Hevelius

Il jet grouting è una particolare tecnica di trattamento dei terreni che consente di costituire nel sottosuolo elementi consolidati di forma e dimensioni svariate, dotati di buone caratteristiche meccaniche e di ridotta permeabilità. Si tratta quindi di una tecnica particolarmente flessibile, adattabile a impieghi molto diversi. Un'analisi approfondita della letteratura rivela tuttavia la relativa esiguità degli studi sperimentali sugli effetti del jet grouting ed evidenzia soprattutto la carenza di specifici metodi di verifica. Questo libro si propone di affrontare il tema dei trattamenti di jet grouting con l'ambizione di superare, almeno in parte, l’attuale fase di mero empirismo, proponendo alcuni criteri e metodi razionali per il progetto degli interventi di jet grouting.

Il volume presenta una panoramica delle problematiche relative alla progettazione di una classe di opere di sostegno largamente utilizzate nella pratica geotecnica: i diaframmi multiancorati. In particolare, vengono discussi e valutati criticamente i metodi di analisi attualmente disponibili per la valutazione della sicurezza nei confronti degli stati limite di collasso, delle sollecitazioni agenti negli elementi strutturali e degli effetti prodotti dallo scavo sull’ambiente circostante. Grande attenzione viene posta alle possibilità offerte dai metodi dell’analisi numerica e dall'impiego di modelli costitutivi avanzati per l’analisi dei processi di interazione terreno-struttura e, in particolare, per la valutazione dei movimenti del terreno in prossimità dello scavo, questione di grande rilievo nella realizzazione di infrastrutture in sotterraneo in aree urbane.

Il territorio della provincia di Napoli è interessato da frequenti eventi franosi, che talvolta assumono caratteri catastrofici. Fra questi, di particolare pericolosità le cosiddette colate rapide, che coinvolgono le coltri di terreni piroclastici sciolti prodotti dell'attività eruttiva dei Campi Flegrei e del Somma Vesuvio, che ammantano con spessori di qualche metro le pendici rocciose del Napoletano, della penisola Sorrentina, dell'agro Sarnese-Nocerino. Tali eventi non sono in alcun modo un privilegio esclusivo della Campania. Nel 1920 circa 200.000 persone trovarono la morte nella provincia di Kansu, in Cina, a causa di colate rapide di loess. Una valanga di detriti proveniente dal Nevados Huascaran, nelle Ande Peruviane, provocò, nel 1962 circa 4.000 vittime e, nel 1970, una colata ancora più grande si staccò dalla stessa montagna e distrusse la città di Yungai con la perdita di 18.000 vite. Nel mese di giugno del 1972, nell'area urbana di Hong Kong, si sono verificate ben 185 frane per colata rapida. È, quindi, forte l'esigenza di mettere a punto criteri di identificazione delle aree a rischio, di studiare le cause innescanti dei fenomeni, di definire le misure di difesa. Questo lavoro si propone di fornire un quadro, il più possibile completo ed esauriente, delle frane per colata rapida. Vengono descritti i meccanismi di innesco e di evoluzione, la possibile previsione, le tipologie delle opere di difesa. A conclusione della monografia viene proposta una metodologia di mitigazione del rischio, basata su sistemi avanzati di monitoraggio ed analisi, e, quindi, rispettosa dell'integrità del paesaggio e della conservazione dell'ambiente.

Questo lavoro si occupa di un particolare metodo di indagine geofisica: la misura in sito della velocità delle onde di taglio con tecniche sia di superficie, sia da foro. Esso si è rivelato particolarmente interessante per l'ingegneria, in quanto consente la valutazione diretta di una caratteristica meccanica del terreno, e cioè la rigidezza a ridotti livelli di deformazione, detta anche "rigidezza iniziale". Recentemente si è realizzato che, nella maggior parte dei problemi di ingegneria, i livelli di deformazione indotti in grandi masse di terreno sono, per l'appunto, assai ridotti. Il modulo di rigidezza iniziale trova quindi una utilizzazione diretta in svariati tipi di problemi di ingegneria, fra i quali non solo le analisi di vibrazioni indotte da sismi o da macchine, ma anche i calcoli di cedimenti di fondazioni. Questa metodologia va ben oltre il tradizionale campo d'impegno dei metodi geofisici, limitati in genere alla mera ricostruzione stratigrafica.

Nel processo generale della progettazione di un'opera di ingegneria civile le indagini geotecniche svolgono un ruolo di grande rilievo, spesso sottovalutato fino al punto da considerarle addirittura come un fastidioso adempimento burocratico. È appena il caso di osservare che le indagini sono la base per la costruzione di un modello geotecnico del problema da studiare; modello sul quale il progettista opera le proprie analisi e compie le proprie scelte. Per quanto raffinate possano essere le analisi, è probabile che ad un modello inadeguato conseguano scelte di progetto altrettanto inadeguate. Questo volumetto non pretende di essere né un trattato, né un manuale, ma solo di passare in rassegna i più comuni aspetti delle indagini cercando di evidenziare il loro ruolo nella progettazione e nella costruzione delle opere.

L'interazione fra terreno e struttura ha costituito un tema di ricerca classico in un’area di studio al confine fra l'Ingegneria Geotecnica e l'Ingegneria Strutturale. Uno dei tanti effetti dell'avvento dei metodi numerici, resi possibili dalla diffusa disponibilità di elaboratori elettronici sempre più potenti e maneggevoli, è stato l’inaridirsi improvviso di questi studi. Non è più necessario, infatti, cercare di rappresentare la complessità dei fenomeni con modelli sempre più ingegnosi ma sempre abbastanza semplici da consentire l'analisi; oggi queste difficoltà vengono completamente rimosse dall'impiego di algoritmi di calcolo sempre più complessi e raffinati e sempre più disponibili in pacchetti elegantemente confezionati. Ma l'uso dei metodi numerici oggi così di moda deve andare di pari passo con una chiara visione dei fondamenti su cui essi sono basati.

Il progetto di una discarica controllata coinvolge una varietà di problemi per i quali è necessaria una conoscenza affidabile delle proprietà geotecniche dei RSU. La quantificazione di queste proprietà è molto difficile: i RSU sono essenzialmente eterogenei e molto variabili fra differenti zone geografiche, le proprietà variano sensibilmente con il tempo, è difficile ottenere campioni di dimensioni tali da essere rappresentativi delle condizioni in sito, non esistono procedure unificate di campionamento e prova. Per assicurare nel tempo la stabilità della massa dei rifiuti e degli elementi di rivestimento nella loro funzione di drenaggio ed impermeabilizzazione, è necessaria un'attenta valutazione delle tensioni e deformazioni nei vari elementi. In questo lavoro vengono forniti una serie di dati ed informazioni, che costituiscono una prima base per affrontare in modo razionale il problema delle discariche controllate.

La stabilizzazione di un pendio in frana può essere raggiunta riducendo le pressioni interstiziali mediante la realizzazione di un sistema di drenaggio. Il progetto di un intervento di drenaggio presenta notevoli difficoltà e incertezze e il suo dimensionamento è spesso improntato da un sostanziale empirismo. Questo lavoro si propone di fornire al progettista degli elementi di base utili per il dimensionamento dell'intervento, ricavati dall'analisi teorica del processo di filtrazione indotto dalla installazione di un sistema di drenaggio a gravità costituito da trincee drenanti o dreni tubolari. I risultati ottenuti, unitamente alle osservazioni e alle misure in sito, possono contribuire allo sviluppo di una progettazione razionale di un intervento di stabilizzazione a mezzo di drenaggi a gravità.

Le teorie della Meccanica dei Terreni si occupano di entità astratte: cos’altro è, ad esempio, il mezzo poroso saturo visto come due mezzi continui (l'acqua e lo scheletro solido) sovrapposti, che occupano la stessa regione dello spazio, ed in ogni punto del quale è possibile definire un tensore degli sforzi ed un valore della pressione interstiziale, senza curarsi se il punto corrisponda ad un poro o ad una particella solida? Una condizione particolare del mezzo poroso saturo è quella "non drenata", nella quale si suppone che non si abbia alcun movimento di acqua, né all’infinitesimo, né al finito. Come tutti sanno, in tali condizioni si può operare in termini di tensioni totali ed assimilare il mezzo saturo ad un materiale caratterizzato da una resistenza di tipo puramente coesivo, la "coesione non drenata".

Le piastre circolari trovano frequente impiego come elemento di fondazione di serbatoi per liquidi, vasche di impianti di trattamento, silos per l'immagazzinamento di materie granulari. In tutte queste applicazioni, per la prevalenza di carichi uniformemente ripartiti, il modello di Winkler cade in difetto e la considerazione della continuità del terreno rappresenta un requisito essenziale. Per questi motivi hanno ancora un notevole interesse metodi di analisi, per così dire, intermedi. In essi la modellazione del sottosuolo é relativamente semplice; l'analisi dei problemi viene svolta ricorrendo a soluzioni in forma analitica chiusa, o a programmi di calcolo semplici ed agili; l'utilizzatore è incoraggiato ad approfondire i problemi della modellazione e segue i risultati in modo immediato ed intuitivo.

Il lavoro di Ruggiero Jappelli, che viene ad arricchire la collana di "Argomenti di Ingegneria Geotecnica", scaturisce dall'esigenza culturale di riunire e legare in una monografia alcune regole oggettivabili della ricerca progettuale. Questo lavoro travalica quindi l'orizzonte originario della collana, improntata ad una filosofia prevalentemente applicativa; e tuttavia esso ha anche lo scopo, eminentemente applicativo, di offrire una trattazione unitaria di una materia, come la progettazione, per sua natura spesso disarticolata, occasionale ed empirica. E d'altro canto è ben evidente che i passi della progettazione geotecnica si articolano in modo spesso molto differente da quelli di una progettazione con i materiali convenzionali, per l'esigenza di continua sperimentazione e di aggiornamento delle strategie progettuali.