Test in situ

I test in situ si riferiscono a metodi di test che vengono eseguiti direttamente sul terreno, roccia o terreno in un determinato sito. Questi test sono condotti per raccogliere informazioni sulle proprietà geotecniche del sito, come resistenza, rigidità, permeabilità e caratteristiche di deformazione. I test in situ sono una componente importante dell'indagine sul sito, poiché consentono a ingegneri e geologi di valutare le condizioni del sottosuolo e l'idoneità del sito per vari tipi di progetti di costruzione.

I metodi di prova in situ sono generalmente suddivisi in due grandi categorie: (1) prove di penetrazione, che comportano l'inserimento di uno strumento o di uno strumento nel terreno e la misurazione della resistenza o del tasso di penetrazione, e (2) prove di non penetrazione, che comportano la misurazione di vari proprietà fisiche del suolo o del suolo senza penetrarvi. Alcuni dei metodi di test in situ più comunemente utilizzati includono il test di penetrazione standard (SPT), il test di penetrazione del cono (CPT), il test del misuratore di pressione e il test del dilatometro. Ognuno di questi test presenta vantaggi e limiti propri e la scelta del metodo di test dipenderà dagli obiettivi specifici dell'indagine e dalle proprietà del sito oggetto di indagine.

Importanza nell'indagine sul sito

I test in situ sono una parte importante dell'indagine in sito in quanto aiutano a ottenere una migliore comprensione delle caratteristiche e del comportamento del suolo e della roccia nelle condizioni effettive del sito. I risultati ottenuti dai test in situ vengono utilizzati per valutare le proprietà geotecniche del suolo e della roccia, che a loro volta vengono utilizzate per la progettazione e la costruzione di vari progetti di ingegneria civile come edifici, strade, ponti, dighe e gallerie.

I test in situ possono anche fornire informazioni sulla presenza di pericoli naturali come frane, liquefazione e subsidenza. Comprendendo le proprietà geotecniche del sito, gli ingegneri possono progettare fondazioni, lavori in terra e altre strutture geotecniche appropriati per ridurre al minimo il rischio di guasti e garantire la sicurezza e la stabilità delle strutture durante la loro vita di progetto.

Tipi di test in situ

Esistono vari tipi di test in situ utilizzati nelle indagini geotecniche del sito. Alcuni dei test in situ comunemente usati sono:

1. Standard Penetration Test (SPT): questo test prevede di guidare un campionatore a cucchiaio diviso nel terreno utilizzando un peso e un'altezza di caduta standard. Il numero di colpi necessari per guidare il campionatore su una determinata distanza viene registrato e utilizzato per determinare la resistenza del suolo.
2. Cone Penetration Test (CPT): questo test prevede di spingere un penetrometro a forma di cono nel terreno a una velocità di penetrazione costante. La resistenza del suolo alla penetrazione viene misurata e utilizzata per determinare le proprietà del suolo.
3. Test del misuratore di pressione: questo test prevede l'inserimento di una sonda cilindrica in un foro e quindi l'espansione utilizzando la pressione dell'acqua. La pressione richiesta per espandere la sonda viene misurata e utilizzata per determinare la rigidità e la resistenza del terreno.
4. Test di taglio della paletta: questo test prevede l'inserimento di una paletta nel terreno e quindi la sua rotazione per misurare la coppia necessaria per causare il cedimento. Il test viene utilizzato per determinare la resistenza al taglio di argille da morbide a rigide.
5. Test di carico su piastra: questo test prevede il posizionamento di una piastra di acciaio sulla superficie del terreno e l'applicazione di un carico. L'assestamento della piastra sotto carico viene misurato e utilizzato per determinare la capacità portante del terreno.
6. Cross-Hole Test: questo test prevede la perforazione di due o più fori e il posizionamento di sensori sismici in essi. In un foro viene generata un'onda acustica e viene misurato il tempo necessario per raggiungere gli altri fori. Il test viene utilizzato per determinare la velocità dell'onda di taglio e la rigidezza del terreno tra i fori.
7. Downhole Test: questo test prevede l'inserimento di una sonda in un pozzo e la misurazione delle proprietà del terreno a diverse profondità. Il test viene utilizzato per determinare il suolo stratigrafia e proprietà di rigidità a diverse profondità.

Test di penetrazione standard (SPT)

Lo Standard Penetration Test (SPT) è un test in situ ampiamente utilizzato per determinare le proprietà geotecniche del suolo in un sito. Il test consiste nell'infiggere un campionatore standard nel terreno utilizzando un martello con un peso e una distanza di caduta standard. Il numero di colpi necessari per spingere il campionatore a una distanza standard nel terreno viene registrato come "valore N" SPT. L'SPT viene utilizzato per stimare la resistenza al taglio, la densità e altre proprietà del suolo.

Il test SPT viene eseguito perforando un pozzo nel terreno, solitamente utilizzando una coclea a stelo cavo, e inserendo un tubo campionatore nel pozzo. Un campionatore a cucchiaio diviso viene quindi conficcato nel terreno sul fondo del foro utilizzando un martello standard del peso di 63.5 kg e cadendo per una distanza standard di 75 cm. Il numero di colpi necessari per guidare il campionatore nei primi 15 cm di penetrazione non viene conteggiato e il numero di colpi richiesti per i successivi tre incrementi di 15 cm viene registrato come valore N SPT.

L'SPT è un test relativamente rapido ed economico, che lo rende una scelta popolare per le indagini sul sito. Tuttavia, i risultati del test possono essere influenzati da fattori quali il tipo di terreno, le dimensioni del campionatore e l'energia del martello, che devono essere presi in considerazione durante l'interpretazione dei risultati.

Test di penetrazione del cono (CPT)

Il Cone Penetration Test (CPT) è un metodo di prova in situ ampiamente utilizzato nell'ingegneria geotecnica. Si tratta di spingere un penetrometro a cono nel terreno a una velocità di penetrazione costante e misurare la resistenza alla penetrazione e la pressione interstiziale dell'acqua a diverse profondità. Il penetrometro a cono è tipicamente costituito da una punta del cono in acciaio, una serie di segmenti del manicotto di attrito e un trasduttore di pressione dell'acqua interstiziale. Quando il penetrometro a cono viene spinto nel terreno, le misurazioni della resistenza alla penetrazione e della pressione dell'acqua interstiziale vengono registrate continuamente, fornendo un profilo delle proprietà del suolo o della roccia con la profondità.

Il CPT viene spesso utilizzato per ottenere informazioni sul tipo di suolo, resistenza e compressibilità, nonché sulle condizioni delle acque sotterranee. I risultati del test possono essere utilizzati per stimare la capacità portante del suolo, l'assestamento della fondazione, il potenziale di liquefazione e il suolo stabilità del pendio. Il CPT è considerato un metodo affidabile ed economico per l'indagine in loco, in particolare per progetti grandi e complessi.

Test del misuratore di pressione

La prova pressometrica è una prova in situ utilizzata per misurare le caratteristiche tenso-deformative in situ di suoli e rocce. In questo test, una sonda cilindrica viene inserita nel terreno e la sonda viene quindi espansa applicando pressione all'interno della sonda. La pressione viene aumentata in modo incrementale mentre il volume della sonda viene monitorato. I dati pressione-volume risultanti vengono utilizzati per determinare il modulo di deformazione e i parametri di resistenza al taglio del terreno o della roccia in esame. Il test del pressometro viene spesso utilizzato in terreni soffici dove il test di penetrazione standard o il test di penetrazione del cono potrebbero non essere adatti. È anche comunemente usato nella progettazione di ingegneria geotecnica per fondazioni e strutture di sostegno.

Prova di taglio della paletta

La prova di taglio a banderuola è una prova geotecnica in situ utilizzata per determinare la resistenza al taglio non drenata di terreni coesivi da morbidi a rigidi. Il test prevede di spingere verticalmente una paletta a quattro pale nel terreno, ruotandola a una velocità di taglio costante e misurando la coppia richiesta per mantenere la rotazione. La misurazione della coppia viene utilizzata per determinare la massima resistenza al taglio, che viene utilizzata per calcolare la resistenza al taglio non drenata del terreno.

La prova di taglio a banderuola è particolarmente utile nella valutazione della resistenza di argille e limi e viene spesso utilizzata per stimare la resistenza a taglio non drenata dei terreni per la progettazione di fondazioni superficiali, muri di sostegno e rilevati. Il test è rapido, economico e può essere eseguito in pozzi o pozzi di prova senza la necessità di scavare il terreno.

Prova di carico su piastra

Il Plate Load Test (PLT) è un test in situ utilizzato per determinare la capacità portante ultima del terreno e il probabile cedimento di una struttura su quel terreno. Il test consiste nel posizionare una piastra di acciaio sulla superficie del terreno e caricarla con un martinetto idraulico fino a quando la piastra inizia ad affondare nel terreno. La quantità di assestamento e la pressione applicata alla piastra vengono misurate in diversi stadi di carico per stabilire una curva carico-assestamento.

Dalla curva carico-assestamento è possibile stimare la capacità portante ultima del terreno, insieme al modulo di deformazione e ad altre proprietà del terreno. Queste informazioni sono utili nella progettazione di fondazioni superficiali per strutture, come edifici e ponti, e nella valutazione della stabilità di terrapieni e pendii.

PLT è tipicamente utilizzato insieme ad altri tecniche di indagine del sito, come la perforazione e il campionamento di pozzi e indagini geofisiche, per fornire una comprensione completa delle condizioni del suolo e della roccia in un sito.

Prova Cross-Hole

Il test cross-hole è una tecnica geofisica in situ utilizzata per determinare le proprietà sismiche del suolo o dei materiali rocciosi tra due o più fori. Il metodo prevede la generazione di un'onda sismica in un pozzo utilizzando una fonte di energia come un martello o un esplosivo e la registrazione della risposta all'onda in un pozzo vicino utilizzando un geofono o un accelerometro. Analizzando il tempo di arrivo, l'ampiezza e il contenuto in frequenza dell'onda al ricevitore, i geofisici possono determinare le proprietà del materiale tra i fori, come la velocità sismica, il modulo di taglio e il coefficiente di Poisson. I test cross-hole sono comunemente usati per le indagini geotecniche e geofisiche del sottosuolo, come nella progettazione delle fondazioni, nella valutazione del rischio sismico e nella caratterizzazione delle acque sotterranee.

Prova di fondo pozzo

Il downhole testing è un tipo di test in situ che prevede la misurazione dei parametri geotecnici in un pozzo. Questo tipo di test è comunemente utilizzato nell'esplorazione mineraria, ma può essere utilizzato anche nell'ingegneria geotecnica e nelle indagini ambientali.

Esistono diversi tipi di prove di fondo pozzo, tra cui:

1. Test sismico downhole: comporta la misurazione della velocità e dell'attenuazione del onde sismiche negli strati rocciosi che circondano un pozzo. Queste informazioni possono essere utilizzate per dedurre le proprietà elastiche della roccia, che possono essere importanti nelle applicazioni di ingegneria geotecnica.
2. Registrazione a fondo pozzo: comporta l'abbassamento di uno strumento di registrazione in un pozzo per misurare varie proprietà della roccia, come densità, porosità e conduttività elettrica. Queste informazioni possono essere utilizzate per caratterizzare la geologia e l'idrologia del sottosuolo e possono essere importanti nell'esplorazione mineraria, nell'ingegneria geotecnica e nelle indagini ambientali.
3. Test di permeabilità del pozzo: comporta l'iniezione o il pompaggio di acqua in un pozzo e la misurazione della risposta alla pressione. Queste informazioni possono essere utilizzate per stimare la permeabilità della roccia circostante, che può essere importante nelle applicazioni di ingegneria idrogeologica e geotecnica.

Nel complesso, i test downhole possono fornire preziose informazioni sulla geologia e le proprietà del sottosuolo, che possono essere importanti in un'ampia gamma di applicazioni.