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On the geomechanical characterisation of complexities in clays: experimental studies

Vitone Claudia Cotecchia Federica Federico Antonio Viggiani Gioacchino
Articolo Immagine
ISSN:
0557-1405
Rivista:
Rivista Italiana di Geotecnica
Anno:
2018
Numero:
2
Fascicolo:
Rivista Italiana di Geotecnica N. 2/2018
DOI:
10.19199/2018.2.0557-1405.007

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Complessità nelle argille: studi sperimentali per la caratterizzazione geomeccanica.


La Nota presenta i principali risultati di uno studio sperimentale sul comportamento di terreni a grana fine eterogenei dall’Italia meridionale: le argille fessurate, in cui l’eterogeneità è rappresentata dalle fissure visibili ad occhio nudo ed i sedimenti sottomarini contaminati, eterogenei per aspetti di natura essenzialmente chimica. I risultati sono analizzati attraverso la Teoria della Complessità, cercando di verificare se si tratti effettivamente di due casi emblematici di sistemi complessi in campo geotecnico. Sembra che questo sia effettivamente il caso per le argille fessurate: indipendentemente dalle differenze in composizione e nelle caratteristiche della fessurazione infatti questi materiali seguono un comune comportamento emergente che può essere ben previsto,nel breve e nel lungo termine, attraverso modelli tradizionali basati sul riduzionismo cartesiano. La ricerca sul sistema ambientale complesso del Mar Piccolo, appena avviata, si è concentrata sulla caratterizzazione dei sedimenti sottomarini contaminati come passo fondamentale di supporto a qualsiasi azione di mitigazione o bonifica. I risultati pur preliminari, mostrano come i sedimenti rappresentino un esempio interessante di sistema complesso adattativo per il quale la modellazione di lungo termine può essere efficace finché il sistema, nel suo complesso, rimane allo spigolo del caos.

This paper presents the main results of an experimental study on the behaviour of heterogeneous fine-grained soils from Southern Italy: fissured clays, where the heterogeneity is due to the fissures visible to the naked eye, and contaminated submarine sediments, where the heterogeneity is of chemical nature. The results are originally analysed from the perspective of the so-called complexity theory – the key question being whether these materials can be thought of as emblematic examples of truly complex systems in geomechanics. It is shown that this is certainly the case for fissured clays: despite differences in composition and degree of fissuring, these materials follow common emergent behaviour that can be predicted, both in the short and in the long term, by using traditional models based on Cartesian reductionism. The research on the environmentally complex system of the Mar Piccolo has just started andaims at the mechanical characterisation of contaminated soils as a compulsory step for the selection of potential site remedy strategies.The results suggest that the submarine sediments represent a fascinating example of complex adaptive system, for which long-termpredictions can be successful as far as the system remains at the edge of chaos.

Keywords: complexity theory, fissured clays, contaminated marine sediments, complex system, edge of chaos.

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