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Determinazione delle proprietà indici del terreno
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 setacciatura 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 percentuali secondo i diversi diametri, che presenta una forma pressochè verticale per terreni a granulometria uniforme 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 chimico - mineralogica. La composizione mineralogico - petrografica si determina mediante l’analisi diffrattometrica di polvere a raggi X e l'analisi al microscopio a luce polarizzata trasmessa, mentre la composizione chimica dettagliata si determina con metodi come la fluorescenza a raggi X, la spettrometria di emissione e di assorbimento atomico (AAS) e l’analisi termica differenziale, spesso associata con quella termo - gravimetrica.
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 su 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 Dpari 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 da un comportamento di tipo fragile (solido) ad uno di tipo plastico ed infine liquido. Il contenuto d’acqua necessario per passare da uno stato all’altro varia a seconda del tipo di argilla. I contenuti d’acqua corrispondenti al passaggio tra i vari stadi si chiamano limiti di Atterberg e si determinano con metodi empirici.
Sopra il limite di liquidità wl , che si determina attraverso il metodo standard del Cucchiaio di Casagrande, 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 ritorno elastico, variazioni di volume o fessurazioni, fino al limite di plasticità wp. Il campo di plasticità è rappresentato dall’Indice di plasticità Ip = w- wp.
Diminuendo ancora il contenuto d’acqua si arriva al limite di ritiro wr, al di sotto del quale una ulteriore perdita di acqua non comporta diminuzione del volume del campione e si ha un comportamento "solido".
Facendo riferimento al valore dell’indice di plasticità, ai fini della determinazione delle caratteristiche del terreno vengono utilizzati altri coefficienti che descrivono la consistenza del materiale, e che sono l'Indice di liquidità IL = (w - wp)/  Ip , e l'Indice di consistenza IC = (w- w)/  Ip .
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 Atterberg
Strumentazione
STRUMENTAZIONE DI LABORATORIO
 
Normativa di riferimento
Norma CNR UNI 10014/64 (limiti di Atterberg)
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
 

 

 

 

 

 

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