PARTE I: GEOLOGIA DELLE TERRE, IDRAULICA E STATI DI SFORZO
"Dare importanza alla sola geologia o alla sola meccanica dei terreni sarebbe stato un passo in direzione sbagliata. La meccanica dei terreni non è in grado di raggiungere i suoi scopi pratici se non viene intesa come mezzo per determinare le conseguenze tecniche di determinati aspetti geologi." (Karl Terzaghi, Rivista Italiana di Geotecnica n. 1 - 1967)
L’OPERA
Anche se lo studio del comportamento tensodeformativo dei terreni trae origine dalla struttura teorico-sperimentale della Meccanica del Continuo vista nel volume II, occorre considerare che sua complessità discende dalla necessità che abbiamo di doverli tradurre in un sistema costituito da più mezzi continui - costituiti da uno scheletro solido, dagli spazi interstiziali e dai fluidi che in esso possono circolare - che lavorano in parallelo; di conseguenza e quale passaggio indispensabile, nel presente volume sono introdotti i primi elementi che consentiranno nei successivi di giungere ad una completa trattazione della risposta meccanica delle terre alle sollecitazioni imposte, quali:
lo studio della geologia delle terre, potendo in tal modo definirne la natura e la genesi che influenzano a loro volta il comportamento idraulico e meccanico;
lo studio delle caratteristiche fisiche e delle variabili di stato, capaci di tradurre in termini geotecnici i differenti mezzi continui costituenti un generico terreno;
l’analisi dell’idraulica nei mezzi porosi a partire dallo studio delle falde, passando attraverso la legge di Darcy per giungere alla definizione della legge di continuità tra mezzi continui;
lo studio dello stato di sforzo agente all’interno delle terre, necessario per l’analisi del comportamento fluidomeccanico in laboratorio e per la successiva traduzione in legami costitutivi.
Ovviamente, seguendo la filosofia che collega l’intera collana, ogni argomento è completato da numerosi esercizi svolti e da casi di studio utili per l’approfondimento degli argomenti trattati mentre sono forniti i primi elementi sul comportamento meccanico di molte formazioni argillose costituenti il substrato della nostra penisola.
OBIETTIVI
Dopo la pubblicazione del volume I (Introduzione al metodo degli elementi finiti) e del volume II (Introduzione alla Meccanica del Continuo), è ora la volta del primo volume (e terzo della collana “Geotecnica del III millennio”) dedicato alla Meccanica delle Terre con il quale si entra nel vivo dell’argomento essendo noti tutti gli elementi che concorrono alla definizione teorico-sperimentale di tale materia. Per una corretta comprensione degli argomenti, e del filo logico che li lega nel passaggio tra i vari volumi, occorre riflettere su alcuni aspetti fondamentali che costituiscono il “cuore” della collana:
la Geotecnica, il cui scopo essenziale è l’analisi dell’interazione terreno-struttura, può essere definita una sorta di frontiera tra il mondo dell’ingegneria e quello della geologia; d’altra parte, sia sufficiente riflettere sul comportamento tensodeformativo delle terre il quale dipende dalla storia tensionale pregressa (traducibile nella storia geologica) e dal livello tensionale corrente (traducibile negli sforzi impressi), senza dimenticare che la risposta meccanica alle sollecitazioni imposte è tipicamente path-dependent essendo funzione dell’evoluzione geologica;
la Meccanica delle Terre discende da quella del Continuo, dalla quale mutua l’intera struttura fisico-matematica, con la conseguenza che la scarsa (o la mancata) conoscenza di quest’ultima impedisce il corretto apprendimento della prima riducendolo ad un mero nozionismo; nel contempo occorre anche considerare, sulla scorta di quanto evidenziato nel punto precedente, che la Meccanica delle Terre non può essere scissa dalla storia geologica la cui conoscenza è essenziale – ad esempio – nella pianificazione delle prove sperimentali di laboratorio;
Ragionando nel modo delineato l’intera collana deve essere vista come un percorso di apprendimento, necessariamente a tappe in relazione all’enorme mole di elementi che vi concorrono, il cui fine non è rappresentato dall’insegnamento del sistema di equazioni da utilizzare per il problema del momento, ma del metodo di progettazione basato sul ragionamento piuttosto che sulla comparazione; inoltre, tale percorso deve essere visto anche come un mezzo per poter criticamente valutare i risultati offerti dai moderni software strutturali e geotecnici, basati sui metodi classici o sugli elementi finiti, i quali non sempre “si comportano come dovrebbero”.