Parametri di rigidezza dei modelli di materiale del suolo

Introduzione

Il terreno mostra un comportamento del materiale estremamente non lineare. Una delle sue proprietà significative è la dipendenza della rigidezza del suolo dalle tensioni. Il modello del materiale del suolo elastico non lineare è appropriato per rappresentare la rigidezza dipendente dalle tensioni.

Una volta impostato il tipo di materiale "Suolo" nel programma e l'elastico non lineare "Suolo | isotropo | elastico non lineae (Solidi)" è selezionato, è disponibile una scheda di input specifica (Figura 1).

Parametri specifici del modello di materiale del terreno elastico non lineare

Dipendenza dalle tensioni della rigidezza

La scheda sopra (Figura 1) fornisce una rappresentazione schematica della relazione tensioni-deformazioni del terreno nel grafico di dialogo.
La dipendenza dalla tensione utilizzata è espressa per il modulo edometrico con la seguente equazione, secondo [1]. Corrisponde all'approccio utilizzato nel modello del terreno indurente.

Le resistenze a taglio (φ e c, vedere 1 nell'immagine 1) possono essere ricavate direttamente dalla relazione geotecnica del rispettivo progetto. Inoltre, sono richiesti i seguenti parametri (vedi 2 nell'immagine 1).

• E_oed,ref - valore di riferimento del modulo tangente edometrico
• p_ref - tensione di riferimento
• m - esponente per la dipendenza dalle tensioni

La dipendenza dalla tensione è controllata dall'esponente m, che può essere misurato sia nel test edometrico che nel test triassiale. I valori tipici sono per la sabbia m = 0,5 e per l'argilla m = 1,0.
Il valore di riferimento della rigidezza del carico iniziale del modello E_oed,ref può essere derivato dai moduli vincolati della relazione geotecnica tramite p_ref e m.

Determinazione dei parametri E_oed,ref, p_ref & m

Questa sezione mostra come determinare i parametri per il modello di materiale utilizzando un esempio.
L'indagine geotecnica per il nostro esempio mostra i seguenti strati di terreno.

Immagine 2: Parametri caratteristici del terreno - Esempio per articolo tecnico nr. 001827

Il calcolo viene eseguito secondo le seguenti fasi:

• 1. Determinazione delle tensioni disponibili nello stato iniziale

Sulla base delle proprietà degli strati del terreno e delle altezze degli strati, la pressione di sovraccarico efficace σ_v' può essere determinata per la rispettiva altezza.

• 2. Rigidezza del terreno secondo relazione geotecnica

Il profilo di rigidezza del terreno lungo la profondità è noto dalla relazione geotecnica.

• 3. Rigidezza calcolata con la formula del modello del materiale

I parametri del modello del materiale sono impostati in modo tale che il profilo di rigidezza risultante dal modello del materiale mostri un accordo soddisfacente con quello della valutazione di esperti.

Le tensioni e le rigidezze mostrate nella tabella nell'immagine 3 sono il risultato per il presente esempio.

Immagine 3: Risultati della regolazione della rigidezza

Risultato

L'immagine 4 seguente mostra la distribuzione della rigidezza edometrica sulla profondità nello stato tensionale iniziale, come derivato dalla formula del modello del materiale e utilizzato nell'analisi EF. Il profilo di rigidezza della relazione geotecnica è mostrato per il confronto.

Rigidezza del terreno in profondità

Diventa chiaro che i valori di rigidezza E_oed applicati rappresentano il profilo di rigidezza della relazione geotecnica in modo appropriato.