Prof.ingProf.ing. . SimonettaSimonetta Cola Cola Dimensionamento, analisi del comportamento deformativo Dimensionamento, analisi del comportamento deformativo in esercizio e nuovi studiin esercizio e nuovi studi
11/47/47
Con la collaborazione di: Con il patrocinio di:Istituto Geotecnico Minerario
U. Follador – Agordo (BL)
Prof. ing. Simonetta ColaDipartimento IMAGE Università di Padova
Incontro sul temaIncontro sul temaAutoperforantiAutoperforanti: una tecnologia in evoluzione: una tecnologia in evoluzione
7 Ottobre, 20107 Ottobre, 2010
Dimensionamento, analisi del comportamento deformativo
in esercizio e nuovi studi
Dimensionamento, analisi Dimensionamento, analisi del comportamento deformativo del comportamento deformativo
in esercizio e nuovi studiin esercizio e nuovi studi
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22/47/47
IntroduzioneIntroduzioneIntroduzione
SoilSoil NailingNailing come tecnica in rapida diffusionecome tecnica in rapida diffusione
Realizzazione e funzionamentoRealizzazione e funzionamento
Resistenza a sfilamento delle barreResistenza a sfilamento delle barre
Dimensionamento e verificheDimensionamento e verifiche
Comportamento in esercizioComportamento in esercizio
ModellazioneModellazione
Nuove ricercheNuove ricerche
IntroduzioneIntroduzione
Realizzazio-ne e funzio-namento
Resistenza barre
Dimensiona-mento e verifiche
Modellazione
Nuove ricerche
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33/47/47
Realizzazione e funzionamento
Realizzazione e Realizzazione e funzionamentofunzionamento
Introduzione
RealizzazioRealizzazio--ne e funzione e funzio--namentonamento
Resistenza barre
Dimensiona-mento e verifiche
Modellazione
Nuove ricerche
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44/47/47
RealizzazioneRealizzazioneRealizzazione
Sequenza costruttiva TOP DOWNSequenza costruttiva TOP DOWN
• Scavo 1 ‐ 2 metri
Introduzione
RealizzazioRealizzazio--ne e funzione e funzio--namentonamento
Resistenza barre
Dimensiona-mento e verifiche
Modellazione
Nuove ricerche
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55/47/47
• Scavo 1 ‐ 2 metri
• Applicazione spritz‐beton con rete elettrosaldata
• Perforazione ed installazione chiodo(D= 100‐200 mm)
Sequenza costruttiva TOP DOWNSequenza costruttiva TOP DOWN
RealizzazioneRealizzazioneRealizzazioneIntroduzione
RealizzazioRealizzazio--ne e funzione e funzio--namentonamento
Resistenza barre
Dimensiona-mento e verifiche
Modellazione
Nuove ricerche
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66/47/47
• Scavo 1 ‐ 2 metri
• Applicazione spritz‐beton con rete elettrosaldata
• Perforazione ed installazione chiodo (D= 100‐200 mm)
• Livello successivo
Sequenza costruttiva TOP DOWNSequenza costruttiva TOP DOWN
RealizzazioneRealizzazioneRealizzazioneIntroduzione
RealizzazioRealizzazio--ne e funzione e funzio--namentonamento
Resistenza barre
Dimensiona-mento e verifiche
Modellazione
Nuove ricerche
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77/47/47
• Scavo 1 ‐ 2 metri
• Perforazione ed installazione chiodo (D= 100‐200 mm)
• Applicazione spritz‐beton con rete elettrosaldata
• Livello successivo
• Rivestimento finale(se necessario)
Sequenza costruttiva TOP DOWNSequenza costruttiva TOP DOWN
RealizzazioneRealizzazioneRealizzazioneIntroduzione
RealizzazioRealizzazio--ne e funzione e funzio--namentonamento
Resistenza barre
Dimensiona-mento e verifiche
Modellazione
Nuove ricerche
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88/47/47
Terreni con elevati contenuti d’acqua o con presenza di tasche isolate d’acqua
Terreni suscettibili al gelo e/o rigonfianti
Terreni sopra il livello di falda freatica
Terreni granulari a granulometria uniforme privi di coesione
Sabbie omogenee medie e fini (con coesione apparente ≥ 5 kPa)
Terreni granulari sciolti (con NSPT<10 o Dr<30%)
Sabbie dense enaturalmente cementate
Terreni organici e argillosi, con indice liquido IL>0.2 e Cu< 50 kPa
Terreni coesivi compatti(limi e argille senza fenomeni di
creep)
Rocce decomposte con discontinuità e fragili
Rocce altamente fratturate con giunti aperti e vuoti
Terreni residuali e rocce alterate
Terreni non idonei Terreni idonei
RealizzazioneRealizzazioneRealizzazioneIntroduzione
RealizzazioRealizzazio--ne e funzione e funzio--namentonamento
Resistenza barre
Dimensiona-mento e verifiche
Modellazione
Nuove ricerche
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99/47/47
Tipologia di chiodiTipologia di chiodiGroutedGrouted nailsnails (iniettati in (iniettati in preforopreforo))DrivenDriven nailsnails ((rotoinfissirotoinfissi))LaunchedLaunched SoilSoil NailsNails (sparati)(sparati)SelfSelf--DrillingDrilling SoilSoil NailsNails ((autoperforantiautoperforanti))JetJet--groutedgrouted nailsnails (con iniezione a pressione)(con iniezione a pressione)
Vantaggi degli Vantaggi degli autoperforantiautoperforantiAdattabilitAdattabilitàà a molti tipi di terreno o rocciaa molti tipi di terreno o rocciaBuona protezione alla corrosioneBuona protezione alla corrosione
Maggior inerzia flessionaleMaggior inerzia flessionaleBuon controllo della lunghezzaBuon controllo della lunghezzaMinor tempo di installazioneMinor tempo di installazione
RealizzazioneRealizzazioneRealizzazioneIntroduzione
RealizzazioRealizzazio--ne e funzione e funzio--namentonamento
Resistenza barre
Dimensiona-mento e verifiche
Modellazione
Nuove ricerche
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1010/47/47
FunzionamentoFunzionamentoFunzionamento
(Masiero, 2005)
Mobilitazione della trazione nei chiodiMobilitazione della trazione nei chiodi
Introduzione
RealizzazioRealizzazio--ne e funzione e funzio--namentonamento
Resistenza barre
Dimensiona-mento e verifiche
Modellazione
Nuove ricerche
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1111/47/47
Deformata della parete
Possibile superficie di rottura del terreno
(Masiero, 2005)
Mobilitazione della trazione nei chiodiMobilitazione della trazione nei chiodiScavo al 1° livello
FunzionamentoFunzionamentoFunzionamentoIntroduzione
RealizzazioRealizzazio--ne e funzione e funzio--namentonamento
Resistenza barre
Dimensiona-mento e verifiche
Modellazione
Nuove ricerche
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1212/47/47
(Masiero, 2005)
Mobilitazione della trazione nei chiodiMobilitazione della trazione nei chiodiScavo al 2° livello
FunzionamentoFunzionamentoFunzionamentoIntroduzione
RealizzazioRealizzazio--ne e funzione e funzio--namentonamento
Resistenza barre
Dimensiona-mento e verifiche
Modellazione
Nuove ricerche
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1313/47/47
(Masiero, 2005)
Mobilitazione della trazione nei chiodiMobilitazione della trazione nei chiodiScavo al n‐esimo livello
FunzionamentoFunzionamentoFunzionamentoIntroduzione
RealizzazioRealizzazio--ne e funzione e funzio--namentonamento
Resistenza barre
Dimensiona-mento e verifiche
Modellazione
Nuove ricerche
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1414/47/47
Mobilitazione della trazione nei chiodiMobilitazione della trazione nei chiodi
H
0.3-0.35 H
Distribuzione degli sforzi di trazione lungo il chiodo
ZONA RESISTENTE
ZONA ATTIVA
NmaxNhead
Zona AttivaZona Attiva: porzione in movimento verso lo scavo dove il terreno tende a sfilare la barra
Zona Passiva o resistente: porzione lontana e stabile dove il terreno trattiene la barra
Superficie di scivolamentoSuperficie di scivolamento: quasi coincide con la linea degli Nmax
FunzionamentoFunzionamentoFunzionamentoIntroduzione
RealizzazioRealizzazio--ne e funzione e funzio--namentonamento
Resistenza barre
Dimensiona-mento e verifiche
Modellazione
Nuove ricerche
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1515/47/47
Resistenza delle barreResistenza delle barreResistenza delle barre
Introduzione
Realizzazio-ne e funzio-namento
Resistenza Resistenza barrebarre
Dimensiona-mento e verifiche
Modellazione
Nuove ricerche
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1616/47/47
Diagramma della forza di trazione nella barraDiagramma della forza di trazione nella barra
Qu = πD∙τu con τu = Resistenza a taglio chiodo‐terreno
Nhead = resistenza a flessione/punzonamento del rivestimento
Nmax = resistenza a trazione barra o massimo valore di attrito
Resistenza delle barreResistenza delle barreResistenza delle barre
Qu
Nhead
Nmax
Qu
LpLnLf
L
Introduzione
Realizzazio-ne e funzio-namento
Resistenza Resistenza barrebarre
Dimensiona-mento e verifiche
Modellazione
Nuove ricerche
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1717/47/47
• terreni coesivi
• terreni incoerenti
Pudu c γατ /, =
Pdvdu K γφστ /tan '', =
0.50Sabbie fini e limi a bassa densità relativa
1.00Sabbie fini e limi ad alta densità relativa
1.04Sabbie dense
1.4 – 2.3Ghiaie sabbiose da medio dense a dense
Valori di KTipo di terreno
BS 8081:1989
2.0Opere definitive in argille ad alta plasticità
1.50Opere definitive in terreni diversi da argille ad alta plasticità
1.25Opere temporanee
γPTipologia d’opera
Linee guida CIRIA
Effetto del terreno sulla resistenzaEffetto del terreno sulla resistenza
Resistenza delle barreResistenza delle barreResistenza delle barreIntroduzione
Realizzazio-ne e funzio-namento
Resistenza Resistenza barrebarre
Dimensiona-mento e verifiche
Modellazione
Nuove ricerche
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1818/47/47
Resistenza delle barreResistenza delle barreResistenza delle barre
Effetto dellEffetto dell’’infissione e dalla profonditinfissione e dalla profonditààLa resistenza si può scrivere piùsemplicemente come:
'ultU fhγτ =
γ = peso di volume del terrenoh = profondità media del chiodofult’ = coeff. attrito apparente
Da misure dirette risulta:
Driven nails: fult’ = tanφ’‐2Grouted soil nails: fult’ =3‐6
Jet‐grouted nails: fult’ > 6
10
5
0
z (m)
1 2f 'ult
Andamentoterre rinforzate
tan φ
Terreno: Sabbia φ c'=10kPa
DrivenDriven nailsnails (Elias and Juran, 1987)
Sabbia: c’=10 kPaφ’=33°
tanφ’
Introduzione
Realizzazio-ne e funzio-namento
Resistenza Resistenza barrebarre
Dimensiona-mento e verifiche
Modellazione
Nuove ricerche
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1919/47/47
Resistenza delle barreResistenza delle barreResistenza delle barre
Effetto della pressione di iniezioneEffetto della pressione di iniezioneProve in cassone su chiodi iniettati con diverse pressione
Introduzione
Realizzazio-ne e funzio-namento
Resistenza Resistenza barrebarre
Dimensiona-mento e verifiche
Modellazione
Nuove ricerche
(Yin et al., 2009)
130 kPa
80 kPa
0 kPa
Tensione verticale: 80 kPa
Tensione verticale: 200 kPa
80 kPa
130 kPa
0 kPa
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2020/47/47
1700Sabbia/ghiaia1380SabbiaJet grouted140 - 75Detrito di falda argilloso370 – 150Detrito di falda sabbioso3180 – 210Sabbia densa / ghiaiaInfissi160 - 75Limo1100 – 150Sabbia limosa1500 – 600Basalto 1100 – 175Scisto fratturato1100 – 150Argillite fratturata1200 – 300Arenaria fratturata1400 – 600Dolomite tenera1300 – 400Marna/limestoneRoto-
perforazione
350 – 100Argilla sabbiosa rigida240 – 100Limo argilloso rigido240 – 60Argilla rigida2120 – 240Sabbia molto densa e ghiaia280 – 100Sabbia limosa densa e ghiaia250 – 75Sabbia medio densa e limo sabbioso220 – 30Limo non plasticoCon foro
aperto
115 – 20Riporto limoso sabbioso190 – 140Argilla sabbiosa calcarea140 – 100Limo argilloso140 – 60Argilla da rigida a dura120 – 30Argilla soffice225 – 75LoessTrivellato
FonteTensione ultima [kN/m2]
Tipo di terrenoMetodo di costruzione
Introduzione
Realizzazio-ne e funzio-namento
Resistenza Resistenza barrebarre
Dimensiona-mento e verifiche
Modellazione
Nuove ricerche
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2121/47/47
Resistenza delle barreResistenza delle barreResistenza delle barre
Resistenza indicata da una ditta per una barra Resistenza indicata da una ditta per una barra autoperforanteautoperforante
Introduzione
Realizzazio-ne e funzio-namento
Resistenza Resistenza barrebarre
Dimensiona-mento e verifiche
Modellazione
Nuove ricerche
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2222/47/47
Dimensionamento e verifiche
Dimensionamento Dimensionamento e verifichee verifiche
Introduzione
Realizzazio-ne e funzio-namento
Resistenza barre
DimensionaDimensiona--mento e mento e verificheverifiche
Modellazione
Nuove ricerche
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2323/47/47
DimensionamentoDimensionamentoDimensionamento
H
z
sv
L
0
0.5
1
1.5
2
2.5
L / H
0
1
2
3
4
5
6
7
20 30 40 50 60 70 80 90 100Angolo di parete [°]
Are
a pe
r chi
odo
[m2]
CHIODI iniettatiRapporto L/H:
0,5 ÷ 1,5Area unitaria:
0,5 ÷ 3,0 m2
Nei Driven nailsl’area unitaria si dimezza
rapp
orto
rapp
orto
L/H
L/H
Are
a pe
r A
rea
per c
hiod
och
iodo
, m, m22
AngoloAngolo didi pareteparete, , °°
PredimensionamentoPredimensionamento VerificaVerifica
Introduzione
Realizzazio-ne e funzio-namento
Resistenza barre
DimensionaDimensiona--mento e mento e verificheverifiche
Modellazione
Nuove ricerche
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2424/47/47
VerificheVerificheVerifiche
Verifica agli STATI LIMITI ULTIMIVerifica agli STATI LIMITI ULTIMI
a) Collasso per stabilità globale
b) Collasso per scorrimento alla base
c) Collasso della fondazione(a)
(b) (c)
Rottura di tipo esterno Rottura di tipo esterno
Introduzione
Realizzazio-ne e funzio-namento
Resistenza barre
DimensionaDimensiona--mento e mento e verificheverifiche
Modellazione
Nuove ricerche
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2525/47/47
Verifica agli STATI LIMITI ULTIMIVerifica agli STATI LIMITI ULTIMI
(g)
f) Rottura della barra per trazione
g) Rottura della barra per flessione e taglio
d) Sfilamento lungo l’interfaccia iniezione –terreno
e) Sfilamento lungo l’interfaccia chiodo –iniezione
Rottura di tipo interno Rottura di tipo interno
(e)(d)
(f)
Introduzione
Realizzazio-ne e funzio-namento
Resistenza barre
DimensionaDimensiona--mento e mento e verificheverifiche
Modellazione
Nuove ricerche
VerificheVerificheVerifiche
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2626/47/47
Verifica agli STATI LIMITI ULTIMIVerifica agli STATI LIMITI ULTIMI
h) Rottura per flessione
i) Rottura per punzonamento
j) Rottura dei perni di testa
Rottura del rivestimentoRottura del rivestimento
(g)
(i)
(h)
Introduzione
Realizzazio-ne e funzio-namento
Resistenza barre
DimensionaDimensiona--mento e mento e verificheverifiche
Modellazione
Nuove ricerche
VerificheVerificheVerifiche
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2727/47/47
Verifica agli STATI LIMITI ULTIMIVerifica agli STATI LIMITI ULTIMI
Il collasso può avvenire per rottura lungo:
(a)SUPERFICIE DI ROTTURA INTERNA
SUPERFICIE DI ROTTURA ESTERNA
SUPERFICIE DI ROTTURA MISTA
a) Superficie interna
b) Superficie esterna
c) Superficie mista
(b) (c)
Introduzione
Realizzazio-ne e funzio-namento
Resistenza barre
DimensionaDimensiona--mento e mento e verificheverifiche
Modellazione
Nuove ricerche
VerificheVerificheVerifiche
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2828/47/47
Verifica agli STATI LIMITI ULTIMIVerifica agli STATI LIMITI ULTIMINel DM 14.01.2008 per ogni Stato limite si deve verificare:
1≥=d
df E
RUdd ER ≥
βθφβθ
cossin'tan)sincos('
TWTWLcFS
−++
=
βγ
θ
γφβ
γθ
γγ
φ
sinsin
'tan)sincos('1 'tan'
T
Tc
Rf TW
TWLc
U−
++
=
Introduzione
Realizzazio-ne e funzio-namento
Resistenza barre
DimensionaDimensiona--mento e mento e verificheverifiche
Modellazione
Nuove ricerche
VerificheVerificheVerifiche
θ
W
S
N
T
TsinβTcosβ
β
(a)
Wcosθ
Wsinθ
L
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Verifica agli STATI LIMITI di SERVIZIOVerifica agli STATI LIMITI di SERVIZIO
Lo Lo Stato Limite di ServizioStato Limite di Servizio (SLS) o di (SLS) o di EsercizioEsercizio èè lo stato lo stato deformativo massimo raggiunto durante la vita delldeformativo massimo raggiunto durante la vita dell’’opera.opera.
Si raggiunge durante la realizzazione della parete, ma Si raggiunge durante la realizzazione della parete, ma anche in seguito per innalzamento del livello di falda, per anche in seguito per innalzamento del livello di falda, per effetto di moti di filtrazione nel terreno retrostante, effetto di moti di filtrazione nel terreno retrostante, malfunzionamento del sistema di drenaggio, corrosione malfunzionamento del sistema di drenaggio, corrosione delle barre, etc.delle barre, etc.
LL’’SLS non deve compromette la funzionalitSLS non deve compromette la funzionalitàà delldell’’opera o opera o creare danni nelle strutture limitrofe. creare danni nelle strutture limitrofe.
Non esistono criteri ben definiti per queste verifiche.Non esistono criteri ben definiti per queste verifiche.
Introduzione
Realizzazio-ne e funzio-namento
Resistenza barre
DimensionaDimensiona--mento e mento e verificheverifiche
Modellazione
Nuove ricerche
VerificheVerificheVerifiche
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3030/47/47
Verifica agli STATI LIMITI di SERVIZIOVerifica agli STATI LIMITI di SERVIZIO
H
η
L
λ = H [1-tan η] κ
δv
δH
δv = spostamento verticale della sommità del muroδH = spostamento orizzontale della sommità del muroη = scarpa della pareteλ = distanza orizzontale dietro il muro che può essere interessata da deformazioni durante la costruzioneL = lunghezza dei chiodiH = altezza pareteκ = coefficiente di smorzamento
δH = avanzamento sommità pareteδV = abbassamento sommità pareteη = angolo parete rispetto verticaleH = altezza pareteL = lunghezza orizz. barreλ = estensione zona deformata
= H(1‐tanη)κκ = coeff. di smorzamento
Introduzione
Realizzazio-ne e funzio-namento
Resistenza barre
DimensionaDimensiona--mento e mento e verificheverifiche
Modellazione
Nuove ricerche
VerificheVerificheVerifiche
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3131/47/47
Verifica agli STATI LIMITI di SERVIZIOVerifica agli STATI LIMITI di SERVIZIO
1.51.250.8κ
3H/10002H/1000H/1000δH e δV
Terreni a granafine
SabbieRocce fratturate e terreni rigidi
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 10 20 30 40 50
Profondità scavo H [m]
Mas
sim
o M
ovim
ento
Lat
eral
e [m
m FHWA
Clouterre
Stoccarda
Istanbul
Malesia
Seattle
Altezza scavo H, mMax
spo
stam
ento
late
rale
δh,
mm
Introduzione
Realizzazio-ne e funzio-namento
Resistenza barre
DimensionaDimensiona--mento e mento e verificheverifiche
Modellazione
Nuove ricerche
VerificheVerificheVerifiche
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3232/47/47
Verifica agli STATI LIMITI di SERVIZIOVerifica agli STATI LIMITI di SERVIZIO
Introduzione
Realizzazio-ne e funzio-namento
Resistenza barre
DimensionaDimensiona--mento e mento e verificheverifiche
Modellazione
Nuove ricerche
VerificheVerificheVerifiche
0
Mas
sim
a de
fless
ione
late
rale
δh
(mm
)
10 20 30 400
40
80
120
200
160
Profondità di scavo (m)
Diaframmi
Muro di pali trivellatiPali cementizi
Palancole
Soil Nailing
0.002 H
0.005 H
Altezza scavo H, m
Max
spo
stam
ento
late
rale
δh,
mm
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3333/47/47
Modelli per l’analisi
delle deformazioni
Modelli Modelli per lper l’’analisi analisi
delle deformazionidelle deformazioni
Introduzione
Realizzazio-ne e funzio-namento
Resistenza barre
Dimensiona-mento e verifiche
ModellazioneModellazione
Nuove ricerche
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3434/47/47
Analisi delle deformazioniAnalisi delle deformazioniAnalisi delle deformazioniModelli agli elementi finiti 2D o 3D?Modelli agli elementi finiti 2D o 3D?
Nelle analisi piane si tiene conto dell’interasse dei chiodi modificando la rigidezza del rinforzo, cioè distribuendola lungo un piano continuo.
Tale “operazione di smearing” trasforma il soil nailing, intervento discreto con funzionamento 3D, in una terra rinforzata con geosintetici, opera che lavora in 2D.
Il valore corretto del carico sul chiodo si ottiene poi moltiplicando il valore calcolato per l’interasse orizzontale.
*
H
EAEAs
=
real model HN N s=
Introduzione
Realizzazio-ne e funzio-namento
Resistenza barre
Dimensiona-mento e verifiche
ModellazioneModellazione
Nuove ricerche
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3535/47/47
Analisi delle deformazioniAnalisi delle deformazioniAnalisi delle deformazioniQuale modello materiale?Quale modello materiale?
• Assumendo il modello di Mohr‐Colomb, il tipo di flusso imposto condiziona moltissimo l’analisi.
• Cambia la forma della superficie di rottura.
FLUSSO ASSOCIATO
FLUSSO NON ASSOCIATO
q=75 kPa
H= 5 m
Introduzione
Realizzazio-ne e funzio-namento
Resistenza barre
Dimensiona-mento e verifiche
ModellazioneModellazione
Nuove ricerche
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3636/47/47
Analisi delle deformazioniAnalisi delle deformazioniAnalisi delle deformazioniQuale angolo di attrito o modulo?Quale angolo di attrito o modulo?
• In funzione del flusso cambia lo sforzo sul chiodo.
• Lo sforzo sul chiodo dipende anche dal valore dell’angolo di attrito.
• Pure il modulo elastico del terreno modifica il carico massimo nel chiodo, anche se in modo meno determinante.
Introduzione
Realizzazio-ne e funzio-namento
Resistenza barre
Dimensiona-mento e verifiche
ModellazioneModellazione
Nuove ricerche
Prof.ingProf.ing. . SimonettaSimonetta Cola Cola Dimensionamento, analisi del comportamento deformativo Dimensionamento, analisi del comportamento deformativo in esercizio e nuovi studiin esercizio e nuovi studi
3737/47/47
Analisi delle deformazioniAnalisi delle deformazioniAnalisi delle deformazioniEffetto del rivestimentoEffetto del rivestimento
• All’aumentare della resistenza del rivestimento (spessore) aumentano la trazione in testa Nhead e massima Nmax.
• Diminuisce invece lo spostamento massimo della parete.
Introduzione
Realizzazio-ne e funzio-namento
Resistenza barre
Dimensiona-mento e verifiche
ModellazioneModellazione
Nuove ricerche
Prof.ingProf.ing. . SimonettaSimonetta Cola Cola Dimensionamento, analisi del comportamento deformativo Dimensionamento, analisi del comportamento deformativo in esercizio e nuovi studiin esercizio e nuovi studi
3838/47/47
Analisi delle deformazioniAnalisi delle deformazioniAnalisi delle deformazioniCosa cambia con un modello FE 3D?Cosa cambia con un modello FE 3D?
• Nelle simulazioni 3D all’aumentare dell’interasse la massima trazione nel chiodo diminuisce
• Non ci sono indicazioni univoche sullo spostamento orizzontale: si osservano valori diversi nella sezione verticale contenente i chiodi e nella sezione verticale intermedia.
• Mediamente gli spostamenti sono contenuti
Introduzione
Realizzazio-ne e funzio-namento
Resistenza barre
Dimensiona-mento e verifiche
ModellazioneModellazione
Nuove ricerche
Prof.ingProf.ing. . SimonettaSimonetta Cola Cola Dimensionamento, analisi del comportamento deformativo Dimensionamento, analisi del comportamento deformativo in esercizio e nuovi studiin esercizio e nuovi studi
3939/47/47
Nuove ricercheNuove ricercheNuove ricerche
Introduzione
Realizzazio-ne e funzio-namento
Resistenza barre
Dimensiona-mento e verifiche
Modellazione
Nuove Nuove ricerchericerche
Prof.ingProf.ing. . SimonettaSimonetta Cola Cola Dimensionamento, analisi del comportamento deformativo Dimensionamento, analisi del comportamento deformativo in esercizio e nuovi studiin esercizio e nuovi studi
4040/47/47
Rilievo delle deformazioni delle pareti Rilievo delle deformazioni delle pareti di scavo con tecnica fotogrammetricadi scavo con tecnica fotogrammetrica
Nuove ricercheNuove ricercheNuove ricercheIntroduzione
Principali applicazioni
Soil Nailing
Resistenza barre
Modellazione
Nuove Nuove ricerchericerche
1)1) Cattura di N foto digitali con diverse angolazioniCattura di N foto digitali con diverse angolazioni
……
FotoFoto n.1n.1
FotoFoto n.2n.2
FotoFoto n.Nn.N
Prof.ingProf.ing. . SimonettaSimonetta Cola Cola Dimensionamento, analisi del comportamento deformativo Dimensionamento, analisi del comportamento deformativo in esercizio e nuovi studiin esercizio e nuovi studi
4141/47/47
3)3) Orientazione spaziale delle foto tramite Orientazione spaziale delle foto tramite matchingmatching di di alcuni punti omologhi individuati manualmentealcuni punti omologhi individuati manualmente
Nuove ricercheNuove ricercheNuove ricercheIntroduzione
Principali applicazioni
Soil Nailing
Resistenza barre
Modellazione
Nuove Nuove ricerchericerche
2)2) Correzione delle distorsioni tramite calibrazioneCorrezione delle distorsioni tramite calibrazione
Prof.ingProf.ing. . SimonettaSimonetta Cola Cola Dimensionamento, analisi del comportamento deformativo Dimensionamento, analisi del comportamento deformativo in esercizio e nuovi studiin esercizio e nuovi studi
4242/47/47
4)4) Individuazione automatica di punti appartenenti ad Individuazione automatica di punti appartenenti ad una superficie tramite la tecnica della crossuna superficie tramite la tecnica della cross--correlazionecorrelazione
Nuove ricercheNuove ricercheNuove ricercheIntroduzione
Principali applicazioni
Soil Nailing
Resistenza barre
Modellazione
Nuove Nuove ricerchericerche
Prof.ingProf.ing. . SimonettaSimonetta Cola Cola Dimensionamento, analisi del comportamento deformativo Dimensionamento, analisi del comportamento deformativo in esercizio e nuovi studiin esercizio e nuovi studi
4343/47/47
Nuove ricercheNuove ricercheNuove ricercheIntroduzione
Principali applicazioni
Soil Nailing
Resistenza barre
Modellazione
Nuove Nuove ricerchericerche
Ad ogni punto si assegnano le coordinate spaziali (x, y, z) che Ad ogni punto si assegnano le coordinate spaziali (x, y, z) che possono essere confrontate (sommate o sottratte) con quelle possono essere confrontate (sommate o sottratte) con quelle dello stesso punto in un istante diverso.dello stesso punto in un istante diverso.
Prof.ingProf.ing. . SimonettaSimonetta Cola Cola Dimensionamento, analisi del comportamento deformativo Dimensionamento, analisi del comportamento deformativo in esercizio e nuovi studiin esercizio e nuovi studi
4444/47/47
Nuove ricercheNuove ricercheNuove ricercheIntroduzione
Principali applicazioni
Soil Nailing
Resistenza barre
Modellazione
Nuove Nuove ricerchericerche
Ad ogni punto si assegnano le coordinate spaziali (x, y, z) che Ad ogni punto si assegnano le coordinate spaziali (x, y, z) che possono essere confrontate (sommate o sottratte) con quelle possono essere confrontate (sommate o sottratte) con quelle dello stesso punto in un istante diverso.dello stesso punto in un istante diverso.
RicostruzioneRicostruzione 3D3D
Prof.ingProf.ing. . SimonettaSimonetta Cola Cola Dimensionamento, analisi del comportamento deformativo Dimensionamento, analisi del comportamento deformativo in esercizio e nuovi studiin esercizio e nuovi studi
4545/47/47
Nuove ricercheNuove ricercheNuove ricercheIntroduzione
Principali applicazioni
Soil Nailing
Resistenza barre
Modellazione
Nuove Nuove ricerchericerche
Applicazione per la ricostruzione Applicazione per la ricostruzione di un muro in mattoni e pietradi un muro in mattoni e pietra
Prof.ingProf.ing. . SimonettaSimonetta Cola Cola Dimensionamento, analisi del comportamento deformativo Dimensionamento, analisi del comportamento deformativo in esercizio e nuovi studiin esercizio e nuovi studi
4646/47/47
Test di simulazione dello spostamento di una pareteTest di simulazione dello spostamento di una parete
Nuove ricercheNuove ricercheNuove ricercheIntroduzione
Principali applicazioni
Soil Nailing
Resistenza barre
Modellazione
Nuove Nuove ricerchericerche
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52
Spostamento imposto [mm]
Erro
re p
ecen
tual
e
Rilievo da 2m di distanza
Rilievo da 15m di distanza
Prof.ingProf.ing. . SimonettaSimonetta Cola Cola Dimensionamento, analisi del comportamento deformativo Dimensionamento, analisi del comportamento deformativo in esercizio e nuovi studiin esercizio e nuovi studi
4747/47/47
La precisione del rilievo dipende da:La precisione del rilievo dipende da:
La risoluzione e il numero di fotografie, lLa risoluzione e il numero di fotografie, l’’angolo angolo tra le fotografie, il numero di punti marcati e la tra le fotografie, il numero di punti marcati e la qualitqualitàà della fotocamera.della fotocamera.
Nuove ricercheNuove ricercheNuove ricercheIntroduzione
Principali applicazioni
Soil Nailing
Resistenza barre
Modellazione
Nuove Nuove ricerchericerche
Precisione su un oggetto di 15 m
PrecisioneRisoluzioneTipo di fotocamera
0.5mm1:300004500 X 3000High Quality Digital& Targets
5mm1:31004500 X 3000High Quality Digital
10mm1:14002048 X 1536Mid. Quality Digital
15mm1:11001536 X 1024Low Quality Digital
33mm1:450640 X 480Low-End Digital
((elaborazioneelaborazione dada N. Day, 2010)N. Day, 2010)
Ing. M. SchiavoSOGEN S.r.l. – Padova (PD)
Incontro sul tema
Autoperforanti: “una tecnologia in evoluzione”7 Ottobre, 2010
Ricerca e Sviluppo
di nuovi impieghi nell’utilizzo
delle barre autoperforanti
Con la collaborazione di:
Con il patrocinio
Dell’Istittuto Geotecnico Minerario
U. Follador – Agordo (BL)
Ing. M. Schiavo
Ricerca e sviluppo di nuovi impieghi nell’utilizzo delle barre autoperforanti
Introduzione Le barre autoperforanti rappresentano una valida
ed economica alternativa alle usuali tecniche di
stabilizzazione dei terreni;
La facilità di installazione e la loro versatilità, come
evidenziato nelle Relazioni Precendenti, si presta a
risolvere molteplici problemi di ingegneria
geotecnica;
La disponibilità di modelli di calcolo: teorici,
sperimentali, numerici ... garantiscono una
“semplice” interpretazione del meccanismo di
rottura e conseguente progetto secondo i dettami
delle più recenti normative tecniche di settore. Vedi
Relazioni Precedenti.
02/28
Introduzione
Evoluzione
delle barre
Autoperforanti
Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 1
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
Ing. M. Schiavo
Ricerca e sviluppo di nuovi impieghi nell’utilizzo delle barre autoperforanti
Evoluzione Barre Autoperforanti
03/28
Come può evolvere, quindi, una tecnologia
sufficientemente matura quale quella delle barre
autoperforanti?
Il primo processo “evolutivo” può essere
sintetizzato con il termine “accoppiamento”, ovvero
possibilità di unire la tecnologia autoperforante con
altre tecniche, quali:
Gabbioni;
Pannelli prefabbricati;
Berlinesi passive;
Mini Micro Pali (?)
Ecc..
Introduzione
Evoluzione
delle barre
Autoperforanti
Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 1
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
Ing. M. Schiavo
Ricerca e sviluppo di nuovi impieghi nell’utilizzo delle barre autoperforanti
Evoluzione Barre Autoperforanti
04/28
Come può evolvere, quindi, una tecnologia
sufficientemente matura quale quella delle barre
autoperforanti?
Il secondo processo “evolutivo” può essere
sintetizzato in un diverso approccio alla soluzione
di problemi complessi quali le frane e le colate,
ovvero mediante introduzione di un meccanismo
resistente che valuti il comportamento
dell’ammasso “terreno” in termini ENERGETICI al
posto della classica visione in termini di FORZE;
In questo approccio si introduce il termine di
ANCORAGGIO FLOTTANTE di cui si cercherà di
dare spiegazione nel seguito.
Introduzione
Evoluzione
delle barre
Autoperforanti
Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 1
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
Ing. M. Schiavo
Ricerca e sviluppo di nuovi impieghi nell’utilizzo delle barre autoperforanti
Gabbioni Ancorati
05/28
Nasce dall’idea di accoppiamento fra la tecnica dei
gabbioni (elementi resistivi a gravità) con la tecnica
delle barre autoperforanti (elementi resistivi passivi
nel terreno)
I gabbioni, il cui primo utilizzo risale a circa
140 anni fa, hanno come limite di impiego:
Geometria della sezione per garantire la stabilità
dell’opera nei confronti delle usuali verifiche dei muri di
sostegno;
Disponibilità di idoneo materiale in situ per la
realizzazione degli stessi;
Necessità di operare interventi di consolidamento al
piede per stabilizzare la potenziale superficie di
scorrimento.
Introduzione
Evoluzione
delle barre
Autoperforanti
Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 1
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
Ing. M. Schiavo
Ricerca e sviluppo di nuovi impieghi nell’utilizzo delle barre autoperforanti
Gabbioni Ancorati
06/28
In collaborazione con la BORGHI AZIO S.p.A. si è in
fase di definizione di un campo prova per lo studio
del comportamento del GABBIONE ANCORATO.
Il Gabbione Ancorato è la naturale evoluzione del
semplice Gabbione …
Introduzione
Evoluzione
delle barre
Autoperforanti
Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 1
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
Terreno riempimento
Gabbionata
Profilo scavo
temporaneo
Terreno riempimento <<
Come
?
Elemento Ancoraggio BARRERisparmio Spazio Realizzativo
Gabbionata <<
Ing. M. Schiavo
Ricerca e sviluppo di nuovi impieghi nell’utilizzo delle barre autoperforanti
Gabbioni Ancorati
07/28
Schemi risolutivi …
Introduzione
Evoluzione
delle barre
Autoperforanti
Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 1
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
SEZIONE PROSPETTO
Struttura Gabbione maglia esagonale doppia torsione
Barra Autoperforante SIRIVE® completa
Di testa di fissaggio, piastra di
Compensazione ed ancoraggio
ELEMENTO DI COLLEGAMENTO
Foro per barra Autoperforante
Insieme bulloni ancoraggio
Sistema collegamento ad H
Piastra collegamento
Ing. M. Schiavo
Ricerca e sviluppo di nuovi impieghi nell’utilizzo delle barre autoperforanti
Gabbioni Ancorati
08/28
Elemento di collegamento – H shape
Introduzione
Evoluzione
delle barre
Autoperforanti
Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 1
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
Struttura Gabbione maglia esagonale doppia torsione
Barra Autoperforante SIRIVE®
Completo di testa e piastra
Bulloni Fissaggio
Collegamento H shape
Montante UPN + Ali angolari
imbullonato
Ing. M. Schiavo
Ricerca e sviluppo di nuovi impieghi nell’utilizzo delle barre autoperforanti
Gabbioni Ancorati
09/28
Recente Realizzazione …
Introduzione
Evoluzione
delle barre
Autoperforanti
Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 1
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
1 Cantiere:
Soil Nailing con gabbioni
drenanti rinverditi.
Cesana Brianza – Lecco
1. Scarpata da Sistemare
2. Installazione Gabbione
Ancorato
3. Dettaglio sistema di
collegamento
4. Gabbion ata completata
5. Parete Chiodata
Ultimata
2
Ing. M. Schiavo
Ricerca e sviluppo di nuovi impieghi nell’utilizzo delle barre autoperforanti
Gabbioni Ancorati
09/28
Recente Realizzazione …
Introduzione
Evoluzione
delle barre
Autoperforanti
Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 1
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
Cantiere:
Soil Nailing con gabbioni
drenanti rinverditi.
Cesana Brianza – Lecco
1. Scarpata da Sistemare
2. Installazione Gabbione
Ancorato
3. Dettaglio sistema di
collegamento
4. Gabbion ata completata
5. Parete Chiodata
Ultimata
Ing. M. Schiavo
Ricerca e sviluppo di nuovi impieghi nell’utilizzo delle barre autoperforanti
Gabbioni Ancorati
09/28
Recente Realizzazione …
Introduzione
Evoluzione
delle barre
Autoperforanti
Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 1
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
3 Cantiere:
Soil Nailing con gabbioni
drenanti rinverditi.
Cesana Brianza – Lecco
1. Scarpata da Sistemare
2. Installazione Gabbione
Ancorato
3. Dettaglio sistema di
collegamento
4. Gabbion ata completata
5. Parete Chiodata
Ultimata
Ing. M. Schiavo
Ricerca e sviluppo di nuovi impieghi nell’utilizzo delle barre autoperforanti
Gabbioni Ancorati
09/28
Recente Realizzazione …
Introduzione
Evoluzione
delle barre
Autoperforanti
Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 1
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
4 Cantiere:
Soil Nailing con gabbioni
drenanti rinverditi.
Cesana Brianza – Lecco
1. Scarpata da Sistemare
2. Installazione Gabbione
Ancorato
3. Dettaglio sistema di
collegamento
4. Gabbion ata completata
5. Parete Chiodata
Ultimata
Ing. M. Schiavo
Ricerca e sviluppo di nuovi impieghi nell’utilizzo delle barre autoperforanti
Gabbioni Ancorati
09/28
Recente Realizzazione …
Introduzione
Evoluzione
delle barre
Autoperforanti
Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 1
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
5 Cantiere:
Soil Nailing con gabbioni
drenanti rinverditi.
Cesana Brianza – Lecco
1. Scarpata da Sistemare
2. Installazione Gabbione
Ancorato
3. Dettaglio sistema di
collegamento
4. Gabbion ata completata
5. Parete Chiodata
Ultimata
Ing. M. Schiavo
Ricerca e sviluppo di nuovi impieghi nell’utilizzo delle barre autoperforanti
Gabbioni Ancorati
10/28
Sviluppo Campo Prova Sperimentale
Introduzione
Evoluzione
delle barre
Autoperforanti
Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 1
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
Sistema di contrasto – Applicazione sovraccarico
Gabbione di prova
Sistema di Ancoraggio
Barra Autoperforante SIRIVE®
Terreno naturale - Sabbia
Sistema di confinamento
Applicazione del carico
1. Strain gauge in corrispondenza del
sistema di ancoraggio
2. Cella di carico in corrispondenza
del tiro
3. Controllo deformativo superficiale
Ing. M. Schiavo
Ricerca e sviluppo di nuovi impieghi nell’utilizzo delle barre autoperforanti
Gabbioni Ancorati
11/28
Sviluppo Campo Prova Sperimentale – Foto
Preliminari
Introduzione
Evoluzione
delle barre
Autoperforanti
Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 1
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
Ing. M. Schiavo
Ricerca e sviluppo di nuovi impieghi nell’utilizzo delle barre autoperforanti
Gabbioni Ancorati
11/28
Sviluppo Campo Prova Sperimentale – Foto
Preliminari
Introduzione
Evoluzione
delle barre
Autoperforanti
Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 1
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
Ing. M. Schiavo
Ricerca e sviluppo di nuovi impieghi nell’utilizzo delle barre autoperforanti
Gabbioni Ancorati
11/28
Sviluppo Campo Prova Sperimentale – Foto
Preliminari
Introduzione
Evoluzione
delle barre
Autoperforanti
Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 1
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
Ing. M. Schiavo
Ricerca e sviluppo di nuovi impieghi nell’utilizzo delle barre autoperforanti
Gabbioni Ancorati
11/28
Sviluppo Campo Prova Sperimentale – Foto
Preliminari
Introduzione
Evoluzione
delle barre
Autoperforanti
Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 1
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
Ing. M. Schiavo
Ricerca e sviluppo di nuovi impieghi nell’utilizzo delle barre autoperforanti
Gabbioni Ancorati
11/28
Sviluppo Campo Prova Sperimentale – Foto
Preliminari
Introduzione
Evoluzione
delle barre
Autoperforanti
Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 1
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
Ing. M. Schiavo
Ricerca e sviluppo di nuovi impieghi nell’utilizzo delle barre autoperforanti
Gabbioni Ancorati
11/28
Sviluppo Campo Prova Sperimentale – Foto
Preliminari
Introduzione
Evoluzione
delle barre
Autoperforanti
Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 1
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
Ing. M. Schiavo
Ricerca e sviluppo di nuovi impieghi nell’utilizzo delle barre autoperforanti
Ancoraggi Flottanti – SIRIVE®
12/28
Introduzione
Evoluzione
delle barre
Autoperforanti
Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 1
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
Cosa si intende per ancoraggio flottante ?
Le barre Autoperforanti sono “viste” come elementi resistivi di
tipo passivo, ovvero elementi che attivano la propria resistenza
a seguito dell’attivazione di un agente scatenante, nel caso
specifico per riattivazione di un movimento franoso, oppure quali
interventi di consolidamento roccioso di ammassi fratturati.
Le barre Autoperforanti, quali elementi passivi, in astratto
possono essere viste come “corpi morti” all’interno del
movimento che oppongono resistenza ad un mezzo viscoso
(terreno) che subisce un movimento.
Tra le tipologie di ancoraggi flottanti possono citarsi due casi di
stinti:
Elementi dissipativi di energia;
Elementi di contrasto di colate o rallentatori di flusso.
Ing. M. Schiavo
Ricerca e sviluppo di nuovi impieghi nell’utilizzo delle barre autoperforanti
Ancoraggi Flottanti - SIRIVE® - 1
13/28
Introduzione
Evoluzione
delle barre
Autoperforanti
Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 1
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
Ancoraggi Flottanti quali elementi dissipativi di energia
Tali elementi passivi devono essere “immaginati” quali
corpi morti immersi in un mezzo in movimento;
Dal punto di vista strettamente fisico si possono
immaginare similari al comportamento di una boa o
acquilone ...
Per esercitare il loro effetto dissipativo sono da
prevedersi come elementi discreti, non continui e tali da
non formare effetto arco tra un elemento e l’altro.
Ipotesi:
1. Formazione di un
cuneo resistivo
2. Terreno formi un
flusso attorno
all’elemento
3. L’elemento sia
sufficientemente
ancorato
Ing. M. Schiavo
Ricerca e sviluppo di nuovi impieghi nell’utilizzo delle barre autoperforanti
Ancoraggi Flottanti - SIRIVE® - 1
14/28
Introduzione
Evoluzione
delle barre
Autoperforanti
Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 1
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
Ancoraggi Flottanti quali elementi dissipativi di energia
0INSTABSTAB FSFF
0
1
0
1 ln1v
vI
T
TV
Coefficiente di sicurezza in riferimento alla velocità di spostamento (Pouget et al. 1985)
Prof. S.Cola_ Miglioramento dei terreni ed opere in Prof. S.Cola_ Miglioramento dei terreni ed opere in terra_terra_ Lezione 15: Opere di sostegno su versante Lezione 15: Opere di sostegno su versante
Individuazione della forza nei movimenti lentiIndividuazione della forza nei movimenti lenti
Per i movimenti lentimovimenti lenti, Gudehus e Schwarz (‘84) suggeriscono un metodo basato su una relazione tra forza di taglio sulla superficie e velocità di movimento, basata su un comportamento del terreno di tipo viscoso non lineare:
T0 = forza di taglio mobilitata lungo la sup. di scivolamento, T1 = forza di taglio dopo l’intervento, v0 e v1 = velocità di scorrimento, Iv = indice di viscosità (Iv
=0,01-0,06).Per un pendio indefinito di inclinazione è T0 = Wsin . Posto QS la forza di taglio
assorbita dal singolo palo e nd il numero dei pali per metro, sarà:
S = ndQS = T1 – T0
da cui si ricava:
0
1v
0
1 ln1v
vI
T
T
1
0
S
vd lnsin
v
v
Q
WIn
Prof. S.Cola_ Miglioramento dei terreni ed opere in Prof. S.Cola_ Miglioramento dei terreni ed opere in terra_terra_ Lezione 15: Opere di sostegno su versante Lezione 15: Opere di sostegno su versante
Individuazione della forza nei movimenti lentiIndividuazione della forza nei movimenti lenti
Gudehus e Schwarz (1984)
Pouget et al. 1985
Collegamento fra velocità di
movimento e coefficiente di
sicurezza
T0 = forza taglio su sup. scorrimento
T1 = forza taglio dopo intervento
v0 = velocità di scorrimento ante
v1 = velocità di scorrimento dopo
IV = indice di viscosità (0.01÷0.06)
Per pendio indefinito:
T0=Wsin , Qs forza assorbita singolo
palo, nd numero di pali/metro
1
0lnsin
v
v
Q
WIn
s
Vd
Ing. M. Schiavo
Ricerca e sviluppo di nuovi impieghi nell’utilizzo delle barre autoperforanti
Ancoraggi Flottanti - SIRIVE® - 1
15/28
Introduzione
Evoluzione
delle barre
Autoperforanti
Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 1
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
Ancoraggi Flottanti quali elementi dissipativi di energia
0INSTABSTAB ESFE
n
FLOTT
VA
cinSTAB
V
cinINSTAB
E
dAtt
VsVAcEE
dVt
VsVMEE
1
)(
0
0
2
)()(,,'
)()(
2
1
Elemento di Rinforzo
Potenziale Superficie Scor.
Massa Instabile
Ing. M. Schiavo
Ricerca e sviluppo di nuovi impieghi nell’utilizzo delle barre autoperforanti
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Introduzione
Evoluzione
delle barre
Autoperforanti
Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 1
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
Ancoraggi Flottanti quali elementi dissipativi di energia -
Modellazione FEM preliminare
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Gabbioni
Ancorati con
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Mini MicroPali
Conclusioni
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Conclusioni
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Mini MicroPali
Conclusioni
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Modellazione FEM preliminare
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Mini MicroPali
Conclusioni
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Modellazione FEM preliminare
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Evoluzione
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Autoperforanti
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Flottanti –
Tecnica
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Flottanti –
Tecnica
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Mini MicroPali
Conclusioni
Ancoraggi Flottanti quali elementi dissipativi di energia il caso
di FRANA FANTONI (VI)
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Mini MicroPali
Conclusioni
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di FRANA FANTONI (VI)
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Evoluzione
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Flottanti –
Tecnica
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Flottanti –
Tecnica
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Mini MicroPali
Conclusioni
Ancoraggi Flottanti quali elementi dissipativi di energia il caso
di FRANA FANTONI (VI)
La Provincia di Vicenza ha
autorizzato la realizzazione di
un campo prova sperimentale
per la realizzazione degli
ancoraggi flottanti.
In figura è rappresentata
l’area della colata.
L’ancoraggio flottante è
previsto per tentare di
rallentare il movimento che ha
mostrato velocità di
spostamento variabili da
2÷9m/anno.
L’ancoraggio flottante è
attualmente in fase di
predimensionamento ed in
fase di ingegnerizzazione
costruttiva.
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Gabbioni
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Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 1
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
Ancoraggi Flottanti quali elementi dissipativi di energia il caso
di FRANA ROTOLON (VI)
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Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 1
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
Ancoraggi Flottanti quali elementi dissipativi di energia il caso
di FRANA ROTOLON (VI)
Torrente AGNO – Bacino ROTOLON – Recoaro Vicenza
• 1573: prima data certa di alluvionamento bacino Rotolon
• 1789: vasta frana, crollo Altopiano Buse Scure
• 9 marzo 1985: prima ondata, colata detritica 300.000 m3
• 22 marzo 1985: seconda ondata, colata detritica 30.000 m3
• 2009: colata detritica di 30.00 m3
A. Mariga
Campo di sperimentazione da
eseguirsi in collaborazione con
il Servizio Forestale Regionale
Dipartimento di Vicenza
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Evoluzione
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Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
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Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
Ancoraggi Flottanti quali elementi dissipativi di energia il caso
di FRANA ROTOLON (VI)
Opere che si intendono sperimentale ALTERNATIVAMENTE
alle tradizionali sistemazioni idraulico-forestali:
BRIGLIE di consolidamento
SOGLIE antierosive
DISSIPATORI di energia (effetto frangicolata)
DIFESE spondali
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Flottanti –
Tecnica
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Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
Ancoraggi Flottanti quali elementi dissipativi di energia il caso
di FRANA ROTOLON (VI)
BRIGLIE DI CONSOLIDAMENTO:
Sistema Tradizionale
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Flottanti –
Tecnica
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Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
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di FRANA ROTOLON (VI)
BRIGLIE DI CONSOLIDAMENTO:
Sistema SIRIVE
Utilizzo massi presenti in
loco;
Facilità estrema di
esecuzione;
Rapidità esecutiva (es. alveo
20m altezza 5m: 8giorni);
Costi presunti: 1/3 delle
opere tradizionali;
Impatto ambientale
estremamente ridotto;
Opera drenante e flessibile.
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Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 1
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
Ancoraggi Flottanti quali elementi dissipativi di energia il caso
di FRANA ROTOLON (VI)
SOGLIE ANTIEROSIVE:
Sistema Tradizionale
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Flottanti –
Tecnica
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Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
Ancoraggi Flottanti quali elementi dissipativi di energia il caso
di FRANA ROTOLON (VI)
SOGLIE ANTIEROSIVE:
Sistema SIRIVE
Utilizzo massi ciclopici
presenti in loco;
Facilità estrema di
esecuzione;
Impatto ambientale
estremamente ridotto;
Garanzia di resistenza
dell’opera.
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Evoluzione
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Autoperforanti
Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
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Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
Ancoraggi Flottanti quali elementi dissipativi di energia il caso
di FRANA ROTOLON (VI)
DISSIPATORI DI ENERGIA per colate o debris flow:
Sistema Tradizionale
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Evoluzione
delle barre
Autoperforanti
Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 1
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
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di FRANA ROTOLON (VI)
DISSIPATORI DI ENERGIA per colate o debris flow:
Sistema SIRIVE
Dissipare l’energia della colata detritica, nei tratti a minore pendenza,
per favorire l’arresto e il deposito della colata;
Opera a basso impatto ambientale;
I massi, svolgendo la funzione dei rostri frangicolata, sono
estremamente efficaci e resistenti anche in situazioni di forte
pendenza;
Ancoraggio: rottura a 50/100tonnellate;
Possibilità di ancorare massi ciclopici anche di grande dimensione
(5÷10m3) evitando che vengano inglobati nel flusso della colata
detritica.
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Evoluzione
delle barre
Autoperforanti
Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 1
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
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di FRANA ROTOLON (VI)
DIFESE SPONDALI:
Sistema Tradizionale
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Evoluzione
delle barre
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Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 1
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
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di FRANA ROTOLON (VI)
DIFESE SPONDALI:
Sistema SIRIVE
Utilizzo massi presenti in
loco;
Facilità estrema di
esecuzione;
Impatto ambientale
estremamente ridotto;
Garanzia di resistenza
dell’opera.
Portata massima 50/100ton.
Costi inferiori ad altre
soluzioni tecniche.
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Mini MicroPali
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Evoluzione
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Autoperforanti
Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 1
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
Fondazioni Speciali per Piccoli
Areogeneratori e/o Pannelli Fotovoltaici
• Le barre autoperforanti possono
essere impiegate anche quali
fondazioni profonte per mini impianti
eolici e/o per il supporto di Pannelli
fotovoltaici.
• Sono in fase di studio modifiche alla
testa di perforazione per
incrementare la resistenza a
sfilamento degli ancoraggi.
• Sono in fase di studio campi prova
per la verifica del comportamento
delle barre autoperforanti sottoposte
a carico orizzontale.
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Conclusioni
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Evoluzione
delle barre
Autoperforanti
Gabbioni
Ancorati con
barre
Autoperforanti
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 1
Ancoraggi
Flottanti –
Tecnica
SIRIVE – 2
Mini MicroPali
Conclusioni
Le barre autoperforanti rappresentano una valida
ed economica alternativa alle usuali tecniche di
intervento sia sul terreno sia per sistemazioni
idraulico forestali sia come elementi fondazionali
per strutture leggere;
Gli sviluppi, come brevemente presentato, sono
molteplici e su più fronti;
La grande sfida rimane comunque la definizione di
un modello di comportamento univoco che
permetta la corretta progettazione e
dimensionamento delle opere che non deve
prescindere dalla sperimentazione su scala reale.