Il corso fornisce all’allievo gli strumenti necessari per affrontare l’analisi e il dimensionamento delle strutture di fondazione più ricorrenti, quali sono le fondazioni dirette (plinti, travi rovesce, platee di fondazione) e le fondazioni profonde su pali, nonché il dimensionamento delle opere di sostegno rigide (muri di sostegno) e delle opere di sostegno flessibili (paratie, berlinesi, palancolate...). Obiettivo del corso è mettere lo studente in grado di: • valutare la capacità portante di una fondazione diretta, prevederne i cedimenti in esercizio ed eseguirne il dimensionamento strutturale; • valutare gli effetti, sulle fondazioni continue, dell’interazione struttura-fondazione-terreno; • conoscere le tecniche e le problematiche connesse alla realizzazione dei pali di fondazioni; • calcolare il carico limite assiale di un palo e stimare gli spostamenti e le sollecitazioni indotte da sforzi assiali e trasversali all’asse; • valutare gli effetti di interazione tra i pali e analizzare il comportamento di una palificata; • valutare le azioni e le resistenze agenti sulle diverse opere di sostegno, in funzione della tipologia, delle condizioni di vincolo, della natura del terreno e delle condizioni al contorno, ed effettuarne il dimensionamento geotecnico e strutturale.

L’obiettivo delle lezioni teoriche è di fornire i concetti teorici e gli strumenti tecnico-scientifici necessari alla progettazione delle opere geotecniche più importanti. Al termine del corso, i risultati di apprendimento attesi sono: • la capacità di individuare la tipologia di fondazione più idonea alle caratteristiche del deposito e della struttura in elevazione e ai requisiti di progetto; • l’acquisizione delle nozioni e delle competenze necessarie al dimensionamento geotecnico e strutturale delle fondazioni dirette e profonde; • la conoscenza delle tecniche e delle problematiche costruttive dei pali di fondazioni e delle relative tecniche di controllo; • l’acquisizione delle nozioni e delle competenze necessarie al dimensionamento geotecnico e strutturale delle opere di sostegno più ricorrenti. L’obiettivo delle esercitazioni è l’applicazione pratica dei concetti e delle nozioni apprese nel corso delle lezioni, approfondendo alcuni aspetti specifici relativi agli argomenti trattati nelle lezioni teoriche, e lo stimolo, per lo studente, a sviluppare le capacità progettuali necessarie per il dimensionamento geotecnico delle strutture geotecniche più ricorrenti, quali le fondazioni superficiali e profonde e le principali opere di sostegno.

Lo studente deve conoscere la Meccanica delle Terre e possedere le competenze fornite dai corsi di Scienza delle Costruzioni e Tecnica delle Costruzioni, riguardanti il calcolo delle sollecitazioni interne di un corpo deformabile e il dimensionamento strutturale delle strutture in conglomerato cementizio armato.

Dopo un inquadramento generale delle problematiche e dei mezzi di indagine disponibili per la caratterizzazione geotecnica di un sito e per la definizione dei parametri di progetto (circa 8 ore di lezione), il corso affronta le problematiche relative al progetto delle fondazioni dirette (plinti, travi, graticci e platee di fondazione), che si possono riassumere nei seguenti punti: • calcolo della capacità portante delle fondazioni dirette su terreni incoerenti e su terreni coesivi; • calcolo dei cedimenti delle fondazioni dirette su terreni incoerenti e su terreni coesivi; • calcolo delle sollecitazioni interne e il dimensionamento strutturale delle fondazioni a plinto; • risoluzione del problema di trave su suolo elastico, con i modelli di Winkler e di Boussinesq; • analisi del fenomeno d’interazione struttura-fondazione-terreno; • calcolo delle sollecitazioni e dimensionamento delle travi e dei graticci di fondazione; • approcci semplificati per il dimensionamento strutturale delle fondazioni a platea. Agli aspetti su citati verranno dedicate, complessivamente, circa 33 ore. Le tematiche relative alle fondazioni profonde richiedono circa 24 ore di lezione e riguardano i seguenti aspetti: • analisi delle tipologie e delle tecniche costruttive più diffuse; • valutazione del carico limite assiale di pali infissi e di pali trivellati, in terreni incoerenti e in terreni coesivi; • previsione dei cedimenti di un palo singolo soggetto a carichi assiali; • analisi dei fenomeni di interazione tra i pali di una palificata; • dimensionamento strutturale dei pali e dei plinti di collegamento; • calcolo degli spostamenti e delle sollecitazioni indotti in un palo da carichi trasversali al suo asse; • analisi, in condizioni di esercizio, del comportamento globale di una palificata e delle sollecitazioni in testa ai pali; • progetto e interpretazione delle prove di carico. Al dimensionamento geotecnico e strutturale delle opere di sostegno sono dedicate circa 20 ore di lezione. Vengono affrontati i seguenti aspetti: • calcolo della spinta attiva e della resistenza passiva nei terreni incoerenti e nei terreni coesivi; • influenza dell’attrito muro-terreno e dei sovraccarichi; • effetti dovuti alla presenza di falda e all’innesco di eventuali moti di filtrazione; • verifiche di stabilità e dimensionamento strutturale delle opere di sostegno rigide; • verifiche di stabilità e dimensionamento strutturale delle opere di sostegno flessibili. Alcune ore (3) di lezione saranno infine dedicate alla normativa tecnica di riferimento per la progettazione delle opere geotecniche.

Le esercitazioni in aula sono volte a chiarire, mediante la risoluzione di esempi applicativi, gli argomenti sviluppati a lezione. In aggiunta agli esempi visti in aula, lo studente deve svolgere alcuni esercizi in modo autonomo.

Gli argomenti trattati nel corso sono coperti da testi in lingua italiana e in lingua inglese, tra i quali si segnalano: • Lancellotta R., Costanzo D., Foti S. – Progettazione geotecnica - Hoepli, 2011 • Lancellotta R., Calavera J. - Fondazioni - McGraw Hill, 1999 • Lancellotta R. – Geotecnica – Zanichelli, 2012 • Lancellotta R. – Geotechnical Engineering – Taylor & Francis, 2009 • Fleming K., Weltman A., Randolph M., Elson K. - Piling Engineering - Taylor & Francis, 2009 • Viggiani C. - Fondazioni - Hevelius, 1999 • Viggiani C., Mandolini A., Russo G. - Piles and Pile Foundations - Spon Press, 2012 • Dispense proiettate in aula e disponibili sul portale della didattica

Slides;

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

Exam: Written test; Compulsory oral exam;

... L’esame intende accertare le capacità progettuali sviluppate dallo studente al termine del corso in merito alla progettazione geotecnica delle opere geotecniche più ricorrenti, ossia delle fondazioni superficiali, delle fondazioni profonde e delle più ricorrenti opere di sostegno. Lo studente deve quindi dimostrare di essere in grado di eseguire il predimensionamento geotecnico di tali opere e di conoscere le principali problematiche tecniche e costruttive ad esse connesse. Prova scritta preliminare. Consiste in due o tre esercizi (con durata 120 o 220 minuti), costituiti da esempi progettuali simili a quelli trattati durante le esercitazioni svolte in aula e/o assegnate allo studente per lo studio individuale. Durante la prova scritta è consentita la consultazione di qualsiasi testo didattico e di un formulario personale costituito al massimo da due pagine fronte/retro; non è invece consentito l’uso di computer, tablet e cellulari, né degli appunti e dei quaderni personali. La votazione massima ottenibile nella prova scritta è pari a 30/30. Prova orale (durata 30 minuti) Alla prova orale si accede solo se si consegue una votazione sufficiente (≥ 18/30) nella prova scritta. La prova orale consiste in un colloquio con lo studente durante il quale vengono approfonditi i concetti e le conoscenze necessari per lo svolgimento della prova scritta, dopodiché vengono poste un paio di domande sugli argomenti trattati nel corso ma che non sono stati oggetto della prova scritta. La votazione finale è frutto di una valutazione complessiva basata sull’esito della prova scritta e sulla preparazione complessiva dello studente che emerge dal colloquio orale.

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.