Università degli Studi di Napoli "Parthenope"

Scheda dell'insegnamento

Anno accademico: 
2014/2015
Tipologia di insegnamento: 
Caratterizzante
Tipo di attività: 
Obbligatorio
Corso di afferenza: 
Corso di Corso di Laurea Magistrale in INGEGNERIA CIVILE
Sede: 
Napoli
Settore disciplinare: 
GEOTECNICA (ICAR/07)
Lingua: 
Italiano
Crediti: 
9
Anno di corso: 
2
Docenti: 
Ciclo: 
Primo Semestre
Ore di attivita' frontale: 
72

Obiettivi

Il corso si pone l'obiettivo di fornire agli studenti gli strumenti applicativi per l’analisi di stabilità di opere e sistemi geotecnici, fra i quali: le opere di sostegno rigide e i muri di terra armata, le paratie libere e con uno o più livelli di vincolo, le fondazioni, gli scavi e i rilevati, i pendii naturali e artificiali. L’obiettivo del corso, in altre parole, è quello di fornire gli strumenti necessari per la trattazione degli aspetti geotecnici più rilevanti del progetto e della manutenzione delle opere di ingegneria civile, quali ad esempio edifici ad uso civile ed industriale, infrastrutture di trasporto e idrauliche, linee metropolitane.
Nel dettaglio, il corso di propone di trasmettere allo studente le conoscenze ed abilità di seguito descritte.
1. CONOSCENZA E CAPACITA' DI COMPRENSIONE:
Lo studente, al termine del corso, avrà acquisito la conoscenza degli strumenti di analisi più diffusi per lo studio dei problemi di stabilità delle opere e dei sistemi geotecnici. Avrà sviluppato la capacità di individuare, di comprendere e di trattare le tematiche più rilevanti nell’ambito della progettazione e manutenzione delle opere e dei sistemi anzidetti, con particolare riferimento agli stati limite di collasso potenzialmente indotti da cause antropiche e naturali.
2. CONOSCENZA E CAPACITA' DI COMPRENSIONE APPLICATE:
Lo studente avrà sviluppato la capacità di svolgere l’analisi degli stati limite di collasso delle opere e dei sistemi geotecnici più ricorrenti, e dunque di trattare gli aspetti geotecnici più rilevanti del progetto di edifici, infrastrutture e linee metropolitane. Il corso prevede, a tal fine, la redazione di specifici elaborati progettuali.
3. AUTONOMIA DI GIUDIZIO:
Al termine del percorso di studi lo studente avrà acquisto sufficiente autonomia per individuare i possibili meccanismi di collasso delle opere e dei sistemi geotecnici. Potrà, in modo autonomo, applicare il metodo di analisi della condizione di stato limite ultimo più idoneo con riferimento allo specifico caso esaminato. Sarà in grado, infine, di valutare autonomamente l’adeguatezza delle soluzioni adottate per garantire il soddisfacimento dei requisiti di progetto delle opere e dei sistemi geotecnici, tenendo in conto le esigenze ambientali connesse.
4. ABILITA' COMUNICATIVE:
Al superamento dell’esame lo studente avrà maturato una sufficiente proprietà di linguaggio per quanto attiene la terminologia scientifica specifica della progettazione geotecnica. Sarà in grado di descrivere con linguaggio appropriato, anche in forma scritta, le tematiche geotecniche più rilevanti del progetto delle opere di ingegneria civile e di rappresentare in forma esaustiva i risultati delle analisi di progetto svolte per la trattazione di siffatte tematiche. Sarà in grado di illustrare ad un pubblico non tecnico le scelte di progetto adottate, con riferimento anche alle motivazioni di carattere etico e sociale che hanno condotto alle scelte anzidette.
5. CAPACITA' DI APPRENDERE:
Lo studente avrà acquisito le metodologie di analisi più rilevanti per la trattazione degli aspetti geotecnici del progetto e della manutenzione delle opere di ingegneria civile. Avrà pertanto acquisito gli elementi necessari per apprendere in futuro lo sviluppo delle conoscenze in ambito applicativo dell’ingegneria geotecnica.

Prerequisiti

Sono necessarie le conoscenze e le competenze acquisite negli insegnamenti precedenti di Scienza delle Costruzioni e Meccanica delle Terre.

Contenuti

1. STATO LIMITE ATTIVO E PASSIVO (4 ore).
Stati di tensione in condizioni di stato limite attivo con superficie limite orizzontale e inclinata. Stati di tensione in condizioni di stato limite attivo e passivo in presenza di coesione. Influenza della falda. Approccio in tensioni totali.
2. METODO DELL’EQUILIBRIO LIMITE GLOBALE (8 ore). Fondamenti del metodo dell’equilibrio limite globale. Applicazione al problema della spinta delle terre su una parete scabra nell’ipotesi di superficie di scorrimento piana. Cinematismo attivo e cinematismo passivo. Influenza degli spostamenti sulla spinta attiva e sulla spinta passiva. Effetto delle azioni del terremoto sulla spinta delle terre: Metodo di Mononobe-Matsuo (1929) e Okabe (1924).
3. TEORIA DELL’ANALISI LIMITE E APPLICAZIONE ALL'ANALISI DI STABILITA' DI : PENDII, OPERE DI SOSTEGNO, FONDAZIONI E SCAVI (24 ore).
Teorema del limite inferiore o teorema statico. Teorema del limite superiore o teorema cinematico. Teorema sussidiario per i materiali con legge di flusso non associata. Forma delle linee di scorrimento in condizioni drenate e in condizioni non drenate. Diagramma degli spostamenti. Ventagli di discontinuità cinematica. Lavoro delle forze interne in condizioni drenate e non drenate. Discontinuità di stato tensionale. Rotazione della direzione principale di tensione attraverso una discontinuità. Ventagli di discontinuità di stato tensionale. Famiglie di discontinuità di stato tensionale 'alfa' e 'beta'.
Applicazione dei teoremi dell'analisi limite. ‘Condizioni non drenate’: Altezza critica di scavo. Pendio indefinito. Spinta passiva e spinta attiva su una parete liscia. Carico di collasso di una fondazione nastriforme su terreno omogeneo. ‘Condizioni drenate’: Altezza critica di scavo. Pendio indefinito. Spinta passiva e spinta attiva su una parete liscia. Carico di collasso di una fondazione nastriforme su terreno omogeneo. Limite inferiore (superiore) della spinta passiva (attiva) su una parete scabra. Soluzione in forma chiusa di Lancellotta (2002). Effetto delle azioni del terremoto sulla spinta delle terre: soluzione di Lancellotta (2007); soluzione di Mylonakis (2007).
4. METODO DELLE LINEE CARATTERISTICHE (8 ore). I problemi di tipo iperbolico e il metodo delle linee caratteristiche. Equazioni reggenti. Gli invarianti di Riemann. Il primo teorema di Hencky. Mezzo di Coulomb privo di peso. Mezzo di Tresca pesante. Applicazione al carico limite di una fondazione nastriforme con piano limite inclinato. Soluzione di Sokolowski (1965). Soluzione di Kerisel & Absi (1990).
5. OPERE DI SOSTEGNO RIGIDE E DEI MURI IN TERRA ARMATA (12 ore). Muri a gravità. Muri a mensola. Muri con contrafforti. Stati limite ultimi e di esercizio. Influenza dei sovraccarichi. Influenza delle pressioni neutre. Sistemi di drenaggio. Soluzione per superficie del terreno irregolare. Metodo grafico di Culmann. Muri in terra armata: Aspetti tecnologici; analisi della Stabilità ‘esterna’ ed ‘interna’.
6. PROGETTO DELLE PARATIE (8 ore). Stati limite ultimi delle Paratie. Stabilità degli scavi in argilla in condizioni non drenate. Sollevamento del fondo scavo (UPL). Sifonamento (HYD). Verifiche SLU per rotazione intorno a un punto. Paratie libere. Analisi di interazione nell’ipotesi di terreno rigido-perfettamente plastico. Paratie con un livello di contrasto. Free-End-Method. Fixed-End-Method. Palancole metalliche. Influenza della deformabilità. Metodo di Terzaghi & Rowe. Diaframmi di pannelli. Analisi di interazione terreno-paratia. Metodi a molle. Conche di subsidenza. Ancoraggi delle paratie.
7. STABILITÀ DEI PENDII NATURALI ED ARTIFICIALI (8 ore). Fondamenti dei metodi a strisce. Metodo di Bishop semplificato. Metodo di Janbu semplificato. Metodo di Morgenstern-Price. Influenza delle azioni del terremoto nell’analisi di stabilità dei pendii. Influenza del regime di pressioni interstiziali.

Metodi didattici

Il corso prevede lo svolgimento di lezioni di teoria per complessive 60 ore e di esercitazioni per le rimanenti 12 ore (4 sul progetto di muri a gravità e muri in terra armata, 4 sul progetto delle paratie e 4 sulla stabilità dei pendii). Gli allievi sono tenuti, sotto la guida del docente, allo svolgimento di due elaborati progettuali. Sono previste sia correzioni in aula, durante le ore dedicate alle esercitazioni, sia durante l'orario di ricevimento del docente.

Verifica dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento viene svolta mediante l’esame orale, che verte in primo luogo sugli elaborati di progetto. Lo studente deve inoltre dimostrate di possedere una buona padronanza degli argomenti trattati durante il corso, con particolare riferimento alle implicazioni di tali argomenti in ambito applicativo.

Testi

1. Foundations and Slopes: An Introduction to Critical State Soil Mechanics. J. Atkinson. McGraw-Hill. 375 pp
2. La spinta delle terre e le opere di sostegno. Clayton CRI, Milititsky J, Woods RI (traduzione a cura di Viggiani GMB e Cecconi M). Hevelius ed., 446 pp.
3. Appunti di Opere di Sostegno. Aldo Evangelista. Appunti pubblicati dall’ex Istituto di Tecnica delle Fondazioni e Costruzioni in Terra dell’Università di Napoli Federico II.
4. Appunti del corso forniti dal docente.

Altre informazioni