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Studio del comportamento di una paratia con approcci analitici

Informazioni tesi

  Autore: Gennaro Lopez
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2007-08
  Università: Politecnico di Bari
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria edile
  Relatore: Prof. Ing. Angelo  Amorosi
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 175

Nel lavoro di tesi si è studiato il comportamento di strutture di sostegno flessibili ed in particolare di paratie a sbalzo e con puntone.
L’analisi o il progetto di una paratia è vincolato all’assunzione di un modello teorico per il terreno e di uno schema strutturale per la stessa paratia, tali da poter approssimare nel modo più efficace possibile il loro comportamento a quello reale. È inoltre indispensabile conoscere le condizioni di carico che cimentano la struttura per poter desumere le sollecitazioni cui essa è sottoposta.
A tale proposito, si è dedicato il primo capitolo della tesi ad un’analisi della letteratura riguardante il comportamento meccanico dei terreni, l’esame dei parametri geotecnici di interesse, le tipologie di paratie esistenti ed alcune metodologie per lo studio della stabilità delle paratie. Per la definizione del comportamento del terreno, si è fatto riferimento alla Teoria di Rankine secondo cui il terreno è un mezzo rigido-plastico perfetto, omogeneo ed isotropo, e la paratia è ipotizzata infinitamente rigida e priva di attrito sulle superfici.
Tra i metodi di calcolo citati per le paratie, differenti per complessità crescente sia dal punto di vista numerico che per la quantità di parametri geotecnici necessari per il calcolo, saranno approfonditi i cosiddetti “metodi classici” che coinvolgono ipotesi estremamente semplificative dell’equilibrio limite “a rottura” e considerazioni basate sulla statica del corpo rigido. In particolare, per le paratie dotate di un solo ordine di ancoraggio sarà utilizzato il metodo dell’appoggio libero nel terreno (free-earth support).
Nel capitolo seguente saranno riportate le indicazioni seguite per l’implementazione dei fogli di calcolo, di validità generale, ai fini della valutazione delle pressioni e quindi delle spinte del terreno e dell’acqua eventuale sulla paratia, nonché le caratteristiche della sollecitazione (taglio e momento flettente). L’ipotesi alla base del calcolo elettronico consiste nel sostituire all’azione “continua” del terreno sulla paratia, definita dai diagrammi delle pressioni attive e passive, un sistema “discreto” di forze equivalenti, valutate integrando numericamente gli stessi diagrammi delle pressioni.
Infine, sulla base degli strumenti e delle considerazioni svolte per alcuni casi più semplici riportati nel Capitolo 3, si analizza un caso di studio reale.
L’analisi si è avvalsa delle informazioni sulla caratterizzazione strutturale e geotecnica del sito, forniti dallo Studio Vitone & Associati, e di dati rilevati direttamente nell’ambito di alcuni sopralluoghi in cantiere. In seguito si è potuto costruire il modello della paratia poi sottoposto ad analisi di equilibrio limite, svolta con la teoria di Rankine ed il modello free-earth support, ed infine applicare ai risultati ottenuti per i momenti flettenti il metodo di Rowe, per tenere conto della reale flessibilità della struttura.

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Capitolo 1 SPINTA DELLE TERRE: ANALISI LIMITE E PROGETTO DELLE STRUTTURE DI SOSTEGNO FLESSIBILI - Capitolo 1 - Spinta delle terre: analisi limite e progetto delle strutture di sostegno flessibili 1.1 Stati di equilibrio limite attivo e passivo di Rankine L’applicazione della teoria di Rankine (1857) si basa sull’ipotesi fondamentale che il terreno sia un mezzo rigido-perfettamente plastico, omogeneo ed isotropo. Se ad una porzione della massa indefinita di terreno si sostituisce una parete perfettamente liscia, infinitamente lunga ed infinitamente estesa (condizioni di deformazione piana), la distribuzione delle tensioni all’interfaccia non subisce alcuna modifica rispetto alla distribuzione geostatica. In altri termini, si ipotizza che la parete non alteri la distribuzione delle tensioni che si avrebbe in sua assenza, ovvero che essa si sostituisca al volume della porzione di semispazio asportata. Ne consegue che anche sull’elementino di terra a tergo della parete le tensioni principali coincidono con quelle orizzontali e verticali poiché, per le ipotesi fatte, non possono esserci tensioni tangenziali sulla superficie di contatto tra la parete ed il terreno. Nelle condizioni iniziali, la distribuzione delle tensioni orizzontali lungo la parete è facilmente ricavabile mediante la relazione: ' = ' K h0 v0 0 dove ' è la pressione geostatica iniziale efficace verticale alla profondità z, ' è v0 h0 la pressione iniziale efficace orizzontale alla stessa profondità z e K è il coefficiente 0 di spinta a riposo delle terre. La teoria inoltre, prescinde dal tenere in conto la rigidezza relativa struttura- terreno poiché la paratia è per ipotesi una struttura infinitamente rigida: in seguito alla spinta del terreno, essa può muoversi di corpo rigido. Nell’ipotesi in cui il materiale obbedisca al criterio di rottura di Mohr- Coulomb, in seguito alla formulazione del principio degli sforzi efficaci (Terzaghi, 1923), può scriversi: ( ) = c +' ' tan = ' c +' u tan ' (1.1) f n n 1 -tsjsjssss

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