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    Luciano PICARELLI

    Insegnamento di MECCANICA DELLE TERRE

    Corso di laurea magistrale in INGEGNERIA CIVILE

    SSD: ICAR/07

    CFU: 6,00

    ORE PER UNITÀ DIDATTICA: 48,00

    Periodo di Erogazione: Secondo Semestre

    Italiano

    Lingua di insegnamento

    ITALIANO

    Contenuti

    Il corso di Meccanica delle Terre rappresenta il naturale completamento del corso di Fondamenti di Geotecnica impartito nel corso di laurea di primo livello. In quanto tale, ha la funzione di completare il quadro delle conoscenze di base portando le conoscenze dello studente ad un livello più alto e consapevole.

    Testi di riferimento

    I contenuti del corso sono riportati in più di 150 pagine di appunti a cura del docente che vengono distribuiti gratuitamente agli studenti.
    Ulteriori utili testi di riferimento sono:
    A. Burghignoli: Meccanica delle Terre. Hevelius Editori
    R. Nova: Fondamenti di Meccanica delle Terre. McGraw-Hill Education.

    Obiettivi formativi

    Il corso ha lo scopo di completare la formazione di base sul comportamento e le proprietà dei terreni mettendo lo studente in grado di affrontare problemi complessi di Geotecnica applicata tramite un modello compatto e coerente di comportamento ed allo stesso tempo una visione critica dei limiti dei modelli.

    Prerequisiti

    Per affrontare con profitto le tematiche del corso, lo studente dovrà possedere una buona conoscenza di tutte le discipline fisico-matematiche propedeutiche oltre che degli elementi di base della Meccanica dei Fluidi e del Continuo

    Metodologie didattiche

    Il corso ha una struttura tradizionale, con lezioni frontali ed esercitazioni di calcolo

    Metodi di valutazione

    Il profitto viene accertato mediante una prova orale.

    Programma del corso

    Percorsi di deformazione e di tensione. Utilizzazione dell’approccio della Scuola di Cambridge. Percorsi di deformazione drenati e non drenati in prove di laboratorio. Ridefinizione dell’inviluppo di resistenza di Mohr nel piano degli invarianti di tensione.

    Considerazioni sul comportamento tensio-deformativo del terreno tramite l’analisi del comportamento in condizioni di deformazione monodimensionale. Deformazioni elastiche non lineari, plastiche e viscose. Creep. Carico di preconsolidazione inteso come tensione di snervamento; incrudimento viscoso. Piano di compressione ed individuazione degli elementi utili per lo sviluppo di una teoria elasto-plastica semplice di comportamento.

    Stati di sollecitazione nei terreni. Stato tensionale in condizioni litostatiche in terreni normalmente consolidati e sovraconsolidati. Stati tensionali in condizioni differenti da quelle litostatiche. Tensioni indotte da carichi esterni e scavi. Stato tensionale indotto dal campionamento; qualità del campionamento.

    Compressibilità del terreno in condizioni non monodimensionali. Prove di compressione isotropa ed anisotropa. Modulo di rigidezza cubica e modulo di Young; loro dipendenza da parametri intrinsechi e di stato. Dominio elastico.

    Deformabilità e resistenza al taglio in condizioni di sollecitazione cilindrica. Analisi del comportamento di “sabbie” ed “argille” non strutturate normalmente consolidate e preconsolidate in condizioni drenate e non drenate. Rigidezza nei domini elastico ed elasto-plastico. Condizione di stato critico. Interpretazione della dilatanza. Dipendenza della coesione e della resistenza non drenata dai parametri intrinseci e di stato. Superfici di Roscoe e di Hvorslev, Linea di Stato Critico. Analisi del comportamento del terreno nello spazio p’, v, q. Individuazione della Superficie di Snervamento di terreni naturali non strutturati. Comportamento del terreno dopo consolidazione anisotropa ed in condizioni di carico con percorso di sollecitazione qualsiasi, alla luce della Teoria dello Stato Critico.

    Comportamenti non previsti dalla Teoria dello Stato Critico. Localizzazione delle deformazioni e mobilitazione della resistenza residua. Influenza delle deformazioni viscose sulla rigidezza e sulla resistenza drenata e no.

    Comportamento di terreni naturali “strutturati”. Ruolo dei legami interparticellari di cementazione. Ruolo delle discontinuità

    English

    Teaching language

    Italian

    Contents

    The class in Soil Mechanics is the natural completion of the class in Fundamentals of Geotechnics that is delivered to students in the first level (Laurea). As such, it has the scope to complete the basic knowledge framework, leading the student to a higher and aware level.

    Textbook and course materials

    The class contents are reported in more than 150 pages of notes, which are distributed free to students.
    Further useful books on the subject are:
    A. Burghignoli: Meccanica delle Terre. Hevelius Editori
    R. Nova: Fondamenti di Meccanica delle Terre. McGraw-Hill Education.

    Course objectives

    The scope of the class in Soil Mechanics is to complete the basic formation of students on the behaviour and properties of soils allowing them to face technical problems through a simple and consistent constitutive model, giving at the same time a critical view on the limits of any constitutive model.

    Prerequisites

    To face with success the discipline contents, the students should have a good knowledge of the contents of classes in Fluid and Solid Mechanics.

    Teaching methods

    The structure of the class is a traditional one based on class lectures

    Evaluation methods

    The student advancement will be checked through an oral examination

    Course Syllabus

    Stress and strain paths. Cambridge approach. Drained and undrained stress paths in laboratory tests. Shear strength envelope in the plan of the stress invariants.
    Considerations about the stress-strain behaviour of soils through the analysis of the mechanical behaviour under 1D strain conditions. Non linear elastic, plastic and viscous strains. Creep. Overconsolidation pressure viewed as a yielding stress. Hardening; viscous hardening. Compression plan.
    Natural stress field in soil deposits. Stress field and void ratio in geostatic conditions: normally consolidated and overconsolidated soils. Stress field in different morphological conditions. Stress field induced by loading or unloading. State of stress after sampling; disturbance and quality of sampling.
    Soil compressibility in non-oedometric conditions. Isotropic and anisotropic compression tests. Cubic stiffness modulus and Young e modulus; role of the index and state parameters. Elastic domain.
    Deformability and shear strength under cilindric stress conditions. Behaviour of normally consolidated and overconsolidated young non-structured sands and clays in drained and undrained conditions. Role of dilatancy. Soil stiffness in the elastic and elastic-plastic domains. Critical state. Influence of index and state parameters on cohesion and undrained strength. Roscoe and Hvorslev surfaces, Critical State Line. Analysis of the soil behaviour in the p’, v, q space. Yield surface of natural non-structured soils. Soil behaviour after anisotropic consolidation following any stress path, based on the Critical State Theory.
    Unpredictable soil responses based on the Critical State Theory. Shear strain localization and mobilization of the residual strength. Influence of viscous strains on stiffness and shear strength in both drained and undrained conditions.
    Behaviour of structured soils. Role of interparticle bonds and of discontinuities.

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