Pressioni neutre (Griglia e ru)¶

La finestra Pressioni neutre decide da dove viene la pressione dell'acqua alla base di ogni concio: dalla falda, da un coefficiente ru per materiale o da una griglia di punti u(x,y). La griglia ti serve quando la falda disegnata non basta: dighe, argini, pendii con filtrazione, misure di piezometri.

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La finestra è nel capitolo "Grid and ru" del video tutorial Seepage, pore pressures and rapid drawdown (Slope in inglese).

Il gruppo Pressioni neutre della scheda FALDA ha tre pulsanti:

Pulsante	Cosa fa
Griglia e ru	griglia di pressioni neutre u(x,y), coefficiente ru per materiale, correzione cos²θ della falda (questa pagina)
Filtrazione	filtrazione stazionaria agli elementi finiti: il risultato diventa la griglia u(x,y) (Filtrazione)
Svaso rapido	verifica in condizioni di svaso rapido a tre stadi (Svaso rapido)

Passo per passo¶

Scheda FALDA → gruppo Pressioni neutre → Griglia e ru. Si apre la finestra Pressioni neutre.
In alto leggi l'ordine di priorità (vedi sotto): è la regola che Slope applica concio per concio.
Se la falda è inclinata e vuoi tenere conto della filtrazione parallela alla falda, spunta Falda: correzione per filtrazione inclinata.
Nella tabella Coefficiente ru per materiale scrivi ru per i materiali che vuoi trattare così (0 = non usato).
Per usare una griglia di punti spunta Usa la griglia, scegli in Valori inseriti come il significato della colonna Valore, poi scrivi i punti nella tabella oppure leggili con Importa da file....
Spunta Mostra punti e isolinee nel disegno se vuoi vedere la griglia nella sezione.
Premi OK. Il calcolo di stabilità successivo (F5) usa le nuove pressioni.

Da dove viene la pressione neutra: l'ordine di priorità¶

Per ogni concio la pressione neutra alla base si ricava, nell'ordine:

dalla griglia u(x,y), se attiva;
dal coefficiente ru del materiale, se maggiore di zero: u = ru·σv;
altrimenti dalla falda o dalle piezometriche (u = γw·h sulla verticale), con la correzione cos²θ se attivata.

Come per la falda, nei materiali impermeabili la pressione neutra è nulla, qualunque sia la sorgente. La spunta è la colonna Permeabilità delle Caratteristiche geotecniche, la stessa della colonna Pressioni neutre nella stabilità (permeabile) della finestra Filtrazione.

Correzione per filtrazione inclinata (cos²θ)¶

Con Falda: correzione per filtrazione inclinata la pressione sotto una falda inclinata non è più quella idrostatica sulla verticale ma

\[u = \gamma_w \, h_w \cos^2\theta\]

dove hw è l'altezza della falda sopra la base del concio e θ la pendenza della falda in corrispondenza del concio. È la pressione di una filtrazione parallela alla falda (equipotenziali perpendicolari alla falda). Usala per pendii con falda inclinata e filtrazione verso valle: riduce la pressione rispetto all'ipotesi idrostatica. Riguarda solo la falda, non le piezometriche. Con la griglia della filtrazione non serve: la griglia ha la precedenza e tiene già conto della direzione del flusso.

Coefficiente ru per materiale¶

Nella tabella Coefficiente ru per materiale assegni a ogni materiale un valore di ru fra 0 e 1:

\[u = r_u \, \sigma_v\]

con σv tensione verticale totale alla base del concio. ru = 0 significa "non usato": per quel materiale vale la falda. È il modo classico di rappresentare le sovrappressioni di costruzione nei rilevati e nei nuclei delle dighe, ed è comodo per verifiche rapide.

Esempio: nel modello Diga in terra, ru = 0,2 sul Corpo della diga dà nel corpo diga una pressione pari al 20 % della tensione verticale totale. Se la griglia è attiva, la griglia ha comunque la precedenza.

Griglia di pressioni neutre u(x,y)¶

Con Usa la griglia la pressione si interpola da una serie di punti (x, y, valore), per esempio letti da piezometri o calcolati con la filtrazione.

Valori inseriti come indica il significato della colonna Valore:

Scelta	Significato
Pressione neutra u	pressione nelle unità del progetto
Carico totale h (quota piezometrica)	u = γw·(h − y)
Altezza di pressione u/γw	metri d'acqua sopra il punto

Importa da file¶

Importa da file... legge un file di testo con tre numeri per riga (x, y, valore), separati da spazio, tabulazione, punto e virgola o virgola. Le righe che non iniziano con tre numeri (intestazioni, commenti) vengono saltate. Se l'intestazione indica il tipo di valore, Slope lo propone in Valori inseriti come.

Esempio: il file Basin - hydrostatic pore pressure grid.csv nella cartella Examples\Seepage and Pore Pressures di Slope (2535 punti per l'esempio Basin.stax):

x;y;h
0;0;341
0;10;341
0;20;341
...

L'intestazione x;y;h dice che i valori sono carichi totali (Carico totale h). Con h = 341 ovunque la griglia riproduce la condizione idrostatica della falda: il fattore di sicurezza è uguale a quello calcolato con la sola falda.

Svuota cancella tutti i punti. Con griglie molto grandi la tabella mostra solo i primi punti, ma il calcolo li usa tutti.

Come viene interpolata¶

interpolazione lineare su triangoli (triangolazione di Delaunay dei punti): servono almeno 3 punti non allineati;
pressioni negative (suzione) poste a zero;
fuori dalla griglia si usa il valore sul bordo più vicino;
nei conci sommersi (acqua libera sopra il terreno) la griglia sostituisce la pressione idrostatica dell'acqua esterna;
nei materiali impermeabili la pressione resta nulla.

Se la pressione massima della griglia corrisponde a un'altezza d'acqua molto maggiore dell'estensione verticale della griglia, Slope chiede conferma: di solito è stato scelto il tipo di valore sbagliato (per esempio quote lette come pressioni).

Con Mostra punti e isolinee nel disegno i punti e le isolinee di u vengono disegnati nella sezione, solo all'interno degli strati.

Griglia dalla filtrazione

Il pulsante Usa nel calcolo della finestra Filtrazione riempie la griglia con i nodi della mesh (nel modello Diga in terra 1285 punti, in carico totale h) e la attiva. Se poi modifichi i punti a mano in questa finestra, la griglia non è più quella della filtrazione e il reticolo non viene più disegnato; permeabilità, condizioni al contorno e dati dello svaso rapido restano invariati.

Quando usare cosa¶

Situazione	Sorgente consigliata
Pendio con falda poco inclinata, senza filtrazione importante	Falda (piezometriche per le falde in pressione)
Falda inclinata con filtrazione parallela al pendio	Falda con correzione cos²θ
Rilevati e nuclei appena costruiti, verifiche rapide	ru per materiale
Misure di piezometri distribuite nella sezione	Griglia (punti misurati, in carico totale o pressione)
Dighe, argini, rilevati con nucleo, pendii con filtrazione	Griglia dalla Filtrazione

Relazione di calcolo¶

La relazione riporta la sorgente delle pressioni neutre usata (griglia con numero di punti e regole di interpolazione, ru per materiale, correzione cos²θ) e, se la griglia viene dalla filtrazione, il riepilogo del calcolo di filtrazione.

Salvataggio¶

Griglia, ru, correzione cos²θ, dati della filtrazione e dello svaso rapido vengono salvati nel file di progetto (.stax). I file delle versioni precedenti si aprono senza questi dati (valori predefiniti).

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