{"id":11398,"date":"2023-11-14T09:06:56","date_gmt":"2023-11-14T09:06:56","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.geostru.eu\/prova-di-permeabilita-in-cella-edometrica\/"},"modified":"2023-11-20T09:42:53","modified_gmt":"2023-11-20T09:42:53","slug":"prova-di-permeabilita-in-cella-edometrica","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.geostru.eu\/es\/prova-di-permeabilita-in-cella-edometrica\/","title":{"rendered":"Prova di permeabilit\u00e0 in cella edometrica"},"content":{"rendered":"<p>La prova di permeabilit\u00e0 in cella edometrica \u00e8 finalizzata alla determinazione del coefficiente di permeabilit\u00e0 K per via diretta a carico idraulico variabile nel corso della <a href=\"https:\/\/blog.geostru.eu\/la-prova-edometrica\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">prova edometrica<\/a>. Tale tipologia di prova pu\u00f2 essere eseguita su campioni di terreno costituiti prevalentemente da <strong>limi ed argille<\/strong> (<a href=\"https:\/\/blog.geostru.eu\/analisi-granulometrica-per-setacciatura-dei-terreni-e-norme-di-riferimento\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">approfondisci qui<\/a>), la cui permeabilit\u00e0 sia maggiore a 10<sup>-6<\/sup> &#8211; 10<sup>-7<\/sup> m\/s.<\/p>\n<h2>Configurazione avanzata della cella edometrica<\/h2>\n<p>In questa sperimentazione, si impiega una cella edometrica con una configurazione leggermente diversa rispetto al modello convenzionale, poich\u00e9 presenta un ingresso pratico all&#8217;interno della cella stessa (<strong>Fig. 1<\/strong>). Questo ingresso \u00e8 connesso alla pietra porosa di base, consentendo l&#8217;inserimento di una buretta esterna. Inoltre, la cella \u00e8 dotata di un anello di tenuta a guarnizione o-ring, posizionato esternamente tra la pietra porosa e la piastra superiore di centraggio del campione in esame. Vi \u00e8 anche un foro di uscita superiore che assicura il controllo e il mantenimento del livello idraulico (<strong>Fig.1 e 2<\/strong>).<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-11345 \" src=\"https:\/\/blog.geostru.eu\/wp-content\/uploads\/sites\/9\/2023\/11\/fig1-2-3-300x149.png\" alt=\"Strumentazione prova di compressibilit\u00e0 edometrica e Cella edometrica\" width=\"1118\" height=\"555\" srcset=\"https:\/\/blog.geostru.eu\/wp-content\/uploads\/sites\/9\/2023\/11\/fig1-2-3-300x149.png 300w, https:\/\/blog.geostru.eu\/wp-content\/uploads\/sites\/9\/2023\/11\/fig1-2-3-1024x509.png 1024w, https:\/\/blog.geostru.eu\/wp-content\/uploads\/sites\/9\/2023\/11\/fig1-2-3-768x382.png 768w, https:\/\/blog.geostru.eu\/wp-content\/uploads\/sites\/9\/2023\/11\/fig1-2-3.png 1452w\" sizes=\"(max-width: 1118px) 100vw, 1118px\" \/><\/p>\n<p>Questa configurazione particolare della cella edometrica \u00e8 essenziale per garantire la precisione delle misurazioni e la stabilit\u00e0 dell&#8217;ambiente di prova durante l\u2019esecuzione. L&#8217;ingresso pratico consente la facile manipolazione della cella, mentre l&#8217;anello di tenuta o-ring contribuisce a prevenire perdite indesiderate di fluido. Il foro di uscita superiore \u00e8 fondamentale per mantenere il corretto livello idraulico all&#8217;interno della cella, garantendo condizioni ideali per le analisi edometriche.<\/p>\n<h2>Uso delle Burette per Controllo Idraulico<\/h2>\n<p>L&#8217;equipaggiamento \u00e8 ulteriormente completato mediante l&#8217;aggiunta di una o pi\u00f9 burette, la cui sezione trasversale varia solitamente da 0.05 a 5 cm<sup>2<\/sup>, consentendo un&#8217;escursione idraulica dell&#8217;ordine di 50 cm (<strong>Fig.3<\/strong>). Queste burette sono dotate di una scala millimetrata graduata in lunghezza e non in volume, con incrementi crescenti dalla base verso l&#8217;alto.<\/p>\n<p>Le burette vengono posizionate in modo verticale e connesse alla cella edometrica attraverso un tubicino trasparente e un rubinetto, garantendo un preciso controllo dell&#8217;apporto idraulico. Questa configurazione assicura una regolazione accurata del battente idraulico durante gli esperimenti, contribuendo cos\u00ec alla rilevazione precisa dei dati geotecnici e all&#8217;ottenimento di risultati scientifici affidabili.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-11320\" src=\"https:\/\/blog.geostru.eu\/wp-content\/uploads\/sites\/9\/2023\/11\/fig3-300x226.png\" alt=\"Particolare della buretta per la misurazione delle variazioni di pressione all'interno della cella edometrica\" width=\"818\" height=\"616\" srcset=\"https:\/\/blog.geostru.eu\/wp-content\/uploads\/sites\/9\/2023\/11\/fig3-300x226.png 300w, https:\/\/blog.geostru.eu\/wp-content\/uploads\/sites\/9\/2023\/11\/fig3.png 723w\" sizes=\"(max-width: 818px) 100vw, 818px\" \/><\/p>\n<h2>Preparazione della cella edometrica<\/h2>\n<p>La procedura di preparazione della cella edometrica prima dell&#8217;inserimento del campione presenta alcune differenze rispetto al metodo convenzionale.<\/p>\n<p>Di seguito, illustriamo i passaggi chiave per questa fase critica:<\/p>\n<p><strong>1. Regolazione della buretta graduata<\/strong>: Iniziamo regolando accuratamente la posizione della buretta graduata in modo che la lettura di zero coincida esattamente con il livello del foro di scarico nella cella.<br \/>\n<strong>2. Riempimento e flusso d&#8217;acqua<\/strong>: Successivamente, procediamo a riempire la buretta con acqua distillata e aprire il rubinetto di collegamento. Questo consente al fluido di defluire verso la pietra porosa inferiore, posizionata all&#8217;interno della cella edometrica.<br \/>\n<strong>3. Saturazione completa del circuito<\/strong>: \u00c8 di fondamentale importanza prestare estrema attenzione affinch\u00e9 l&#8217;intero circuito sia completamente saturo. La presenza di bolle d&#8217;aria pu\u00f2 influenzare negativamente il corretto svolgimento della prova.<br \/>\n<strong>4. Livellamento e rimozione dell&#8217;acqua in eccesso<\/strong>: Successivamente, ripristiniamo il livello d&#8217;acqua nella buretta al valore desiderato, quindi chiudiamo il rubinetto. Eventuale eccesso di acqua nella pietra porosa inferiore deve essere attentamente rimosso.<\/p>\n<h3>Fase 1 \u2013 Compressione edometrica<\/h3>\n<p>Una volta completata la preparazione della cella edometrica, si proceder\u00e0 con l&#8217;applicazione dei gradini di carico, come specificato nelle procedure standard (<strong>Fig.4<\/strong>). La precisione e l&#8217;attenzione ai dettagli in questa fase preliminare sono fondamentali per ottenere risultati affidabili nelle analisi geotecniche condotte con la cella edometrica.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-11324\" src=\"https:\/\/blog.geostru.eu\/wp-content\/uploads\/sites\/9\/2023\/11\/fig4-300x220.png\" alt=\"gradini di carico necessari per la prova di permeabilit\u00e0 in cella edometrica\" width=\"785\" height=\"575\" \/><\/p>\n<p>Ogni fase di applicazione dei gradini di carico comporta la possibilit\u00e0 di misurare il coefficiente di permeabilit\u00e0 a prestabiliti carichi di consolidazione, purch\u00e9 sia stata previamente accertata la conclusione del processo. La rilevanza di questa misurazione risiede nell&#8217;evitare interferenze del gradiente idraulico generato durante il processo di consolidazione, pertanto il rubinetto di collegamento tra la buretta e la cella edometrica dovr\u00e0 essere chiuso. Si ritiene necessario evidenziare che la prima fase \u201ccompressione edometrica\u201d, propedeutica alla vera e propria misurazione della permeabilit\u00e0, sar\u00e0 considerata conclusa dopo 24 ore o dopo l\u2019assestamento del cedimento del provino sottoposto al carico verticale.<\/p>\n<h3>Fase 2 \u2013 Prova di permeabilit\u00e0 diretta<\/h3>\n<p>La procedura per l&#8217;esecuzione della prova di permeabilit\u00e0 \u00e8 la seguente:<br \/>\n1. <strong>Carico idraulico preliminare<\/strong>: Iniziamo aggiungendo una quantit\u00e0 adeguata di acqua distillata in modo da ottenere un carico idraulico dell&#8217;ordine di 50 cm. \u00c8 fondamentale assicurarsi che la temperatura dell&#8217;acqua sia in equilibrio con la temperatura ambiente e registrare questo valore come la temperatura di riferimento per la prova.<br \/>\n2. <strong>Misurazione del livello dell&#8217;acqua<\/strong>: Registriamo il livello dell&#8217;acqua all&#8217;interno della buretta.<br \/>\n3. <strong>Apertura del rubinetto e avvio del timer<\/strong>: Apriamo il rubinetto situato alla base della cella edometrica e, contemporaneamente, avviamo il cronometro per registrare il tempo.<br \/>\n4. <strong>Raggiungimento del carico idraulico desiderato<\/strong>: Proseguiamo con la misurazione finch\u00e9 non raggiungiamo un carico idraulico dell&#8217;ordine di 10-15 cm. In questo punto, chiudiamo il rubinetto ed implementiamo il carico edometrico per la preparazione della successiva misurazione della permeabilit\u00e0.<br \/>\nPer ogni valore di carico idraulico rilevato, calcoliamo il coefficiente di permeabilit\u00e0 (indicato come \u00abk\u00bb) utilizzando l&#8217;espressione seguente:<\/p>\n<p>Per ogni valore di carico idraulico rilevato, calcoliamo il <strong>coefficiente di permeabilit\u00e0<\/strong> (indicato come \u00ab<strong>k<\/strong>\u00ab) utilizzando l&#8217;espressione seguente<\/p>\n<p style=\"text-align: center;\">k=(H<sub>0<\/sub>) &#8211; \u03b4H) \u2219 a<sub>b<\/sub>\/A<sub>s<\/sub> \u2219 (log<sub>e<\/sub> L<sub>0<\/sub>\/L<sub>t<\/sub> )\/(t<sub>t<\/sub>-t<sub>0<\/sub>) \u2219 10<sup>-2<\/sup><\/p>\n<p>H<sub>0<sup> \u00a0<\/sup><\/sub>= altezza iniziale del provino (cm)<\/p>\n<p>\u03b4H = cedimento del provino (cm)<\/p>\n<p>a<sub>b\u00a0<\/sub>= sezione della buretta graduata<\/p>\n<p>A<sub>s\u00a0<\/sub>= sezione del provino<\/p>\n<p>L<sub>0 <\/sub>= lettura iniziale effettuata alla buretta graduata<\/p>\n<p>L<sub>t <\/sub>= lettura successiva effettuata all\u2019istante t<sub>t<\/sub><\/p>\n<p>t<sub>0 <\/sub>=istante iniziale corrispondente alla lettura L<sub>0<\/sub> (sec)<\/p>\n<p>t<sub>t <\/sub>= istante successivo corrispondente alla lettura L<sub>t<\/sub> (sec)<\/p>\n<p>La corretta esecuzione di questa procedura garantisce misure accurate del coefficiente di permeabilit\u00e0 e contribuisce alla precisione delle valutazioni geotecniche effettuate nella sperimentazione.<\/p>\n<h2>Risultati<\/h2>\n<p>I risultati ottenuti dalla prova di permeabilit\u00e0 in cella edometrica forniscono i valori di permeabilit\u00e0 a differenti carichi. In particolare, l\u2019applicazione di ogni singolo carico, adeguatamente calcolato sulla base del carico litostatico alla profondit\u00e0 di prelievo, assicura l\u2019esatto valore di permeabilit\u00e0 ottenuto dalla prova. Inoltre, se l\u2019orizzonte nel quale \u00e8 stato prelevato il campione risulta granulometricamente omogeneo, \u00e8 possibile, variando il carico, ottenere valori di permeabilit\u00e0 a differenti profondit\u00e0.<\/p>\n<p>In particolare, nel grafico riportato di seguito (<strong>Fig.5<\/strong>) si evidenzia che Il provino sottoposto a prova \u00e8 stato consolidato ad un primo carico pari a 0,25 kg\/cm<sup>2<\/sup> per un intervallo di tempo pari a 24h, successivamente si \u00e8 proceduto all\u2019esecuzione della vera e propria prova di permeabilit\u00e0, misurando a tempi prestabiliti l\u2019abbassamento del livello dell\u2019acqua nella buretta graduata. Tale procedura di prova \u00e8 stata eseguita per ogni gradino di carico, nel nostro caso: 0,25 kg\/cm<sup>2<\/sup> , 0,50 kg\/cm<sup>2<\/sup>, 1 kg\/cm<sup>2<\/sup>, 2kg\/cm<sup>2<\/sup>. Dal grafico \u00e8 possibile ottenere il valore della permeabilit\u00e0 in m\/sec per ogni gradino di carico applicato e, pertanto, per ogni intervallo di profondit\u00e0 corrispondente.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"aligncenter wp-image-11328\" src=\"https:\/\/blog.geostru.eu\/wp-content\/uploads\/sites\/9\/2023\/11\/fig5-289x300.png\" alt=\"grafico della prova ad incrementi di carico\" width=\"741\" height=\"769\" srcset=\"https:\/\/blog.geostru.eu\/wp-content\/uploads\/sites\/9\/2023\/11\/fig5-289x300.png 289w, https:\/\/blog.geostru.eu\/wp-content\/uploads\/sites\/9\/2023\/11\/fig5.png 701w\" sizes=\"(max-width: 741px) 100vw, 741px\" \/><\/p>\n<h2><\/h2>\n<h3>Bibliografia e ringraziamenti<\/h3>\n<p>ASTM (1985) &#8211; Test designation D4546 &#8211; Standard Method for One-Dimensional Swell or Settlement Potential of Cohesive Soils. Vol. 04.08.ASTM Philadelphia, USA.<\/p>\n<p>BS 1377: Part5 (1990) &#8211; Compressibility, Permeability and Durability Tests. Special Report 163, Transportation Research Board, pp.4-12.<\/p>\n<p>Black D.K. and Lee K.L. (1973) &#8211; Saturated Laboratory Samples by Back Pressure. Journal of the Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE, Vol.99, n.SM1.<\/p>\n<p>Si ringrazia il laboratorio di <a href=\"https:\/\/ipg2004.it\/\" target=\"_blank\" rel=\"noopener\">prove geotecniche I.P.G. di Castrolibero (CS)<\/a> per la disponibilit\u00e0 fornitaci al fine di realizzare e comprendere in campo pratico le analisi di cui sopra ed in particolare S.Soleri per le preziose spiegazioni.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>La prova di permeabilit\u00e0 in cella edometrica \u00e8 finalizzata alla determinazione del coefficiente di permeabilit\u00e0 K per via diretta a carico idraulico variabile nel corso della prova edometrica. 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