UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI CATANIA
FACOLTÀ DI INGEGNERIA
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA CIVILE E AMBIENTALE
PROVE PER LA DETERMINAZIONE
DELLA PERMEABILITÀ
SALVATORE GRASSO
CORSO DI GEOTECNICA
Catania, Maggio 2011
L’acqua nel terreno Dr. Ing. Johann Facciorusso Corso di Geotecnica per Ingegneria Edile A.A. 2010/2011 TIPI DI FALDA FALDA
piezometri Infiltrazione
Livello piezometrico
F ld sospesa
Falda
Falda freatica
Terreno con permeabilità
molto bassa
Acquifero confinato
(falda artesiana)
Roccia
Legge di Darcy Dr. Ing. Johann Facciorusso Corso di Geotecnica per Ingegneria Edile A.A. 2010/2011 VELOCITÀ REALE E APPARENTE Av
Q=v‫ڄ‬A=v
Q
v A v r ‫ڄ‬A
v
vr
=
Av
A
=n
vr = velocità reale di filtrazione v = velocità
l ità apparente
t di filtrazione filt i
A
Av
vr
v=n
n‫ڄ‬v
vr < vr r
L < Lr L
Lr
Coefficiente di permeabilità Dr. Ing. Johann Facciorusso Corso di Geotecnica per Ingegneria Edile A.A. 2010/2011 COEFFICIENTE DI PERMEABILITÀ Il coefficiente di permeabilità, k, ha le dimensioni di una velocità. Esso rappresenta la resistenza viscosa e frizionale alla filtrazione di un fluido in un mezzo poroso. Tale coefficiente dipende: dipende:
dalle proprietà del fluido (densità, ρ e viscosità, µ)
dalle caratteristiche del mezzo poroso (permeabilità intrinseca, kp)
k=
TIPO DI TERRENO
Ghiaia pulita
Sabbia pulita, sabbia e ghiaia
Sabbia molto fine
Limo e sabbia argillosa
Limo
Argilla omogenea sotto falda
Argilla sovraconsolidata fessurata
Roccia non fessurata
ρ ‫ڄ‬g
µ
‫ڄ‬kp
k (m/s)
10-2 - 1
10-5 - 10-2
10-6 - 10-4
10-9 - 10-5
10-8 - 10-6
< 10-99
10-8 - 10-4
10-12 - 10-10
Dr. Ing. Johann Facciorusso Misura della permeabilità Corso di Geotecnica per Ingegneria Edile A.A. 2010/2011 COEFFICIENTE DI PERMEABILITÀ Stima mediante correlazioni empiriche p
⌦ Valgono per terreni a grana grossa. FORMULA
O
U A DII HAZEN A E
(sabbie sciolte uniformi) k = C‫( ڄ‬D10)2
con k [cm/s], D10 [cm], C = 100 ÷ 150 (sabbie sciolte uniformi) Misura della permeabilità Dr. Ing. Johann Facciorusso Corso di Geotecnica per Ingegneria Edile A.A. 2010/2011 Misura sperimentale in sito e in laboratorio La misura sperimentale della permeabilità di un terreno può essere invece invece
effettuata sia in laboratorio che in sito. per i terreni naturali le misure in sito risultano generalmente più significative e
quindi preferibili (essendo la permeabilità fortemente
influenzata anche dai caratteri macrostrutturali)
per i terreni utilizzati come materiale da costruzione sono significative
anche le prove di laboratorio.
PROVE DI LABORATORIO
PROVE IN SITO
CORRELAZIONI
curva granulometrica
Prova in pozzetto
superficiale
Permeametro a carico
costante
Prova in foro di
sondaggio
Permeametro a carico
variabile
Prova di pompaggio
Prova edometrica
Piezocono,
dilatometro, ecc.
Misura della permeabilità Dr. Ing. Johann Facciorusso Corso di Geotecnica per Ingegneria Edile A.A. 2010/2011 K [m/s]
PERMEABILITÀ DRENAGGIO
TERRENO E E O
1 10‐1 10‐2 alta 10‐3 10‐4 10‐5 media buo o
buono
hi i pulite lit
ghiaie
10‐6 10‐7 10‐8 10‐9 10‐10 10‐11 bassa molto bassa impermeabile povero
o eo
sabbie fini, limi,
miscele di sabbie, sabbie pulite e limi e argille, g ,
miscele
i l di ghiaie hi i
depositi di argille e sabbie pulite stratificati praticamente
i
nullo
ll
Argille g
omogenee non alterate Argille alterate MISURA DIRETTA STIMA STIMA
INDIRETTA Prova in foro di sondaggio (delicata esecuzione; misura locale) Prova di pompaggio (delicata esecuzione; significativa) Permeametro a carico costante (facile esecuzione) Permeametro a carico variabile facile esecuz.; delicata esecuz.; delicata esecuz.; significativa poco significativa molto poco significativa Piezometro; Pressiometro; Piezocono
(delicata esecuzione; misura locale)
curva granulometrica (solo per ghiaie e sabbie pulite) pulite)
prova edometrica PROVE PER LA DETERMINAZIONE DELLA PERMEABILITÀ
PROVE PER LA DETERMINAZIONE DELLA PERMEABILITÀ
PROVE PER LA DETERMINAZIONE DELLA PERMEABILITÀ
PROVE PER LA DETERMINAZIONE DELLA PERMEABILITÀ
PROVE PER LA DETERMINAZIONE DELLA PERMEABILITÀ
PROVE PER LA DETERMINAZIONE DELLA PERMEABILITÀ
Misura della permeabilità Dr. Ing. Johann Facciorusso Corso di Geotecnica per Ingegneria Edile A.A. 2010/2011 Prove di pompaggio in acquiferi non confinati k=
Q
ln(
‫ڄ‬
r2
)
r1
π (h 22− h 12)
[m/s] Q [m3/s] Piezometri di controllo
Pozzo
Q
h
r1
s1
s2
h
h
1
r2
Livello piezomet
2
Acquifero non confinato
Terreni impermeabili
Terreno poco permeabili
Roccia Linee di flusso
Pompa sommersa Superfici equipotenziali
PROVE PER LA DETERMINAZIONE DELLA PERMEABILITÀ
PROVE PER LA DETERMINAZIONE DELLA PERMEABILITÀ
Misura della permeabilità Dr. Ing. Johann Facciorusso Corso di Geotecnica per Ingegneria Edile A.A. 2010/2011 Prove di pompaggio in acquiferi confinati k=
ln(
Q
2π ‫ ڄ‬b
‫ڄ‬
r2
)
r1
[m/s] Q [m3/s], b [m], (h 2− h1)
D = 200 ÷ 400 mm Pozzo
Q
Piezometri di controllo
s
Cono di depressione s2
Livello piezometrico iniziale
1
h
r1
Tubo finestrato
r2
h1
h2
Terreni impermeabili b
Acquifero confinato
T
Terreno
poco permeabili bili
Roccia
Linee di flusso
Pompa sommersa Superfici equipotenziali
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