La determinazione della resistenza al taglio non drenato dei terreni è un punto chiave nel processo di progettazione dell’ingegneria civile. Il metodo più affidabile e tradizionale per determinare questo parametro è l’esecuzione di prove triassiali: ciò implica l’uso di apparecchiature triassiali che richiedono investimenti significativi, spazio in laboratorio e tempi di prova più lunghi.
Tuttavia, ci sono casi in cui questo parametro deve essere ottenuto in fretta, ad esempio quando si effettuano prove offshore.
Si pone quindi una domanda importante: esiste un’alternativa?
Fortunatamente la risposta è sì! Si chiama scissometro da laboratorio (o apparecchiatura “Vane”), appositamente progettato per la misurazione diretta e rapida della resistenza al taglio non drenato del terreno.
Lo scissometro è stato creato da un progetto originale del Transport Research Laboratory del Regno Unito. Misura la resistenza al taglio non drenato di terreni coesivi ed è particolarmente utile per terreni con bassa resistenza al taglio, sia in condizioni indisturbate che rimodellate. Tuttavia, tenete presente che questo apparecchio non è raccomandato per i terreni sabbiosi, argillosi e fessurati, poiché la natura e la composizione di questi tipi di terreni producono superfici di rottura specifiche che sottostimano la resistenza al taglio non drenato, causando risultati inaffidabili.
Come funziona questo strumento
La paletta è bloccata in una supporto rotante situato nella parte inferiore del gruppo di supporto della paletta. Questo supporto ruota in una sede sferica. Una molla calibrata consente di misurare la coppia applicata. La testa della paletta è dotata di due diverse scale graduate: la scala interna fornisce la coppia applicata (T) , mentre la scala esterna fornisce la rotazione della paletta.
Se la paletta non può ruotare, la scala graduata circolare interna ruota dello stesso angolo dell’estremità superiore della molla e alla molla viene applicata una coppia (T).
Il carico applicato (T) può essere determinato moltiplicando la deflessione angolare (Δ) dalla scala graduata e la relativa costante di taratura della molla (pendenza della curva nella tabella di taratura della molla); in alternativa, la coppia applicata (T) può essere ottenuta direttamente leggendo la deflessione angolare sempre utilizzando la relativa tabella di taratura della molla
Se si lascia ruotare la paletta, l’entità della deflessione della paletta è visibile sulla scala fissa esterna.
A seconda della resistenza del terreno prevista, è necessario utilizzare molle e palette di calibrazione di tipo diverso: in genere, più bassa è la resistenza del terreno, più grandi devono essere le palette.
Cosa succede alla fine della prova?
Al termine della prova, la resistenza al taglio non drenato viene calcolata in base all’equazione:
Su = T/K
Su = resistenza al taglio non drenato in kPa.
T = Coppia di taglio del terreno in Newton per metro.
K = Costante che dipende dalle dimensioni e dalla forma della paletta.
In sintesi, ecco i principali vantaggi della prova con scissometro
Rapidità ed economicità: bastano pochi minuti per ottenere la resistenza al taglio non drenata su un campione di terreno indisturbato e rimodellato.
Versatile: è adatto per testare il terreno in stampi, campionatori, contenitori e anche in tubi di campionamento.
Sensibilità del terreno: la sensibilità del terreno, un importante parametro che stima la perdita di resistenza e struttura del corpo del terreno sotto l’effetto di un carico statico o sismico, può essere determinata utilizzando i risultati delle prove con scissometro e su campioni di terreno indisturbati e sformati.
Affidabilità: i risultati sono paragonabili a quelli delle prove di compressione non confinata.
