Identificazione e classificazione dei terreni

GEOTECNICA → studia il comportamento dei terreni

TERRENO:

Non omogeneo

Non elastico

Viscoso

Saturo, se, oltre ai granuli, contiene solo acqua

TIXOTROPIA → quando un materiale poco elastico e rigido è compresso e sovraccaricato (→ diventa liquido)

o    Argille veloci: sedimenti marini depositati durante la glaciazione, nel tempo dissalati dalle piogge

LIQUEFAZIONE

o    fenomeno particolare di zone sabbiose e sismiche

o    i terreni sabbiosi e ghiaiosi, a bassa densità e saturi al 100%, a causa di terremoti si comportano come un fluido:

→ le vibrazioni provocano una grande pressione sull'acqua interstiziale

→ separazione dei granuli

→ forte diminuzione dell'attrito

→ crolli, successivi a sprofondamenti, delle strutture

Rocce

Tipi di rocce:

a)   Ignee

b)   Sedimentarie

Si individuano per:

Composizione

Impalcatura

Tessitura

Classificazione per caratteristiche genetico tessiturali:

(a) Gruppo particellare    (per processi idrodinamici, calcari, arenarie)

(b) Gruppo cristallino (per processi chimici)

(c) Gruppo biocostituito  (per secrezione biochimica)

(d)    Gruppo residuale    (per processi di degradazione fisica o chimica)

Componenti tessiturali

(a) Granuli

(b) Matrice

(c) Cemento

c)   Metamorfiche

Genesi e struttura dei terreni

Origine

a)   Alterazione delle rocce

b)   Disintegrazione delle rocce

Fasi

a)   Formazione

b)   Trasporto

c)   Deposizione

Alterazioni

a)   Fisica

Fenomeni di

deformazione

fessurazione

per decompressione

b)   chimica

reazione dei minerali con O₂, CO₂ e acido prodotto dai batteri

c)   organica

acidi di carbonio, nitrico, prodotto dai batteri e ammoniaca

-rocce sciolte (terreni)     → particelle non cementate tra loro

-rocce lapidee    → particelle cementate tra loro

I terreni si distinguono dalle rocce per l'entità delle forze di coesione.

particelle = frammenti di roccia, minerali, frammenti minerali → dimensioni molto varie

Caratteristiche strutturali

forze di massa   → responsabili delle interazioni di tipo meccanico terreni granulari

forze di superficie    → responsabili delle interazioni di tipo chimico terreni fini

superficie specifica

a)   sabbia → forze di sup. << forze di massa

granuli inerti bassa sup specifica (sabbia)

granuli attivi alta sup specifica (argilla)

proprietà del singolo granulo

rotondità

sfericità

proprietà dell'aggregato

numero di contatti tra i granuli  → ADDENSAMENTO

b)   + addensamento =   - porosità

- compressibilità

+ resistenza a taglio

c)   sabbia ben assortita (particelle di diverse dimensioni) → è possibile ottenere configurazioni strutturali corrispondenti a stati di addensamento elevato

granuli sferici + densità

granuli spigolosi  - densità

se il materiale ben assortito → la densità aumenta

d)  è possibile avere 2 campioni con

stesso stato di addensamento

stessa porosità

stessa distribuzione granulometrica

diversa struttura

diverso comportamento

Argilla

sup. specifica molto elevata → forze di sup. condizionano l'interazione reciproca e con l'ambiente

struttura

a)   tetraedri   A ione Si + 4 ioni O

b)   ottaedri    B ione Al, Hg + 6 ioni O

collegati fra loro in modo da formare reticoli.

Minerali argillosi a 2 strati AB

a)   Gruppo caolinite

Caolinite

Halloysite

Minerali argillosi a 3 strati ABA

a)   Gruppo montmorillonite

Montmorillonite

b)   Gruppo vermiculite

Vermiculite

c)   Gruppo mica

Illite

Muscovite

Biotite

d)  Gruppo clorite

clorite

unità elementari → pacchetti → particella

gli ioni metallici di silicio, alluminio, magnesio sono interni al tetraedro e all'ottaedro

→ parte esterna del reticolo ha carica - (ioni di ossigeno e ossidrili)

→ la particella ha carica superficiale - (questa forza di sup. condiziona l'interazione con le altre particelle, con l'acqua e gli ioni in essa presenti)

→ le cariche - agiscono come forze repulsive e sono in parte bilanciate dalle forze di Van der Waals

a)   acqua dolce

i)    struttura dispersa

ii)  struttura orientata - montmorilloniti

b)   acqua salmastra

i)    fiocchi - particelle unite da legami stabili

ii)  struttura flocculata dispersa o orientata

molecole d'acqua → dipolari = hanno 2 atomi di idrogeno disposti entrambi da una parte rispetto all'atomo di ossigeno

le sup. delle particelle, con carica -, tendono ad assorbire l'idrogeno delle molecole d'acqua

l'acqua immediatamente a contatto con le particelle va considerata parte integrante della struttura delle particelle (dato che risente di legami così forti da non poter essere separata dalle particelle con semplice azione meccanica) → acqua adsorbita

l'insieme dello strato elettrico neg della sup. di una particella  e dello strato elettrico pos dell'acqua adsorbita è detto DOPPIO STRATO ELETTRICO.

L'acqua libera è detta ACQUA INTERSTIZIALE.

Terreni

a)   Residuali

b)   Trasportati

Ambiente di deposizione

a)   Glaciale

Presenza di un ghiacciaio in movimento che trascina materiali erosi → formazione di depositi morenici (granulometrica assortita) → con la fusione del ghiaccio si ha un'ulteriore trascinamento del terreno → deposito di:

Ghiaie

Sabbie

argille

b)   Lacustre e marino

Stratificazione orizzontale

Fluviale

In corrispondenza della foce → stratificazione irregolare

c)   Desertico

Il terreno si forma per l'alterazione termica delle rocce a causa dell'escursione termica; le rare piogge trasportano via i terreni così ottenuti

Eventi geologici recenti

a)   Innalzamento e abbassamento del suolo e del livello marino → deposito dei terreni e erosione delle rocce

b)   Era glaciale

I ghiacciai comprimono i terreni

Scioglimento → rigonfiamento dei terreni

c)   Se il livello del mare

si alza  → deposito di materiali

si abbassa   → la terra emerge → alterazione, erosione, trasporto

terreni saturi → bifase

Relazione tra le diverse fasi di un campione di terreno

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