Incontro in Memoria di Filippo Vinale – 21.09.2009
CIMA – Sant’Angelo dei Lombardi (Avellino)
UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI NAPOLI FEDERICO II
FACOLTÀ DI INGEGNERIA
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA IDRAULICA,
GEOTECNICA ED AMBIENTALE
AMRA - CIMA
STUDI SULLA
MECCANICA DEI TERRENI NON SATURI
liquido
(acqua)
gas
(aria)
solido
Claudio Mancuso
Incontro in Memoria di Filippo Vinale, AMRA/CIMA, Sant’Angelo dei Lombardi (AV) – 21 settembre 2009
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RICERCATORI COINVOLTI NEGLI STUDI DI
MECCANICA DEI TERRENI NON SATURI
Anna d’Onofrio, Ing.
Dottore di Ricerca @ UNINA, 1996
Professore @ UNINA
Claudia Zingariello, Ing.
Dottore di Ricerca @ UNINA, 2007
Filippo Santucci de Magistris, Ing.
Dottore di Ricerca @ UNINA, 1996
Ricercatore @ Univ. del Molise
Francesca d’Onza, Ing.
Dottore di Ricerca @ UNINA, 2008
Marie Curie Fell. @ Glasgow, 2008
IEF (EU), University of Glasgow
Luca Pagano, Ing.
Dottore di ricerca @ UNINA, 1996
Ricercatore @ UNINA
Juan Carlos Rojas Vidovic, Ing.
Marie Curie Fell. @ UNINA 2005/08
Dottore di Ricerca @ UNINA, 2009
EEF (EU), University of Glasgow
Celestino Rampino, Ing.
Dottore di Ricerca @ UNINA, 1996
Asli Senem Acikel, Ing.
Marie Curie Fell. @ UNINA 2008/09
Roberto Vassallo, Ing.
Dottore di Ricerca @ UNINA, 2003
Ricercatore @ Univ. della Basilicata
Mahnoosh Biglari, Ing.
Ph.D. St. @ IIEES Tehran, Iran
Studente in visita @ UNINA, 2008/09
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LA MECCANICA DEI TERRENI NON SATURI NEI
PROBLEMI DI INGEGNERIA CIVILE
Sarno 1998
Napoli 2001
Viadana (MN) 1999 …
Diga del Camastra
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LA MECCANICA DEI TERRENI NON SATURI NEI
PROBLEMI DI INGEGNERIA CIVILE
Pore Pressure and Suction in Soils, 1961, ISSMFE – ICE, UK
Moisture Equilibra and Moist. Changes in Soils …, 1965, SiP, AUS
Conferences on Expansive Soils from 1965 to 1992
Technical Committee # 6 on Unsaturated Soils – 1992, ISSMFE
I-UNSAT 1995-France, 1998-China, 2002-Brazil, 2006-USA, 2010-Spain
UNSAT-Asia 2000, 2003, 2007; Europe 2008; Asia-Pacific 2009
ASCE GSP 39-1993, 48-1995, 68-1997, 99-2000; 147-2006; 148-2006
SiP, Géotechnique 2003 – suction in unsaturated soils
SiP, Géotechnique 2011, partial saturation in compacted soils
ICE 2011 – compact. fills: assess., behaviour, design and construction
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ALTRI ELEMENTI DI QUESTA
PRESENTAZIONE
BREVI CENNI A CONCETTI ESSENZIALI DI MECCANICA
DEI TERRENI NON SATURI
ATTIVITTÀ DEL "GRUPPO VINALE" IN MECCANICA DEI
TERRENI NON SATURI
ATTIVITÀ IN ESSERE E PROSPETTIVE
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CONCETTI ESSENZIALI DI MECCANICA
DEI TERRENI NON SATURI
in meccanica dei terreni non saturi
la suzione (di matrice) costituisce una variabile di stato
(tensionale) indipendente
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CONCETTI ESSENZIALI DI MECCANICA
DEI TERRENI NON SATURI
in meccanica dei terreni non saturi
volumi d’acqua scambiati  variazione del volume dei pori
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ATTIVITTÀ DEL "GRUPPO VINALE" IN
MECCANICA DEI TERRENI NON SATURI
LE PECULIARITÀ EVIDENZIATE DEVONO ESSERE
ATTENTAMENTE CONSIDERATE
NELLO SVILUPPO DI APPARECCHIATURE E
PROCEDURE SPERIMENTALI
NELL’ANALISI SPERIMENTALE DEL COMPORTAMENTO DEI
TERRENI E NELLA MODELLAZIONE COSTITUTIVA
NELLE APPLICAZIONI INGEGNERISTICHE
PRATICAMENTE UN “INVITO A NOZZE” PER FILIPPO !!
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ATTIVITTÀ DEL "GRUPPO VINALE" IN
MECCANICA DEI TERRENI NON SATURI
SVILUPPO DI APPARECCHIATURE E
PROCEDURE SPERIMENTALI
ANALISI SPERIMENTALE DEL COMPORTAMENTO DEI
TERRENI E MODELLAZIONE COSTITUTIVA
APPLICAZIONI INGEGNERISTICHE
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SVILUPPO DI APPARECCHIATURE E
PROCEDURE SPERIMENTALI
COMPRESSIBILITÀ E RESISTENZA A ROTTURA
1994
2004
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SVILUPPO DI APPARECCHIATURE E
PROCEDURE SPERIMENTALI
COMPORTAMENTO A PICCOLE DEFORMAZIONI IN PROVE
A SUZIONE CONTROLLATA
1997
• Isenhower W.M. (1979) - Torsional Simple Shear/Resonant Column properties of San Francisco Bay Mud - M.S.
Thesis, The University of Texas at Austin.
• Ni S. H. (1987) - Dynamic prop. of sand under true triaxial stress states from Resonant Column/Torsional Shear
tests - Ph. D. Diss., The University of Texas at Austin.
• Papa V., Silvestri F., Vinale F. (1988) - Analisi delle proprietà di un tipico terreno piroclastico mediante prove di
taglio semplice - Atti del Conv. Gruppo Nazionale di Coordinamento per gli Studi di Ing. Geotecnica, Monselice.
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ATTIVITTÀ DEL "GRUPPO VINALE" IN
MECCANICA DEI TERRENI NON SATURI
SVILUPPO DI APPARECCHIATURE E
PROCEDURE SPERIMENTALI
ANALISI SPERIMENTALE DEL COMPORTAMENTO
DEI TERRENI NON SATURI E MODELLAZIONE
COSTITUTIVA
APPLICAZIONI INGEGNERISTICHE
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ANALISI SPERIMENTALE E MODELLAZIONE
COSTITUTIVA
COMPORTAMENTO VOLUMETRICO
IN FASE DI IMBIBIZIONE CON ACQUA
mean net stress, p-ua (kPa)
10
100
1000
2    Ts  R
4    Ts  R
3
ua
uw
Fisher R.A. 1926
specific volume change, Dv
P
0.00
-0.02
s = 100 kPa
s = 200 kPa
-0.04
-0.06
mp04RC
-0.08
mp05RC
s = 400 kPa
mp10RC s = 400 kPa
mp11RC s = 200 kPa
-0.10
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ANALISI SPERIMENTALE ED
INTERPRETAZIONE
COMPORTAMENTO A PICCOLE DEFORMAZIONI
Go = S [p’ /pa] n
initial shear stiffness, Go (MPa)
500
Go = Go*[(1-r)e-b(s-s*)+r]
experimental data
HARDIN (1978)
400
optimum compacted
Metramo silty sand
p-ua = constant = 400 kPa
300
200
100
experimental data
simulation
0
0
100
200
300
mean effective stress, p' (kPa)
400
400
0
0
100
200
300
400
matric suction, ua-uw (kPa)
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ANALISI SPERIMENTALE E MODELLAZIONE
COSTITUTIVA
ALCUNI CONTRIBUTI DI LETTERATURA DEL
"GRUPPO VINALE NON SATURO”
• Small strain behaviour of soils in controlled suction conditions - C. Mancuso, R.
Vassallo, A. d’Onofrio – Panel Lecture, III Int. Conf. on Unsaturated Soils, UNSAT 2002
– Recife, Brazil, 2002, volume 3.
• Experimental behaviour and modelling of an unsaturated compacted soil - C. Mancuso,
C. Rampino e F. Vinale - Canadian Geotech. Journal, vol. 37, n. 4, 2000, pp. 748-763.
• Small strain behaviour of a silty sand in controlled-suction RCTS tests - C. Mancuso, R.
Vassallo e A. d’Onofrio – Canadian Geotechnical Journal, vol. 39, n. 1, 2002, pp. 22-31.
• Effects of net stress and suction history on the small strain stiffness of a compacted
clayey silt - R. Vassallo, C. Mancuso e F. Vinale – Canadian Geotechnical Journal, 44
(4), 2007, pp. 447-462.
• Small strain behaviour of an unsat. compacted silt: modelling the influence of stressstrain history on stiffness - R. Vassallo, C. Mancuso e F. Vinale – Can. Geotechnical
Journal, 44 (4), 2007, pp. 463-472.
• Small strain stiffness of Zenoz Kaolin in unsaturated conditions – M. Biglari, A.
d’Onofrio, C. Mancuso, A. Shafiee, M. K. Jafari – Submitted to Canadian Geotechnical
Journal [MS#09-211].
• Modelling initial shear stiffness of an unsaturated compacted clay incorporating the
effect of degree of saturation and void ratio – M. Biglari, A. d’Onofrio, C. Mancuso, A.
Shafiee, M. K. Jafari – In preparation for Geotéchnique.
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ATTIVITTÀ DEL "GRUPPO VINALE" IN
MECCANICA DEI TERRENI NON SATURI
SVILUPPO DI APPARECCHIATURE E
PROCEDURE SPERIMENTALI
ANALISI SPERIMENTALE DEL COMPORTAMENTO
DEI TERRENI NON SATURI E MODELLAZIONE COSTITUTIVA
APPLICAZIONI INGEGNERISTICHE
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ATTIVITTÀ DEL "GRUPPO VINALE" IN
MECCANICA DEI TERRENI NON SATURI
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APPLICAZIONI INGEGNERISTICHE
STABILITÀ DEI PENDII
• STUDI SPERIMENTALI SULLE COLATE RAPIDE - L. PICARELLI
DIGHE & RILEVATI
• PROBLEMI D’INGEGNERIA GEOTECNICA NELLE GRANDI DIGHE DI
TERRA - A. DESIDERI
• PROBLEMI D’INGEGNERIA GEOTECNICA NELLE ARGINATURE
FLUVIALI - F. COLLESELLI
INGEGNERIA GEOTECNICA SISMICA
• STUDI DI INGEGNERIA GEOTECNICA SISMICA - F. SILVESTRI
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FUNZIONE DI TRASFERIMENTO IN CAMPO ELASTICO
NON SATURO – vs – TENSIONI TOTALI
simulazione numerica 1D (EERA, Bardet, 2000)
terreno modellato come mezzo mono-fase, linearmente elastico, verticalmente
eterogeneo [i.e., Go = f(stato tensionale, suzione)]
0
H = 30 m, Vs-bedrock = 800 m/s
A  34 % less than TSA
f  30 % more than TSA
Amplification
5
Depth (m)
3,5
s=0 kPa
s=10 kPa
s=100 kPa
10
15
20
2,3
25
30
1,0
0
100
Go (MPa)
200
0,0
2,0
4,0
6,0
frequency (Hz)
Incontro in Memoria di Filippo Vinale, AMRA/CIMA, Sant’Angelo dei Lombardi (AV) – 21 settembre 2009
8,0
10,0
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ATTIVITTÀ DEL "GRUPPO VINALE" IN
MECCANICA DEI TERRENI NON SATURI
LAVORI A STAMPA – TESI DI DOTTORATO “NON SATURE”
FILIPPO VINALE E COLLABORATORI
•
Luca PAGANO (1996)- Analisi del comportamento statico di dighe in terra zonate –
Università degli Studi di Napoli Federico II - Tutore: F. Vinale
•
Celestino RAMPINO (1997) - Comportamento meccanico di una sabbia limosa ed argillosa
costipata parzialmente satura - Università di Napoli Federico II - Tutore: F. Vinale
•
Stefania SICA (2001) - Analisi del comportamento dinamico di dighe in terra - Università
degli Studi di Napoli Federico II - Tutore: F. Vinale
•
Roberto VASSALLO (2003) - Comportamento di terreni costipati non saturi a piccole,
medie e grandi deformazioni – Università di Napoli Federico II - Tutore: F. Vinale
•
Maria Claudia ZINGARIELLO (2007) - Progettazione, messa a punto e primi risultati di un
modello fisico di pendio - Università degli Studi di Napoli Federico II - Tutore: F. Vinale
•
Francesca D’ONZA (2008) - Influenza del comportamento meccanico dei terreni in
condizione di parziale saturazione sulla risposta sismica locale - Università degli Studi di
Napoli Federico II - Tutore: un allievo di F. Vinale
•
Juan Carlos ROJAS VIDOVIC (2009) - Loading rate effect on the mechanical behaviour of a
pyroclastic soil - Università degli Studi di Napoli Federico II - Tutore: un allievo di F. Vinale
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ATTIVITTÀ DEL "GRUPPO VINALE" IN
MECCANICA DEI TERRENI NON SATURI
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
CONFERENZE AD INVITO e LAVORI A STAMPA SU RIVISTA
Stress strain behaviour of a dam core mat. by field and laboratory dynamic tests - C. Mancuso, F.
Silvestri e F. Vinale – Proc. I Int. Symp. on Hard Soils and Soft Rocks, Athens, 1993
The prefailure behaviour of soils as construction materials - F. Vinale et al. – Opening Lecture, II
Int. Symp. on Pre-failure Def. Characteristics of Geomaterials – Torino, 1999
Small strain behaviour of soils in controlled suction conditions - C. Mancuso, R. Vassallo, A.
d’Onofrio – Panel Lect., III Int. Conf. on Unsat. Soils, UNSAT2002 – Recife, Brazil, 2002, vol. 3.
Laboratory testing on an unsaturated soil: equipment, procedures and first experimental results C. Rampino, C. Mancuso e F. Vinale – Canadian Geotech. Journ., vol. 36, n. 1, 1999
Mechanical behaviour of an unsaturated dynamically compacted silty sand - C. Rampino, C.
Mancuso, F. Vinale - Italian Geotechnical Journal, n. 2, 1999
Experimental behaviour and modelling of an unsaturated compacted soil - C. Mancuso, C. Rampino
e F. Vinale - Canadian Geotecnical Journal, vol. 37, n. 4, 2000
La sperimentazione sui terreni non saturi: tecniche e procedure di laboratorio - C. Mancuso, M.V.
Nicotera, C. Rampino e R. Vassallo – Italian Geotechnical Journ., n. 3bis, 2000
Small strain behaviour of a silty sand in controlled-suction RCTS tests - C. Mancuso, R. Vassallo e
A. d’Onofrio – Canadian Geotechnical Journal, vol. 39, n. 1, 2002
Effects of net stress and suction history on the small strain stiffness of a compacted clayey silt - R.
Vassallo, C. Mancuso e F. Vinale – Canadian Geotechnical Journal, 44 (4), 2007
Small strain behaviour of an unsat. compacted silt: modelling the influence of stress-strain history
on stiffness - R. Vassallo, C. Mancuso e F. Vinale – Can. Geotech. Journ., 44 (4), 2007
Soil Suction Monitoring for Landslides and Slopes - C. Mancuso et al. – accepted for publication on
the Quartely Journal of Engineering Geology and Hydrogeology.
Small strain stiffness of Zenoz Kaolin in unsaturated conditions – M. Biglari, A. d’Onofrio, C.
Mancuso, A. Shafiee, M. K. Jafari – Submitted to Canadian Geotechnical Journal [MS#09-211].
Modelling initial shear stiff. of an unsat. compacted clay incorporating the effect of degree of
saturation and void ratio – M. Biglari, A. d’Onofrio, C. Mancuso – In preparation for Géotechnique.
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ATTIVITÀ IN ESSERE E PROSPETTIVE
ISSMGE – TC#6 Unsaturated Solis (Core membership at UNINA)
Intra European Networks – Marie Curie RTN MUSE, …
Intra European Fellowship – Glasgow Univ./UNINA (d’Onza)
Géotechnique SiP 2011 - “partial saturation in compacted soils”
Collaborazioni di Ricerca AIPO-Brescia-Napoli-Parma, …
Collaborazioni con altre Università, anche in campo internazionale
UNSAT Workshops a carattere nazionale e internazionale
…
Incontro in Memoria di Filippo Vinale, AMRA/CIMA, Sant’Angelo dei Lombardi (AV) – 21 settembre 2009
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RINGRAZIAMENTI
FILIPPO È ANDATO, MA NON IL SUO PENSIERO
Incontro in Memoria di Filippo Vinale, AMRA/CIMA, Sant’Angelo dei Lombardi (AV) – 21 settembre 2009
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