INTRODUZIONE ALLA PROGETTAZIONE GEOTECNICA - PAPER 6

15/11/2020, 19:36

Affronteremo oggi un argomento importante, la resistenza a taglio intergranulare, ossia quella che si sviluppa tra i punti di contatto delle particelle di un terreno. Cominciamo col dire che il più importante meccanismo di deformazione di un terreno è dato dallo scorrimento relativo tra le sue particelle. Ragion per cui la resistenza a taglio nei punti di contatto tra i grani condiziona in modo determinante la capacità di un terreno di non lasciarsi deformare. La resistenza a taglio tra le superfici delle particelle solide rappresenta, tuttavia, solo un'aliquota della resistenza che esso offre alle sollecitazioni di Taglio o di Compressione. L'altra componente è data dall'interconnessione tra le particelle, la quale dipende dal loro assetto e dal loro addensamento. Detto questo, si definisce

resistenza a taglio nei punti di contatto tra due particelle la forza che deve essere

applicata per produrre lo spostamento relativo tra le particelle stesse.

La resistenza a taglio trae origine dalle forze di attrazione che agiscono tra gli atomi che si trovano sulla superficie dei grani: si formano, infatti, dei legami chimici che si oppongono alle forze applicate.

E' bene precisare subito che la resistenza per attrito tra due particelle ha la stessa natura della resistenza a taglio di un blocco di materiale solido come per esempio l'acciaio. Attenzione però, non stiamo dicendo che è la stessa (valore), ma che presenta la medesima natura.

Vediamo, allora, quali sono i fattori che governano l'interazione tra le superfici della particelle nei punti di contatto.

La prima cosa da imparare è che la resistenza a taglio è di natura attrittiva.

Infatti, come scrivono Lambe e Whitman:

"la resistenza a taglio totale (prodotto dalla resistenza di ciascun legame per il numero dei legami) è proporzionale allo sforzo normale
che spinge una particella verso l'altra. Se lo sforzo normale diminuisce, diminuisce la resistenza del singolo legame oppure il numero dei
singoli legami: di conseguenza anche la resistenza a taglio totale diminuisce. La resistenza a taglio tra le particelle è dunque di natura attrattiva. Talvolta una parte della resistenza a taglio tra le particelle è indipendente dallo sforzo normale, e anche se lo sforzo è nullo la resistenza a taglio è ancora finita e misurabile. In tal caso esiste una coesione vera tra le particelle. La coesione vera può esistere tra particelle che sono rimaste a contatto per lungo tempo senza subire spostamenti mutui."

Esistono due modi per indicare la resistenza per attrito:

se f è il coefficiente di attrito e N lo sforzo normale sulla superficie, la resistenza a taglio massima è data dalla T_max= N f
ci si riferisce, come vedremo inseguito, all'angolo di attrito Φ_μ dato da tg Φ_μ = f