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Meccanica delle terre e principi di opere geotecniche
01UTOMH
A.A. 2025/26
Lingua dell'insegnamento
Italiano
Corsi di studio
Corso di Laurea in Ingegneria Edile - Torino
Organizzazione dell'insegnamento
| Didattica | Ore |
|---|---|
| Lezioni | 56 |
| Esercitazioni in aula | 24 |
| Tutoraggio | 24 |
Docenti
| Docente | Qualifica | Settore | h.Lez | h.Es | h.Lab | h.Tut | Anni incarico |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Pirulli Marina | Professore Ordinario | CEAR-05/A | 34 | 12 | 0 | 0 | 2 |
Collaboratori
Didattica
| SSD | CFU | Attivita' formative | Ambiti disciplinari | ICAR/07 | 8 | B - Caratterizzanti | Ingegneria della sicurezza e protezione delle costruzioni edili |
|---|
2025/26
L’insegnamento fornisce le conoscenze di base sulla meccanica dei terreni e sui principi che regolano l’interazione tra il terreno e le opere geotecniche, con particolare riferimento alle applicazioni relative a opere di contenimento e fondazioni superficiali. I contenuti sono finalizzati a sviluppare le competenze essenziali per comprendere il comportamento dei terreni e la loro influenza sulla stabilità e funzionalità delle strutture, nel contesto di un percorso orientato all’analisi e alla progettazione dell’ambiente costruito. L’insegnamento contribuisce così alla formazione tecnica , fornendo strumenti utili per affrontare, in modo consapevole e metodologicamente corretto, le principali problematiche geotecniche che si presentano nella pratica progettuale.
The course provides fundamental knowledge of soil mechanics and the principles governing the interaction between soil and geotechnical structures, with particular focus on applications involving retaining structures and shallow foundations. The content is aimed at developing essential skills for understanding soil behavior and its influence on the stability and functionality of structures, within a curriculum oriented toward the analysis and design of the built environment. The course thus contributes to the technical training of students by offering practical tools to address, in a conscious and methodologically sound manner, the main geotechnical challenges encountered in engineering practice.
Al termine dell’insegnamento, dal punto di vista della conoscenza e capacità di comprensione, gli studenti saranno in grado di:
- identificare e classificare un terreno;
- calcolare lo stato tensionale di un terreno;
- comprendere il legame tra tensioni e deformazioni fino alla condizione di collasso;
- comprendere l’influenza della storia geologica, delle condizioni di drenaggio e delle sollecitazioni applicate sulla risposta del terreno;
- 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 .
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 .
Sono propedeutiche all’insegnamento le conoscenze acquisite nell’insegnamento di Scienza delle Costruzioni della Laurea di 1° livello.
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.
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.
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.
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.
Il controllo in itinere dell'apprendimento avviene tramite l'assegnazione di elaborati contenenti alcuni esercizi che gli studenti devono svolgere individualmente o in gruppo di massimo 3 componenti. Tali elaborati devono essere svolti in autonomia e consegnati a scadenze prefissate (circa ogni 15 giorni). Gli elaborati verranno corretti e valutati secondo la seguente scala di valutazione A: ottimo; B: discreto; C: insufficiente. Gli elaborati sono in totale 6 e riguardano i seguenti argomenti:
- classificazione dei terreni
- cerchi di Mohr
- tensioni geostatiche e filtrazione
- prova edometrica e cedimento edometrico
- prova triassiale
- spinte delle terre e verifiche di stabilità
Per ognuno degli argomenti trattati ad esercitazione
L’insegnamento è strutturato in lezioni frontali, dedicate alla presentazione e alla spiegazione dei contenuti teorici previsti nel programma. Le esercitazioni in aula saranno dedicate all’applicazione pratica dei concetti teorici attraverso lo svolgimento di esercizi e l’interpretazione di risultati sperimentali. In particolare, le attività riguarderanno: la classificazione dei terreni a partire da prove di laboratorio, l’analisi degli stati di tensione e l’utilizzo del cerchio di Mohr, lo studio dei percorsi di sollecitazione e il calcolo delle tensioni geostatiche, l’idraulica delle terre, l’interpretazione delle prove edometriche e delle prove triassiali su argille in diverse condizioni di drenaggio, la determinazione delle spinte sulle opere di sostegno e della capacità portante delle fondazioni superficiali.
È inoltre prevista una visita guidata (in piccoli gruppi) al Laboratorio di Geotecnica, durante la quale gli studenti avranno l’opportunità di osservare direttamente le apparecchiature illustrate a lezione e assistere a prove sperimentali eseguite da tecnici specializzati.
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 vertono 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 triassiali in argilla, in diverse condizioni di drenaggio; spinte sulle opere di sostegno; capacità portante delle fondazioni superficiali.
Le lezioni e le esercitazioni in aula si svolgono con il supporto di presentazioni in formato PowerPoint, rese disponibili in formato pdf agli studenti attraverso il portale della didattica.
Per gli approfondimenti, sono consigliati i 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.
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.
Slides; Libro di testo;
Lecture slides; Text book;
Modalità di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria; Elaborato grafico individuale;
Exam: Written test; Compulsory oral exam; Individual graphic design project;
...
L’esame è volto ad accertare la conoscenza degli argomenti elencati nel Programma e la capacità di applicare la teoria ed i suoi metodi alla soluzione di esercizi.
Per ogni iscritto l’esame è costituito da una parte scritta e da una successiva parte orale. Le valutazioni degli scritti e degli orali sono espresse in trentesimi.
La prova scritta, della durata 2 ore, è articolata in 2-3 esercizi che riguardano gli argomenti trattati a lezione che sono stati oggetto di esercitazione e di svolgimento di elaborato. Durante la prova non è possibile consultare materiale didattico. La prova sarà cartacea. La prova sarà considerata superata se con valutazione di almeno 18/30.
La parte orale dell’esame può essere sostenuta in una qualunque delle date di orale fissate nella sessione di validità dello scritto. Durante la prova orale, della durata di circa 30 minuti, possono essere poste domande su uno qualunque degli argomenti trattati nel corso, può essere richiesto di svolgere piccoli esercizi e discutere gli elaborati svolti durante l'anno.
La valutazione finale è data dalla media della prova scritta e della prova orale, a cui viene aggiunto un punteggio positivo o negativo fino ad un massimo di 1 punto per le relazioni degli elaborati consegnate durante il corso.
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.
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.
In addition to the message sent by the online system, students with disabilities or Specific Learning Disorders (SLD) are invited to directly inform the professor in charge of the course about the special arrangements for the exam that have been agreed with the Special Needs Unit. The professor has to be informed at least one week before the beginning of the examination session in order to provide students with the most suitable arrangements for each specific type of exam.