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Mechanics of unsaturated soils: simple approaches for routine engineering practice

Tarantino Alessandro Di Donna Alice
Articolo Immagine
ISSN:
0557-1405
Rivista:
Rivista Italiana di Geotecnica
Anno:
2019
Numero:
4
Fascicolo:
Rivista Italiana di Geotecnica N. 4/2019
DOI:
10.19199/2019.4.0557-1405.005

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Meccanica dei terreni non saturi: semplici approcci per applicazioni di ingegneria geotecnica 


Numerose strutture geotecniche coinvolgono la parte superiore non satura del suolo, vale a dire la zona sopra la falda freatica dove la pressione dell’acqua interstiziale è negativa e il grado di saturazione è generalmente inferiore all'unità. Questa zona è caratterizzata da resistenza al taglio e rigidezza superiori al terrento saturo al di sotto della superficie freatica. Inoltre, la sua risposta meccanica è influenzata dall'interazione con l'atmosfera (pioggia ed evapotraspirazione). Gli ingegneri riconoscono sempre più l'importanza di comprendere e prevedere la risposta dei terreni nella porzione non satura del suolo. Tuttavia, esiste ancora un divario tra la ricerca e la pratica ingegneristica nella meccanica dei terreni non saturi. Questo articolo ha lo scopo di descrivere i concetti fondamentali della meccanica dei terreni non saturi usando un linguaggio il più semplice possibile. In particolare, vengono presentati degli strumenti di previsione quantitativa inserendoli nel quadro più familiare della meccanica dei terreni saturi. Questi includono strumenti per l'analisi convenzionale della stabilità dei pendii "saturi/asciutti" e l'analisi tradizionale dei processi di consolidazione 1-D.

A number of geotechnical structures involve the unsaturated upper portion of the soil profile, i.e. the zone above the phreatic surface where the pore-water pressure is negative and the degree of saturation is generally lower than unity. This zone is characterised by soil strength and stiffness higher than the saturated soil below the phreatic surface. In addition, its mechanical response is affected by the interaction with the atmosphere (rainfall and evapotranspiration). Engineers recognise more and more the importance of understanding and predicting the response of soils in the unsaturated portion of the soil profile. However, a gap still exists between research and engineering practice in unsaturated soil mechanics. This paper makes an attempt to serve fundamental concepts of unsaturated soil mechanics using a language as simple as possible. In particular, quantitative prediction tools are presented within the familiar framework of saturated soil mechanics. These include conventional ‘saturated/dry’ slope stability analysis and traditional 1-D consolidation analysis. 


Keywords: Partial saturation; suction; engineering practice; climate effects; excavation; slope stability

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