Caratterizzazione geotecnica e sismica dei terreni e degli ammassi rocciosi

Il libro dal titolo “Progettazione geotecnica e sismica 2.0" costituisce il primo di una serie di pubblicazioni nelle quali le problematiche di ingegneria geotecnica più frequenti nella pratica professionale sono direttamente trattate con esempi applicativi sviluppati mediante fogli di calcolo realizzati in Excel, allo scopo di fornire uno strumento di facile e rapido utilizzo per il progettista geotecnico.
 
Lo scopo è quello di fornire un immediato supporto al progettista geotecnico nella sua quotidiana pratica di analisi e dimensionamenti di opere geotecniche, quali fondazioni superficiali e profonde, opere di sostegno, opere in terra, analisi di stabilità di pendii e relativa definizione degli interventi di stabilizzazione, scavi a cielo aperto e in sotterraneo.
 
Oggigiorno lo strumento quotidiano di lavoro comunemente adottato dai progettisti di opere geotecniche è costituito dall’impiego di fogli elettronici o di calcolo Excel. Utilizzando dei fogli di calcolo Excel è infatti facile valutare la relazione fra i parametri geotecnici adottati e i risultati che si ottengono relativamente al dimensionamento e alla verifica delle condizioni di sicurezza dell’opera geotecnica. Inoltre è possibile effettuare delle vere e proprie analisi di sensitività, valutando le conseguenze progettuali del possibile campo di variazione dei parametri geotecnici caratteristici e di progetto.   
 
Il presente volume costituisce il primo di una serie nella quale le problematiche di ingegneria geotecnica più frequenti nella pratica professionale sono direttamente trattate con esempi applicativi sviluppati mediante fogli di calcolo Excel,  allo scopo di fornire uno strumento di facile e rapido utilizzo per il progettista geotecnico, limitando al minimo indispensabile la trattazione teorica.
 
In tale primo volume si affrontano tutti gli aspetti fondamentali relativi alla caratterizzazione geotecnica dei terreni e degli ammassi rocciosi. Gli argomenti dei fogli di calcolo Excel sono stati suddivisi in appositi capitoli in ciascuno dei quali è riportata una breve teoria esplicativa di quanto è stato sviluppato e riportato nei singoli fogli di calcolo.
 
Il primo argomento sviluppato riguarda l’utilizzo di fogli di calcolo Excel per la definizione dei parametri geotecnici caratteristici, sulla base di un campione significativo di risultati di prove di laboratorio.
 
Il secondo argomento riguarda l’identificazione, la classificazione e caratterizzazione fisica dei terreni. A questo riguardo i fogli Excel consentono l’esame delle analisi granulometriche, la determinazione del contenuto d’acqua, del peso specifico delle particelle, dell’indice dei vuoti, della porosità, del grado di saturazione, dei limiti di consistenza o di Atterberg, e forniscono le relazioni fra le diverse proprietà indici dei terreni.
 
Alcuni fogli di calcolo riportano, inoltre, degli esempi relativi all’elaborazione dei risultati delle prove di laboratorio più impiegate per la caratterizzazione fisica dei terreni.  Altri fogli di calcolo consentono, sulla base dei risultati delle prove di laboratorio, l’adozione del sistema di classificazione AASHTO (American Association of State Highway and Transportation Officials), ripreso anche dalla norma CNR UNI 10006, e del sistema di classificazione unificato (Unified Soil Classification System) adottato dal Corps of Engineers e dal Bureau of Reclamation statunitensi.
 
Il terzo argomento trattato si riferisce a tutte le principali prove impiegate per la determinazione della resistenza e deformabilità dei terreni. A questo riguardo vengono forniti numerosi fogli di calcolo Excel che consentono, con degli appositi esempi riportati, l’interpretazione delle più utilizzate prove in sito quali le prove SPT, CPT, CPTU, pressiometriche, dilatometriche e di permeabilità.

Il quarto argomento trattato riguarda gli elementi principali di progettazione geotecnica antisismica ovvero sia l’impiego di prove in sito e sismiche per la caratterizzazione del sito ai fini dello studio della risposta sismica locale. Alcuni fogli di calcolo consentono  la valutazione del rapporto di sforzo ciclico e di resistenza ciclica, la valutazione del rischio di liquefazione e la valutazione del cedimento indotto dal sisma.
 
Un quinto argomento riguarda, infine, per quanto concerne gli ammassi rocciosi e la meccanica delle rocce, l’applicazione dei sistemi di classificazione degli ammassi rocciosi, con particolare riferimento ai sistemi di classificazione proposti da Bieniawski (indice RMR), da Hoek (indice GSI) e da Barton (indice Q). Inoltre, sono forniti alcuni fogli di calcolo per l’interpretazione delle prove geomeccaniche di laboratorio (prove di compressione monoassiale, triassiale e di taglio diretto)  e per la definizione dei parametri di resistenza al taglio e di deformabilità, adottando il criterio di rottura proposto da Hoek e Brown, attualmente il più diffuso per la caratterizzazione geomeccanica degli ammassi rocciosi per quanto concerne la progettazione delle opere civili (fondazioni, dighe, scavi a cielo aperto e in sotterraneo, stabilizzazione di pendii in roccia). 
 
Al presente primo volume seguiranno altri due volumi, che riporteranno dei fogli di calcolo Excel per il dimensionamento delle fondazioni, il miglioramento dei terreni di fondazione, la determinazione della spinta delle terre, il dimensionamento delle opere di sostegno e la valutazione della stabilità dei pendii.