Obiettivi Formativi

Il corso si prefigge l’obiettivo di fornire allo studente consolidate soluzioni teoriche e pratiche per affrontare problemi di analisi e progetto: • delle opere di fondazione • delle opere di sostegno delle terre • di interventi di consolidamento di fondazioni di strutture esistenti. Tale obiettivo viene conseguito attraverso la comprensione dell’importanza di definire affidabili modelli di sottosuolo e di interazione opera-terreno per effettuare previsioni attendibili del comportamento in esercizio e dei margini di sicurezza delle opere di fondazione e delle opere di sostegno. Alla fine del corso lo studente sarà in grado di applicare le conoscenze acquisite in merito ai principi fondamentali della disciplina per: • individuare le modalità e le tecnologie esecutive più adatte alla realizzazione di opere di fondazione e di opere di sostegno dei terreni; • definire i modelli geotecnici di sottosuolo da utilizzare nelle analisi delle condizioni di esercizio e nelle valutazioni dei margini di sicurezza delle fondazioni superficiali e profonde e delle opere di sostegno; • risolvere problemi riguardanti la valutazione del carico limite delle fondazioni superficiali e la stima dei cedimenti e delle distorsioni attese in esercizio; • risolvere problemi riguardanti la valutazione del carico limite di fondazioni profonde soggette a carichi assiali o trasversali all’asse; • risolvere problemi riguardanti la determinazione della spinta agente sulle opere di sostegno e la valutazione dei margini di sicurezza dell’opera rispetto a condizioni ultime. Gli elementi di teoria consentiranno allo studente di identificare, formulare e risolvere problemi utilizzando metodi, tecniche e strumenti aggiornati, in modo da poter affrontare con successo la professione di ingegnere. La comprensione degli argomenti è accompagnata dall’uso di linguaggio appropriato e rigoroso, utile a sviluppare la capacità di elaborazione dei concetti con piena autonomia di giudizio, a presentare i risultati e sostenere argomentazioni teoriche su temi applicativi dell'Ingegneria geotecnica, con particolare riferimento a quelli riguardanti le fondazioni e le opere di sostegno, e a permettere una sicura ed efficace comunicazione sia con interlocutori esperti nella disciplina che con interlocutori diversa estrazione. Lo studente deve essere in grado di aggiornarsi tramite la consultazione di testi e pubblicazioni del settore delle Fondazioni.

Metodi didattici

Il corso prevede un impegno in aula di 48 ore e viene erogato mediante lezioni frontali (24 ore) ed esercitazioni in aula (24 ore). Le lezioni sono svolte alla lavagna stimolando frequentemente l'interazione con gli studenti e sono finalizzate all’acquisizione delle conoscenze sui fenomeni di interazione terreno-struttura che caratterizzano il comportamento delle fondazioni e delle opere di sostegno delle terre. Le esercitazioni vengono svolte sotto la guida del docente. Esse sono finalizzate ad applicare le conoscenze acquisite e rappresentano un momento fondamentale di interazione e di partecipazione nel quale è incoraggiato il lavoro di gruppo e il confronto tra i risultati ottenuti. Nel corso delle esercitazioni gli studenti vengono chiamati alla lavagna per illustrare i risultati ottenuti in modo da stimolare la loro capacità di formulare soluzioni elaborate in autonomia o in gruppo, da acquisire dimestichezza con la presentazione dei loro risultati e da affinare la loro capacità di espressione utilizzando un linguaggio rigoroso. ​​​​​​​

Prerequisiti

Conoscenze di analisi matematica (concetti di limite, derivata, integrale, equazioni differenziali), conoscenze di fisica (concetti di forze, tensioni, deformazioni, equilibrio), conoscenze di idraulica (carico idraulico, equazione di Bernoulli), conoscenze di meccanica delle terre e dei più comuni mezzi di indagine geotecnica di sito e di laboratorio (natura e composizione dei terreni, condizioni di drenaggio, resistenza e compressibilità dei terreni, analisi del comportamento meccanico attraverso prove geotecniche di laboratorio, tensioni indotte, fondamenti di spinta delle terre, perforazioni di sondaggio, campionamento, prove e misure geotecniche in sito), conoscenze di Scienza delle Costruzioni (equazioni di equilibrio e di congruenza per la risoluzione dei problemi di meccanica dei continui, stabilità dell’equilibrio, nocciolo centrale di inerzia di una sezione).

Verifiche dell'apprendimento

Le modalità di verifica descritte nel seguito valgono sia per gli studenti frequentanti che per quelli non frequentanti. La verifica dell’apprendimento è effettuata attraverso una prova di esame orale. La prova consiste nella discussione di almeno tre argomenti e di un esercizio pratico ed è volta a verificare il livello di conoscenza e di comprensione dei contenuti del corso. Sono altresì oggetto di valutazione il rigore metodologico e la proprietà di linguaggio nell'esposizione degli argomenti. Ciascuno degli argomenti trattati all’esame è oggetto di separata valutazione in trentesimi. La valutazione finale, espressa in trentesimi, è il risultato di un giudizio complessivo della prova d’esame che tiene conto della media delle valutazioni della discussione dei vari argomenti. ​​​​​​​

Programma del Corso

Il corso è suddiviso in tre capitoli che riguardano le modalità esecutive delle fondazioni superficiali e profonde e delle opere di sostegno rigide e flessibili; i criteri di analisi e modellazione dei problemi di interazione terreno-fondazione-sovrastruttura nel caso di fondazioni superficiali e profonde; analisi, modellazione e progetto di varie tipologie di opere di sostegno delle terre di tipo rigido o flessibile L'elenco degli argomenti trattati è il seguente: MODALITÀ ESECUTIVE DELLE OPERE DI FONDAZIONE E DELLE OPERE DI SOSTEGNO DELLE TERRE Fondazioni superficiali: plinti, travi, graticci di travi, platee Fondazioni profonde: pali gettati in opera, pali prefabbricati, pozzi, cassoni, plinti, travi e platee su pali. Muri di sostegno in c.a. a mensola, muri di sostegno in gabbioni, muri di sostegno in terra rinforzata. Paratie di pali e micropali e palancole metalliche. Sistemi di vincolo ai terreni di fondazione INTERAZIONE TERRENO-STRUTTURA Interazione terreno-fondazione superficiale Interazione terreno-fondazione profonda per carichi assiali e trasversali: esame del comportamento del palo singolo e dei gruppi di pali Interazione terreno-fondazione -sovrastruttura Criteri di progetto Riferimenti normativi OPERE DI SOSTEGNO Spinta delle terre: teoria di Rankine, soluzioni derivate dall’analisi limite, metodo di Coulomb, effetto delle condizioni di carico, delle condizioni idrauliche e delle azioni sismiche sul regime di spinta Muri di sostegno: analisi del regime di spinta, verifiche di sicurezza Paratie: analisi del regime di spinta, verifiche di sicurezza Criteri di progetto Riferimenti normativi Il programma dettagliato del corso è reso disponibile dal docente tra il materiale di riferimento per il corso.