Il focus del presente lavoro riguarda la valutazione della resistenza a compressione uniassiale (UCS) delle rocce lapidee. La resistenza a compressione uniassiale è definita come la proprietà meccanica che indica la capacità di una roccia di resistere alla rottura sotto carico di compressione monodirezionale. Tale parametro geomeccanico assume notevole importanza in alcuni ambiti dell’ingegneria civile, come, ad esempio, per la classificazione della qualità di un ammasso roccioso (Bieniawski, Romana), per la valutazione della portanza di fondazioni, sia superficiali che profonde, realizzate su roccia, oppure per la valutazione dell’aderenza laterale nel caso di fondazioni per opere di consolidamento passive (barriere paramassi) o attive (consolidamenti corticali) di ammassi rocciosi soggetti a fe-nomeni di instabilità per crollo. Essa può essere determinata in laboratorio secondo procedure standardizzate. In Italia, lo standard di prova maggiormente utilizzato è rappresentato dalla norma UNI EN 1926:2007, che prevede che le prove debbano essere condotte su provini “tozzi” (cilindrici o cubici), aventi, cioè, altezza pari alla dimensione trasversale; in altri paesi, invece, lo standard di riferi-mento è rappresentato dalla normativa americana (ASTM D2938 95), che prevede l’impiego di provini “snelli” (cilindrici), nei quali l’altezza deve essere pari almeno al doppio del diametro. Com’è noto dalla teoria del calcestruzzo, il valore della resistenza a compressione “cilindrica” (fCK) risulta inferiore rispetto a quella “cubica” (RCK), con un rapporto pari a 0,83, in virtù del fatto che i provini tozzi esibiscono meccanismi di rottura differenti rispetto ai provini snelli. Nel presente lavoro si riportano i risultati ottenuti dalle sperimentazioni condotte su due tipologie di roccia (granito e cal-carenite) adottando entrambi gli standard, al fine di confrontare i valori di resistenza a compressione uniassiale e valutarne l’affidabilità. Per ciascuna delle litologie indagate, nel laboratorio di Geotecnica e Geomeccanica del Dipartimento di Biologia, Ecologia e Scienze della Terra dell’Università della Calabria, sono stati sottoposti a prova due set da 50 provini (cubici e cilindrici). Prima di sottoporre i provini alla prova di compressione uniassiale, essi sono stati essiccati fino alla stabilizzazione del peso di volume e ne è stato valutato il grado di anisotropia attraverso l’esecuzione di prove ultrasoniche, al fine di valutare cor-rettamente le direzioni lungo le quali sottoporre a schiacciamento i provini e, quindi, ottenere risultati confrontabili, non influenzati dalla presenza di direzioni preferenziali. La maggior parte dei provini ha esibito modalità di rottura dipendenti dalla loro forma: i provini “tozzi” hanno mostrato rotture a “doppia piramide”, mentre quelli “snelli” sono stati caratterizzati dalla presenza di superfici di rottura che hanno interessato i provini per tutta la loro lunghezza. I risultati delle prove sono stati, infine, analizzati dal punto di vista statistico al fine di pervenire a conclusioni sulla loro affidabilità. Ciò potrà rappresentare un’effettiva utilità per i Progettisti di opere di consolidamento di versanti rocciosi, con-sentendo di evitare pericolose sovrastime delle resistenze delle rocce coinvolte.
INFLUENCE OF SPECIMEN SHAPE ON THE UNIAXIAL COMPRESSIVE STRENGTH OF ROCKS
Maurizio Ponte
2025-01-01
Abstract
Il focus del presente lavoro riguarda la valutazione della resistenza a compressione uniassiale (UCS) delle rocce lapidee. La resistenza a compressione uniassiale è definita come la proprietà meccanica che indica la capacità di una roccia di resistere alla rottura sotto carico di compressione monodirezionale. Tale parametro geomeccanico assume notevole importanza in alcuni ambiti dell’ingegneria civile, come, ad esempio, per la classificazione della qualità di un ammasso roccioso (Bieniawski, Romana), per la valutazione della portanza di fondazioni, sia superficiali che profonde, realizzate su roccia, oppure per la valutazione dell’aderenza laterale nel caso di fondazioni per opere di consolidamento passive (barriere paramassi) o attive (consolidamenti corticali) di ammassi rocciosi soggetti a fe-nomeni di instabilità per crollo. Essa può essere determinata in laboratorio secondo procedure standardizzate. In Italia, lo standard di prova maggiormente utilizzato è rappresentato dalla norma UNI EN 1926:2007, che prevede che le prove debbano essere condotte su provini “tozzi” (cilindrici o cubici), aventi, cioè, altezza pari alla dimensione trasversale; in altri paesi, invece, lo standard di riferi-mento è rappresentato dalla normativa americana (ASTM D2938 95), che prevede l’impiego di provini “snelli” (cilindrici), nei quali l’altezza deve essere pari almeno al doppio del diametro. Com’è noto dalla teoria del calcestruzzo, il valore della resistenza a compressione “cilindrica” (fCK) risulta inferiore rispetto a quella “cubica” (RCK), con un rapporto pari a 0,83, in virtù del fatto che i provini tozzi esibiscono meccanismi di rottura differenti rispetto ai provini snelli. Nel presente lavoro si riportano i risultati ottenuti dalle sperimentazioni condotte su due tipologie di roccia (granito e cal-carenite) adottando entrambi gli standard, al fine di confrontare i valori di resistenza a compressione uniassiale e valutarne l’affidabilità. Per ciascuna delle litologie indagate, nel laboratorio di Geotecnica e Geomeccanica del Dipartimento di Biologia, Ecologia e Scienze della Terra dell’Università della Calabria, sono stati sottoposti a prova due set da 50 provini (cubici e cilindrici). Prima di sottoporre i provini alla prova di compressione uniassiale, essi sono stati essiccati fino alla stabilizzazione del peso di volume e ne è stato valutato il grado di anisotropia attraverso l’esecuzione di prove ultrasoniche, al fine di valutare cor-rettamente le direzioni lungo le quali sottoporre a schiacciamento i provini e, quindi, ottenere risultati confrontabili, non influenzati dalla presenza di direzioni preferenziali. La maggior parte dei provini ha esibito modalità di rottura dipendenti dalla loro forma: i provini “tozzi” hanno mostrato rotture a “doppia piramide”, mentre quelli “snelli” sono stati caratterizzati dalla presenza di superfici di rottura che hanno interessato i provini per tutta la loro lunghezza. I risultati delle prove sono stati, infine, analizzati dal punto di vista statistico al fine di pervenire a conclusioni sulla loro affidabilità. Ciò potrà rappresentare un’effettiva utilità per i Progettisti di opere di consolidamento di versanti rocciosi, con-sentendo di evitare pericolose sovrastime delle resistenze delle rocce coinvolte.I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.
