La prova CPT (Cone Penetration Testing) consiste nella infissione di una punta telescopica (Begemann) formata solitamente da tre sezioni di cui l'estremità inferiore a contatto con il terreno è un cono di 60° di apertura e superficie di 10 cmq.

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Come funziona la punta Begemann

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COME FUNZIONA

Il cono è fissato su un cilindro di diametro leggermente inferiore ed è libero di avanzare di poco più di 4 cm rispetto alla sezione che lo precede; poco sopra la prima sezione composta quindi da un cono seguito da un cilindretto è posta la secoda sezione composta unicamente da un cilindro avente superficie laterale di 150 cmq; la terza ed ultima sezione, la più 'alta' è avvitata alla batteria di aste che mna mano che la punta avnza nel terreno vengono aggiunte.

All'inizio della prova le sezioni che compongono la punta sono alla minima distanza tra di esse (punta chiusa), poi viene premuto mediante un'astina interna alla batteria il perno verticale che spinge nel terreno la prima sezione della punta, dopo una penetrazione di 4 cm, la prima sezione aggancia con se e trascina la seconda sezione (cilindrica) ed insiame penetrano per altri 4 cm.

Dopo 4+4 cm di penetrazione viene sganciato il perno interno e viene premuta in basso la batteria di aste che quindi percorsi altri 8 cm 'richiude' la punta riportandola in condizione di avanzare di nuovo nel terreno.

Durante la prima parte della prova il terreno viene punzonato dalla punta conica della prima sezione, quindi dopo 4 cm la punta conica continua ad avanzare verso il basso ma questa volta trascinandosi dietro un cilindro lungo circa 12 cm.

A questo punto l'operatore commuta il dispositivo di spinta che fino a questo punto premeva su un'astina cilindrica interna alla batteria e fa in modo che la spinta venga effettuata sulla batteria stessa andando a richiudere la punta, questa manovra si conclude in 16 cm ma secondo norma si deve far avanzare la punta (chiusa) di altri 4cm in modo che tra un ciclo ed il successivo vengano percorsi 20 cm.

Durante la prima parte della prova ossia durante l'infissione della prima sezione per 4cm e della seconda parte della prova (prima sezione + seconda sezione) altri 4 cm, viene misurata la pressione che viene esercitata sulla punta tramite una cella di misura elettronica ad estensimetri (ponte di Wheatstone) o tramite manometri (obsoleto). Durante la terza parte ossia la 'richiusura della punta' non si effettuano registrazioni o si effettuano per controllare gli attriti sulla batteria di aste.

QUALI PARAMETRI SI RICAVANO

Esiste una vasta messe di articoli scientifici sul tema, ma sostanzialmente il parametro qc= resistenza alla punta ed il parametro fs=resistenza laterale; da questi due e avendo una minima conoscenza del terreno attraversato ossia se è un terreno completamente coesivo come un'argilla o totalmente granulare com una sabbia o ancora se è un'alternanza dei due, tramite una serie di formule e correlazioni accettate e convalidate da innumerevoli enti, università e ricercatori, si risale a:

• angolo d'attrito (terreni granulari e misti)
• coesione non drenata (terreni coesivi e misti)
• γ' = peso dell` unità di volume (efficace) del terreno [ correlazioni : g` - Rp - natura ]
  ( Terzaghi & Peck 1967 -Bowles 1982 )
• σ'vo = tensione verticale geostatica (efficace) del terreno ( valutata in base ai valori di γ' )
• Cu = coesione non drenata (terreni coesivi ) [ correlazioni : Cu - Rp ]
• OCR = grado di sovra consolidazione (terreni coesivi ) [ correlazioni : OCR - Cu - σ'vo ]
  ( Ladd et al. 1972 / 1974 / 1977 - Lancellotta 1983)
• Eu = modulo di deformazione non drenato (terr.coes.) [ correl. : Eu - Cu - OCR - Ip ] Ip= ind.plast Eu50 - Eu25 corrispondono rispettivamente ad un grado di mobilitazione dello sforzo deviatorico pari al 50-25%
  (Duncan & Buchigani 1976 )
• E' = modulo di deformazione drenato (terreni granulari) [ correlazioni : E' - Rp ] E`50 - E`25 corrispondono ad un grado di mobilitazione dello sforzo deviatorico pari al 50-25% (coeff. di sicurezza F = 2 - 4 rispettivamente )
  (Schmertmann 1970 / 1978 - Jamilkowski et al. 1983 )
• Mo = modulo di deformazione edometrico (terreni coesivi granulari) [ correl. : Mo - Rp - natura]
  (Sanglerat 1972 - Mitchell & Gardner 1975 - Ricceri et al. 1974 - Holden 1973 )
• Dr = densità relativa (terreni granulari. - N.C.)
  [ correlazioni : Dr - Rp - `vo] (Schmertmann 1976 )
• Φ' = angolo di attrito interno efficace (terreni granulari N.C. ) [ correl. : φ' - Dr - Rp - σ'vo]
  (Schmertmann 1978 - Durgunoglu & Mitchell 1975 - Meyerof 1956 / 1976)
• φ' 1s - (Schmertmann) sabbia fine uniforme φ 2s - sabbia media/ unif. ben gradata
  φ 3s - sabbia grossa unif. ben gradata φ 4s - sabbia-ghiaia poco lim./ ghiaietto unif.
  φ dm - ( Durgunoglu & Mitchell ) sabbie n.c. φ my - (Meyerof ) sabbie limose
• Amax = accelerazione al suolo che può causare liquefazione ( terreni granulari ) ( g = acc.gravità)
  (Seed & Idriss 1971 - Sirio 1976 ) [ correlazioni : (Amax/g) - Dr]

A COSA SERVE

A tutti i manufatti che esercitano pressione sul terreno in superficie o in profondità ed hanno bisogno di almeno uno dei parametri sopra elencati, quindi strade, edifici, muri, scavi etc.

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