L’insegnamento si propone di fornire gli elementi di base della meccanica delle terre e dell’interazione tra terre e strutture geotecniche, con particolare riferimento alle opere di contenimento delle terre e alle opere di fondazione, nell’ambito di un percorso di studi dedicato all’analisi ed alla progettazione degli edifici.

Tramite una serie di esempi progettuali e di esercitazioni, al termine dell’insegnamento lo studente avrà acquisito la capacità di: - comprendere l’influenza della storia geologica, delle condizioni di drenaggio e delle sollecitazioni applicate, sulla risposta dei materiali naturali; - calcolare le spinte sulle opere di sostegno e la capacità portante di terre di fondazione; - eseguire calcoli e verifiche della stabilità delle opere di sostegno e delle fondazioni superficiali.

Sono propedeutiche all’insegnamento le conoscenze acquisite nell’insegnamento di Scienza delle Costruzioni della Laurea di 1° livello.

Introduzione all’insegnamento: la tecnica progettuale in ingegneria geotecnica. Caratteristiche e classificazioni delle terre: stratigrafie, analisi granulometrica; limiti di Atterberg, sistemi di classificazione; piezometri. Richiami di meccanica del continuo e leggi costitutive: il tensore degli sforzi e delle deformazioni; elasticità, stati particolari di tensione e deformazione. Elementi di idrostatica: definizioni di fluido ideale e fluido reale; calcolo della pressione idrostatica; principio di Pascal. Elementi di idrodinamica: definizione di portata; moto uniforme/non uniforme; moto stazionario/non stazionario; regime di moto laminare e turbolento, numero di Reynolds; equazione di continuità; altezza piezometrica; teorema di Bernoulli e sua interpretazione geometrica, calcolo del carico geometrico, piezometrico e totale; gradiente idraulico. Le terre come mezzo multifase, il principio degli sforzi efficaci: pressioni idrostatiche, tensioni totali, tensioni efficaci nelle terre; capillarità; misura delle pressioni idrauliche in sito; terre normalconsolidate e sovraconsolidate. Moti di filtrazione in regime stazionario: misura della permeabilità in sito; forme di energia: la legge di Darcy; il gradiente idraulico critico, sifonamento. Moti di filtrazione in regime transitorio: condizioni drenate e non drenate; consolidazione monodimensionale; prova edometrica; calcolo dei cedimenti edometrici. Introduzione ai concetti di resistenza e di deformabilità: gli ammassi rocciosi: caratteristiche di resistenza al taglio delle discontinuità naturali; caratteristiche di deformabilità e resistenza del materiale roccioso. Caratteristiche di resistenza e deformabilità di materiali a grana grossolana: il fenomeno della dilatanza; condizioni di picco, critiche e residue; influenza dello stato di addensamento e della pressione media efficace; determinazione dei parametri mediante prove in situ. Caratteristiche di resistenza e di deformabilità dei materiali a grana fine: argille normal-consolidate e sovra-consolidate; parametri delle pressioni interstiziali; resistenza non drenata in termini di tensioni totali; determinazione dei parametri mediante prove in situ e in laboratorio. Metodi di verifica delle opere geotecniche e scelta delle condizioni di verifica. Opere di sostegno rigide e flessibili: determinazione della spinta delle terre; spinte dovute all’acqua e ai sovraccarichi; verifiche di stabilità delle opere di sostegno rigide. Fondazioni superficiali: meccanismi di rottura; capacità portante delle fondazioni superficiali; cedimenti su terre coesive e non coesive.

Il controllo in itinere dell'apprendimento avviene tramite esercitazioni assegnate agli studenti a gruppi, le quali vengono svolte in autonomia, corrette e valutate. Le esercitazioni verteranno sui seguenti temi: interpretazione di risultati di laboratorio per la classificazione delle terre; stati di tensione, cerchio di Mohr, percorsi di sollecitazione; calcolo delle tensioni geostatiche; idraulica delle terre; prova edometrica; interpretazione di prove di taglio, monoassiali e triassiali in roccia; interpretazione di prove triassiali in argilla, in diverse condizioni di drenaggio; spinte sulle opere di sostegno; capacità portante delle fondazioni superficiali; calcolo dei cedimenti di fondazioni superficiali.

Le lezioni e le esercitazioni in aula sono svolte con l’ausilio di slide powerpoint. Le stampe sono a disposizione degli studenti sul portale della didattica. Sono consigliati per gli approfondimenti i seguenti testi: Lancellotta R., Geotecnica, Zanichelli, Bologna, 2004; Berardi R., Fondamenti di geotecnica, CittàStudi, Torino, 2009; Atkinson J., Geotecnica – Meccanica delle terre e fondazioni, McGraw-Hill, New York, 1997.

Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria; Elaborato grafico individuale;

Exam: Written test; Compulsory oral exam; Individual graphic design project;

... La verifica dell’apprendimento dello studente avverrà tramite un esame scritto della durata di almeno 120 minuti, riguardante esercizi pratici ed applicativi prevalentemente sul calcolo delle spinte sulle opere di sostegno e la capacità portante di terre di fondazione e sulle verifiche della stabilità, da svolgere senza l'ausilio di testi o appunti, ed un esame orale in cui saranno discusse le esercitazioni svolte durante l’anno e la preparazione teorica.

Gli studenti e le studentesse con disabilità o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unità Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione più idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.