La prova scissometrica consente la misura diretta ed accurata della resistenza al taglio non drenata dei terreni coesivi saturi. Può essere eseguita in campo, in parete o al fondo di scavi, oppure in laboratorio su un campione opportunamente confinato.
Consiste nell’infiggere nel terreno da provare una paletta (“vane“), a quattro lame ortogonali e, ruotandola, misurare il valore dello sforzo di torsione necessario per portare a rottura il terreno. Successivamente, si può continuare la rotazione della paletta per alcuni giri fino al completo rimaneggiamento del terreno, misurando la resistenza al taglio residua del terreno stesso dopo grandi deformazioni.
Le "palette" hanno forma rettangolare con altezza doppia rispetto al diametro come prescritto nelle raccomandazioni contenute nell’EUROCODE 7 (1977) e nella normativa ASTM (D 2573); in quest’ultima sono accettate anche palette con terminale lanceolato (“tapered”).
Le norme citate prescrivono che la rotazione deve avvenire ad una velocità di 0.1 – 0.2 gradi/s, cioè (6 – 12 gradi/min).
Al di sopra delle lame della paletta è fissato un sottile anello allargatore con lo scopo di eliminare dalle misure gran parte della componente dello sforzo dovuta all’attrito del terreno lungo il tratto di asta infissa nel terreno.
KIT COMPOSTO DA:
- Chiave torsiometrica ADS12D per Vane Test
- Chiave a bussola per Vane Test
- Cappellotto per Vane Test
- Paletta per Vane Test 19x38 mm
- Paletta per Vane Test 25x50 mm
- Paletta per Vane Test 30x60 mm
- Asta Ø 20x1000 mm, M14
- Chiave 17 combinata 285
- Asta di estrazione Ø 32x50 mm, M14
- Spina estrazione Ø 12x180 mm.
MODALITÀ DI ESECUZIONE:
La prova può essere eseguita al fondo di un foro di sondaggio con pareti stabili. La quota alla quale si eseguirà la prova, sarà quella che si raggiunge infiggendo la paletta nel terreno indisturbato per un tratto di almeno cinque volte il diametro del foro (ASTM D 2573).
Viene eseguita con le seguenti modalità:
- si infigge l’asta con la paletta fino alla quota prevista per la prova;
- si ruota la paletta dalla superficie, con la velocità prescritta, utilizzando l’apposita chiave torsiometrica calibrata;
- si misura la torsione massima richiesta per tagliare il terreno e, proseguendo con regolarità la rotazione per almeno 3 giri completi, si misura ed annota anche lo sforzo di torsione residuo.
N.B. Per raggiungere la profondità voluta possono essere utilizzati i tubi di rivestimento in dotazione ai penetrometri seguendo la procedura rappresentata nello schema seguente.
- Infissione della punta penetrometrica e dei relativi tubi di rivestimento, fino alla quota prossima a quella di prova.
- Estrazione della punta penetrometrica lasciando in posto i rivestimenti.
- Discesa della paletta (vane) collegata alle relative aste e infissione a pressione della paletta nel terreno indisturbato a fondo foro.
- Sistemazione del centratore, dotato di cuscinetto reggispinta, fra aste e rivestimenti.
- Sistemazione del manicotto per sostegno della aste di prolunga.
- Serraggio della vite per bloccaggio delle aste di prolunga al manicotto di sostegno.
- Applicazione della chiave dinamometrica.
- Esecuzione della prova.
CALCOLO DELLA RESISTENZA AL TAGLIO NON DRENATA
La resistenza al taglio non drenata (Su(FV)) a rottura viene calcolata dal valore dello sforzo massimo di torsione (Tmax) richiesto per tagliare il terreno compreso fra le ali della paletta.
La formula generale per palette di forma rettangolare aventi altezza (H) e diametro (D), è:
Su(FV) = T /((p D3/2) (H/D + a/2)) (1)
dove:
T = torsione massima applicata (al netto degli attriti).
a = fattore che dipende dalla distribuzione del taglio assunta alle estremità del cilindro di rottura, pari a 2/3 per sforzo di taglio uniforme.
Per palette rettangolari aventi H/D = 2, l’equazione (1) si riduce a:
Su(FV) = 6T / 7p D3 = 0.273T / D3 (2)
La resistenza al taglio residua viene calcolata con la formula sopra illustrata (2) introducendo il valore dello sforzo di torsione al netto degli attriti, misurato dopo alcuni giri di rotazione della paletta, cioè quando il terreno offre una resistenza praticamente costante.
Le palette che possono essere usate con i vari tipi di tubo di rivestimento sono le seguenti:
| Diametro Interno / Esterno del tubo di rivestimento | Palette utilizzabili |
20 / 33 mm | 38×19 |
32 / 48 mm | 60×30 50x25 38x19 |
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