Home GeoForum Forums Geologia & Professione Geotecnica cedimenti indotti da drenaggio

cari colleghi (sia geologi che ingegneri)

qualcuno di voi sa indicarmi dove trovare informazioni sui metodi per determinare i cedimenti dovuti ad abbassamento della falda per drenaggio artificiale? grazie!

su un qualsiasi testo di geotecnica, alla voce 'teoria della consolidazione di Terzaghi'.

Grazie caro blizzard, ma la teoria della consolidazione, se la mia ignoranza di geotecnica non è proprio abissale, non tratta dei cedimenti indotti da un carico applicato? Forse mi sono espresso male: in effetti intendevo riferirmi agli abbassamenti del suolo dovuti a una azione di drenaggio di qualche tipo, oppure, se vogliamo, subsidenza dovuta a sottrazione della fase fluida.
Ad un primo frettoloso esame su alcuni dei sacri testi (Terzaghi, Lancellotta, Colombo, Atkinson) non ho trovato un metodo (anche solo empirico, per carità) per quantificare il fenomeno. Qualcosa ho trovato sul britannico CIRIA Report "Control of groundwater for temporary works" alla sezione 11 "Estimate of settlements due to drawdown", ma non mi è ancora molto chiaro.
Non dispero, quindi resto in attesa di altri suggerimenti.

gionmalcovic, in effetti, il cedimento principale è indotto dall'incremento di carico dovuto alla perdita di spinta archimedea fornita dal fluido.
Il tutto è complicato dal fatto che il processo di consolidazione non è lineare ed è in funzione del tempo (in litologie coesive)

Dovresti calcolare un incremento di +10KPa per metro di abbassamento, dividere la successione in strati e per ogni strato calcolare la deformazione in funzione di incremento di carico ,modulo edometrico e tempo come si fa per i cedimenti di consolidazione e anche per quelli immediati (ovviamente nelle sabbie il fattore tempo non va valutato).
Altri effetti minori nelle argille sono dovuti ad esempio a ritiro superficiale, nelle sabbie potrebbero aggiungersi le pressioni idrodinamiche.

Blizzard correggimi se sbaglio, sono calcoli che non faccio di frequente.

P.S. un esempio di foglio di calcolo per cediementi da abbassamento falda in terreni granulari si trova al seguente:

http://www.kapiticoast.govt.nz/NR/rdonly...ementSurvey.pdf

la teoria della consolidazione di Terzaghi, valida sotto alcune ipotesi (alcune accettabili e altre meno...), è un metodo per la valutazione e la previsione (cosa più importante) dell'andamento temporale dei cedimenti per mezzo della misura della variazione della pressione interstiziale (quindi, il come vari la pressione interstiziale è un'altro discorso...può variare per carico applicato, o semplicemente perchè estraggo acqua sotterranea - dewatering).

l'equazione (cioè il modello matematico) è (vedi qualunque testo di geotecnica):

du/dt = Cv d2u/dz2

dove Cv = K/gammav * mv

quindi la variazione di u nel tempo è proporzionale alla variazione spaziale di u, attraverso il coefficiente di consolidazione Cv.

la teoria assume che la consolidazione avvenga solo sulla verticale (z).

la suddetta equazione (differenziale) è risolvibile numericamente (vedi mccoy), per il calcolo della consolidazione, o meglio, per la valutazione della sua 'espressione' a livello del piano campagna, cioè della subsidenza del suolo.

la cosa interessante è che si può opportunamente accoppiare un programma per il calcolo della subsidenza ad un modello idrogeologico (ad es. in modflow2000 esiste un modulo per la subsidenza).
In questo modo si può inizialmente, col modello di flusso, simulare quale sia la futura risposta della falda a determinate sollecitazioni (ad es. apertura di un nuovo campo pozzi) in termini di piezometria; successivamente, a partire dai risultati della simulazione di flusso, prevedere quale sia la subsidenza associata a tale sollecitazione della falda stessa.

Grazie ai colleghi mccoy e blizzard; riguardo alla considerazione di mccoy, solo un'osservazione: la perdita di spinta archimedea temo che possa essere limitata in caso di terreni sabbiosi a causa dell'attrito fra i granuli; nel mio caso le granulometrie sono prevalentemente limoso-sabbiose.
Proverò comuqnue ad applicare i metodi che mi avete indicato. Ancora grazie per avermi dato la possibilità di tappare uno tanti buchi della mia conoscenza della geotecnica.

Per Mccoy e Blizzard:
Faccio una domanda da ignorante (ma attenti che può essere una domanda trabocchetto):
Se abbatto la falda, in contemporanea alla mancanza dell'effetto di archimede non ho anche una variazione (più o meno intensa) nelle caratteristiche geotecniche dei terreni??? Specie in quelli coesivi???
Inoltre è da considerare anche l'effetto ritiro nei terreni argillosi (sempre che la falda si abbassi per tempi abbastanza lunghi, in funzione della permeabilità).
Ultimo, ma non ultimo, se abbatto la falda ma rimango nella zona di escursione naturale della falda, in realtà non dovrebbe capitare nulla .... o sbaglio???

Tacs:

1) l’estrazione d'acqua dagli acquiferi modifica profondamente lo stato di tensioni efficaci nel sottosuolo causando:

- un abbassamento di entità modesta ed immediato, dovuto all'abbassamento del livello piezometrico negli strati permeabili (acquiferi);

- un abbassamento di entità rilevante e molto dilazionato nel tempo, dovuto alla consolidazione degli strati coesivi impermeabili (acquitardi).

la compattazione ha una scarsa influenza sul comportamento idrodinamico del sistema acquifero:
infatti è praticamente ininfluente sulle litologie ghiaioso-sabbiose (e perciò lascia inalterate le caratteristiche idrodinamiche degli acquiferi) mentre riduce la permeabilità ed il coefficiente di immagazzinamento specifico delle argille che costituiscono gli acquitardi.

D'altra parte è noto che una riduzione, anche notevole, dei parametri idrodinamici degli acquitardi ha effetti secondari sul campo di moto dell'acqua in sistemi acquiferi multistrato interconnessi.

2) l'effetto ritiro è trascurabile perchè si cerca di deprimere la falda in tempi molto brevi.

3) non si rimane mai nella zona di escursione della falda, questa di solito si deprime molto al di sotto del livello minimo, per potere effettuare i lavori in sicurezza; successivamente si può prevedere (a seconda del progetto) di disattivare il pompaggio e fare risalire la piezometria (avendo in questo caso previsto la totale impermeabilizzazione della struttura interrata), oppure di mantenere una depressione costante (avendo in questo caso valutato bene gli effetti di subsidenza sugli edifici e/o infrastrutture circostanti l'area di intervento, e anche le interferenze sui pozzi vicini).

Per quanto riguarda successioni non coesive, l'esempio del governo neozelandese nel precedente link è molto didattico.
Per 10 m di abbassamento, la stima dei cedimenti varia da 51 a 90 mm nelle successioni dei 4 pozzi.
La difficoltà naturalmente sta nell'ottenere un valore di E affidabile, a partire da NSPT (impresa quasi impossibile).
Il mio unico dubbio riguarderebbe la propagazione della sollecitazione (100 KPa circa) agli strati più profondi, ma, data la scala, evidentemente hanno assimilato la realtà al modello di una gigantesca prova edometrica.