Metodologia di indagine
La caratteristica principale di un terreno a grana grossa è la granulometria, ovvero la distribuzione percentuale dei grani in base alle dimensioni. Essa può essere determinata con la setacciatuta attraverso vagli per materiali a grana grossa oppure con il metodo del densimetro (misurando la densità della sospensione di terreno) nel caso di terreni a grana fine. I risultati sono riportati nella curva granulometrica, dove sono indicate le distribuzioni secondo i diversi diametri, che presenta una forma pressochè verticale per terreni uniformi e inclinata per terreni disomogenei. Il dato più rappresentativo di un terreno a grana fine, in particolare per le particelle di dimensioni inferiori a 2 μm (argille) è la composizione mineralogica, che avviene mediante l’analisi termica differenziale e l’analisi a raggi x. Altre proprietà indici di un terreno sono la porosità, l’indice dei vuoti, il contenuto in acqua, il peso specifico (o densità i peso per unità di volume) e la densità relativa. Un campione è costituito da tre fasi: solida, liquida e gassosa. Si chiama porosità n il rapporto, espresso in percentuale, tra il volume dei vuoti e il volume totale. Più spesso, tuttavia, si fa riferimento all’indice dei vuoti e, ovvero il rapporto tra il volume dei vuoti e il volume del solido. Si definisce contenuto in acqua w il rapporto tra il peso dell’acqua e il peso del solido (essiccato a 150°) di un campione di terreno. Nel caso di terreni che contengono in parte aria e in parte acqua si determina il grado di saturazione Sr (%) espresso come volume dell’acqua fratto volume dei vuoti. Il peso specifico γ è il rapporto tra il peso totale (compresi tutti i vuoti) del terreno e il volume totale. Se il terreno è saturo si parla di peso per unità di volume saturo, mentre se è asciutto si parla di peso per unità di volume secco. Per i materiali a grana grossa si fa di solito riferimento alla densità relativa Dr : (indice dei pori nello stato più sciolto – indice dei vuoti allo stato attuale) / (indice dei pori nello stato più denso – indice dei vuoti allo stato attuale). Di conseguenza, terreni con Dr pari a 1 sono molto densi, mentre Dr= 0 indica terreni molto sciolti. Per quanto riguarda i terreni argillosi, se si aumenta il contenuto d’acqua, si ha il passaggio dallo stato solido a quello plastico e liquido. Il contenuto d’acqua necessario per passare da uno stato all’altro varia a seconda del tipo di argilla. La determinazione dei contenuti d’acqua corrispondenti al passaggio tra i vari stadi avviene, per scopi di tipo ingegneristico, attraverso il metodo di Attemberg, con il cucchiaio di Casagrande. Sopra il limite di liquidità wl la miscela acqua-terreno presenta una coesione scarsissima, e quindi una resistenza quasi nulla alle sollecitazioni di taglio. Al di sotto del limite di liquidità la miscela è allo stato plastico, ovvero il terreno può essere deformato senza subire rotture e cambiamenti di volume, e presenta una certa coesione. Il campo di plasticità è rappresentato dall’indice di plasticità Ip = wl - wp. Diminuendo ancora il contenuto d’acqua si arriva allo stato solido (il limite corrispondente è wp), caratterizzato da un volume molto minore e da una deformabilità bassissima. Infine si ha il limite di ritiro ws.
Applicazioni
- Determinazione della granulometria del terreno per setacciatura o per sedimentazione
- Determinazione delle caratteristiche chimiche del terreno
- Determinazione della porosità, dell’indice dei vuoti, del contenuto in acqua, del peso specifico (o densità i peso per unità di volume) e della densità relativa
- Determinazione dei limiti di Attemberg e del limite di ritiro del terreno
Strumentazione
STRUMENTAZIONE DI LABORATORIO
Normativa di riferimento
Norma CNR UNI 10014/64 (limiti di Attemberg)
Norma CNR 22/72 (determinazione della densità in sito e dell’umidità)
UNI CEN ISO/TS17892-1:2005
UNI CEN ISO/TS17892-2:2005
UNI CEN ISO/TS17892-3:2005