Definizione e composizione.
Le terre sono materiali naturali costituiti da particelle solide minerali, acqua e aria, derivanti dalla disgregazione meccanica o alterazione chimica delle rocce.
Proprietà ingegneristiche.
Le loro proprietà ingegneristiche dipendono dalla granulometria, dalla forma e mineralogia delle particelle, dal grado di addensamento e dal contenuto d’acqua. Sono materiali naturali e non omogenei, caratterizzati da un comportamento meccanico fortemente influenzato dalla tensione efficace e dalle condizioni di drenaggio.
Importanza dello studio e normative.
Lo studio e la caratterizzazione delle terre sono fondamentali per la progettazione di fondazioni, opere di sostegno e rilevati, e vengono regolati da specifiche norme tecniche.
Prove.
DETERMINAZIONE DELLA DISTRIBUZIONE GRANULOMETRICA.
Questa prova consente di definire la composizione granulometrica della terra, distinguendo la percentuale di ghiaia, sabbia, limo e argilla. Si esegue con setacciatura a secco o lavaggio per le frazioni più grossolane, e con sedimentazione (metodo dell’idrometro o della pipetta) per le frazioni fini. La curva granulometrica ottenuta descrive la distribuzione delle particelle ed è fondamentale per classificare la terra e prevederne le prestazioni ingegneristiche. Norma di riferimento: UNI EN ISO 17892-4.
AEROMETRIA (IDROMETRO).
L’aerometria, detta anche prova dell’idrometro, serve a determinare la distribuzione granulometrica delle frazioni fini (limo e argilla) di una terra. Si basa sulla legge di Stokes: le particelle sospese in acqua decantano con velocità proporzionale al loro diametro. Si misura la densità della sospensione con un idrometro a tempi prefissati, ricostruendo così la curva granulometrica per le particelle inferiori a 0,063 mm. La prova integra la setacciatura e consente una classificazione completa del terreno. Norma di riferimento: UNI EN ISO 17892-4.
PROVA PROCTOR (COMPATTAZIONE).
La prova di compattazione Proctor serve a determinare la relazione tra contenuto d’acqua e peso di volume secco di una terra, al fine di individuare l’umidità ottimale di compattazione. Si esegue compattando un campione in uno stampo cilindrico con energia standard (Proctor standard) o maggiore (Proctor modificato) mediante pestello meccanico. Il risultato è la curva di compattazione, da cui si ricavano l’umidità ottimale e la densità massima secca, parametri fondamentali per i lavori di movimento terra e rilevati stradali. Norma di riferimento: UNI EN 13286-2.
PROVA CBR (CALIFORNIA BEARING RATIO).
La prova CBR misura la capacità portante di una terra o di un misto granulare, utilizzata soprattutto per la progettazione di strade e aeroporti. Un pistone penetra a velocità costante in un campione cilindrico precedentemente compattato (in laboratorio o in sito), e si misura lo sforzo necessario rispetto a quello richiesto per materiali standard. Il valore CBR (%) è l’indicatore della resistenza alla penetrazione e viene impiegato per classificare i terreni come sottofondi stradali o rilevati. Norma di riferimento: UNI 10009.
DETERMINAZIONE DEI LIMITI DI ATTERBERG.
Le prove di Atterberg servono a definire il comportamento delle terre fini (limo e argilla) al variare del contenuto d’acqua. Si determinano il limite liquido (contenuto d’acqua al quale la terra passa da plastica a liquida) e il limite plastico (contenuto d’acqua al quale passa da semisolida a plastica). La differenza tra i due valori fornisce l’indice di plasticità, utile per classificare i terreni e valutarne la deformabilità. Norma di riferimento: UNI EN ISO 17892-12.
PROVA DI COMPRESSIONE EDOMETRICA (EDOMETRO).
La prova edometrica permette di misurare la comprimibilità delle terre sottoposte a carico verticale, impedendo le deformazioni laterali. Un campione cilindrico viene inserito in una cassa edometrica e sottoposto a carichi verticali crescenti, registrando i cedimenti. Dal diagramma carico–deformazione si ricavano i parametri di compressibilità (modulo edometrico, coefficiente di consolidazione) utili per calcolare i cedimenti delle fondazioni. Norma di riferimento: UNI EN ISO 17892-5.
PROVA DI COMPRESSIONE TRIASSIALE.
La prova triassiale consente di determinare la resistenza al taglio e le proprietà deformative delle terre. Un provino cilindrico viene confinato in una cella a pressione, applicando una pressione laterale uniforme e un carico assiale crescente fino a rottura. Si eseguono diverse configurazioni: drenata (CD), non drenata consolidata (CU), non drenata non consolidata (UU), a seconda delle condizioni di drenaggio simulate. La prova fornisce i parametri di resistenza al taglio c’ (coesione efficace) e φ’ (angolo d’attrito). Norma di riferimento: UNI EN ISO 17892-9.
PROVA DI TAGLIO DIRETTO.
Questa prova misura la resistenza al taglio delle terre su un piano predefinito. Un campione prismatico o cilindrico è inserito in una cassa divisa orizzontalmente; si applica un carico normale costante e successivamente un carico orizzontale fino a rottura lungo il piano di taglio. Dal rapporto sforzo di taglio–sforzo normale si ricavano i parametri di resistenza al taglio secondo la legge di Mohr-Coulomb. Norma di riferimento: UNI EN ISO 17892-10.
