il pendio globalmente non risulta stabile.

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3. Trince Trincee e drenanti e dreni sub-orizzontali La terza soluzione ipotizzata è di intervenire con “trincea drenante” e “dreni sub-orizzontali”. Posizionando la “trincea drenante” a 5 m dal p.c. , si ipotizza di inserire 4 dreni sub-orizzontali (iniziando dalla profondità di 6 m dal p.c.) con una profondità di 10 m, posti ad un interasse di 2 m tra loro. Dopodiché, si è dovuta disegnare la nuova linea piezometrica e si è proceduto con le dovute verifiche. Dall’analisi locale:

Il coefficiente di sicurezza risulta pari a 1.33. Essendo maggiore di 1, lo strato superiore di terreno si può considerare stabile

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Dall’analisi globale:

Il coefficiente di sicurezza risulta pari a 1.00. Essendo pari ad 1, il pendio risulta stabile. Questo tipo di soluzione è efficace perché oltre a rendere stabile lo strato superiore, fa in modo che anche globalmente il pendio risulti stabile.

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4. Trince Trincee e drenanti, scavo e riporto e dreni Quarta soluzione ipotizzata vede l’impiego delle “trincee drenanti”, “scavi e riporti”, “dreni”. Quindi, è l’unione di tutte le soluzioni viste in precedenza. Dall’analisi locale si ha:

Il coefficiente di sicurezza risulta pari a 1.91. Essendo maggiore di 1, lo strato superiore di terreno si può considerare stabile.

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Dall’analisi globale si ha:

Il coefficiente di sicurezza risulta pari a 1.05. Essendo maggiore di 1 lo strato il pendio si può considerare stabile.

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Conclusioni Tra le soluzioni proposte si notano diversi valori del coefficiente di sicurezza:

In virtù dei valori riportati, si possono fare alcune considerazioni: a) Le soluzioni 1. e 2. non sono soddisfacenti per la verifica globale, quindi sono da escludere. b) La soluzione 3. risulta verificata. Questi interventi di drenaggio soddisfano il coefficiente di sicurezza in entrambe le verifiche (locale e globale). c) La soluzione 4. è verificata con valori maggiori della soluzione 3. sia per la verifica locale che globale. Non avendo informazioni dell’ubicazione del pendio, scelgo la soluzione 3. poiché il coefficiente di sicurezza è idoneo sia per la verifica locale che globale. Inoltre, con la soluzione 4. si ha un intervento di “scavi e ripoti” per il quale F, nella verifica globale, non aumenta di molto rispetto alla soluzione 3., ma tale intervento porta ad un aumento di costi dovuto ai lavori di movimentazione di terra.

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