La prova CPTU consiste in una prova tipo CPT ma con punta dotata di estensimetri elettrici ed un anello permeabile posto alla base del cono o sulla superficie stessa del cono (piezocono) comunicante con un sensore di pressione.

COME E' FATTA LA PUNTA?

La forma della punta elettrica con piezocono è simile alla punta Begemann (vedi prova CPT) ma il cono ha lo stesso diametro della parte cilindrica che lo segue e nessuna parte della punta si muove relativamente alle altre parti, la punta è attaccata alla batteria di aste e viene infissa con continuità dall'alto verso il basso alla velocità di 2cm/s. Il diametro è lo stesso delle aste che la spingono ossia 36 mm, l'altezza può variare a seconda dei modelli dai 15 cm ai 50cm ma ne esistono di particolari lunghe anche 1 m.

COME FUNZIONA

La prova è in realtà composta da almeno due momenti, durante la prima parte la punta viene infissa con continuità fino ad arrivare alla profondità alla quale si vogliono misurare le pressioni neutre (pressione dell'acqua), durante l'infissione si registrano gli sforzi sulla punta e e le pressioni dell'acqua attraverso l'anello permeabile; a questol punto vienne arrestato l'avanzamento e si attende fino a quando la pressione dell'acqua si riduce stabilizzandosi su un determinato valore. Quindi si continua con uno o più ciicli di infissione/sosta per dissipazione.

COSA SI MISURA

Durante prova ossia durante l'infissione della batteria, viene misurata la pressione che viene esercitata sulla punta tramite un ponte di estensimetri che è fissato (incollato) in alcune aree interne della punta che sotto sforzo si deforma deformando gli estensimetri che a loro volta variano la loro resistenza in funzione della deformazione. Le variazioni di temperatura vengono compensate dalla struttura a ponte degli estensimetri (ponte di Wheatstone). Durante la seconda parte della prova si misura l'attenuazione della sovra-pressione dell'acqua, quando presente, intorno alla punta, o più precisamente il tempo occorrente perchè tali pressioni diminuiscano fino ad un determinato valore.

QUALI PARAMETRI SI RICAVANO

Esiste una vasta messe di articoli scientifici sul tema, ma sostanzialmente il parametro q_c= resistenza alla punta, il parametro fs=resistenza laterale ed il parametro; u_m=pressione misurata oltre all'inclinazione della punta rispetto alla profondità e anche la temperatura del terreno, da questi parametri , si risale a:

• angolo d'attrito (terreni granulari e misti)
• pressione interstiziale
• coesione non drenata (terreni coesivi e misti)
• coesione drenata
• γ' = peso dell` unità di volume (efficace) del terreno [ correlazioni : γ' - Rp - natura ]
  ( Terzaghi & Peck 1967 -Bowles 1982 )
• σ'v_o = tensione verticale geostatica (efficace) del terreno ( valutata in base ai valori di γ' )
• C_u = coesione non drenata (terreni coesivi ) [ correlazioni : C_u - R_p ]
• C'
• OCR = grado di sovra consolidazione (terreni coesivi )
• E_u = modulo di deformazione non drenato (terr.coes.) Eu₅₀ - Eu₂₅ corrispondono rispettivamente ad un grado di mobilitazione dello sforzo deviatorico pari al 50-25%
  E' = modulo di deformazione drenato (terreni granulari)
• M_o = modulo di deformazione edometrico (terreni coesivi granulari)
  D_r = densità relativa (terreni granulari. - N.C.)
  Φ' = angolo di attrito interno efficace (terreni granulari N.C. ) [ correl. : φ' - D_r - R_p - σ'v_o]
  (Schmertmann 1978 - Durgunoglu & Mitchell 1975 - Meyerof 1956 / 1976)
• A_max = accelerazione al suolo che può causare liquefazione ( terreni granulari ) ( g = acc.gravità)
  (Seed & Idriss 1971 - Sirio 1976 ) [ correlazioni : (A_max/g) - D_r]

A CHI SERVE

A tutti i tecnici che collaborano al calcolo dei manufatti che esercitano pressione sul terreno in superficie o in profondità e quindi può servire ad ingegneri, archietetti, geologi, geometri e periti.

A COSA SERVE

A rivelare le resistenze del terreno in funzione della profondità e quindi è propedeutica alla costruzione di 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 ma anche alla infissione di pali e paratie.

QUALI PROBLEMI PRESENTA

La prova CPTu è molto semplice ma presenta alcuni aspetti critici che occorre conoscere. La prima cosa da considarare è che non è possibile effettuarla in terreni che hanno orizzonti litoidi o ghiaiosi addensati. Il secondo fattore da considerare è che se si attraversano terreni molto resistenti occorre ancorare il mezzo (cingolato o autocarro) con molta cura altrimenti durante la prova esso perderà il contatto con il terreno compromettendo l'esito della stessa. Altro fattore riguarda la verticalità, con la prova CPTu è possibile controllare l'inclinazione della batteria di aste; se essa sta deviando in modo apprezzabile dalla verticale occorre interrompere la prova. Con una punta di tale tipo è più semplice, rispetto alla punta meccanica, stabilire il tipo di terreno attraversato in quanto i dati sono continui e la misura e molto più accurata. Infine non bisogna trascurare i tempi di realizzazione in funzione del tipo di terreno e della profondità nel senso che una prova a bassa profondità occupa tempi molto brevi al contrario di una prova profonda in materiali coesivi che esercitano una grande resistenza sulla batteria di aste, o anche quando si debbano eseguire numerose prove di dissipazione che causano tempi di esecuzione molto lunghi.

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