Cone Penetration Test CPT
La prova consiste nella misura della resistenza alla penetrazione di una punta conica di dimensioni e caratteristiche standard, infissa ad una velocità costante di 2 cm/s nel terreno attraverso un martinetto idraulico che esercita la spinta necessaria su una batteria di aste, alla cui estremità è collegata la punta. Lo sforzo per l’infissione della punta è misurato mediante manometri collegati al martinetto. Le misure di resistenza vengono eseguite ed annotate ogni 20 cm.
La punta “tipo Begemann” è costituita da una parte conica terminale, con angolo di apertura del cono di 60° e diametro di apertura del cono di 37.5 mm, attraverso il quale si misura la resistenza di punta Rp o qc, e da un manicotto, con una superficie laterale di 150 cmq, con cui è possibile misurare la resistenza di attrito laterale locale Rl o fs.
La prova CPT (Cone Penetration Test) è standardizzata dall’ASTM (D3441) e compresa nella “Raccomandazione” ISSMFE per la standardizzazione delle prove penetrometriche in Europa (1989).
Dal punto di vista qualitativo, l’andamento della variazione della resistenza alla punta con la profondità consente di individuare la presenza nel sottosuolo di strati di terreni con consistenza bassa o molto bassa. La possibilità di individuare con precisione la posizione di tali livelli rende di grande utilità l’impiego del penetrometro per la ricerca di superfici di scivolamento di frane in atto, ovvero di livelli di debole resistenza al taglio lungo le quali possa avvenire uno scorrimento.
Dal rapporto tra la resistenza all’avanzamento della punta e la resistenza laterale locale è possibile, mediante correlazioni empiriche, risalire con una certa approssimazione alla natura dei terreni attraversati; infatti, come l’esperienza ha mostrato, tale rapporto dipende dalla composizione granulometrica dei terreni stessi.
Oltre a rilevare l’andamento stratigrafico lungo una verticale, ed individuare i tipi di terreno attraversato, si possono ottenere informazioni da un punto di vista quantitativo riguardanti gli indici di resistenza che vengono correlati alle caratteristiche meccaniche del terreno. Informazioni che, derivando da correlazioni empiriche, vanno comunque valutate e considerate con le dovute cautele.
Le prove penetrometriche sono assimilabili a prove rapide in condizioni di drenaggio impedito. Le misure di resistenza alla penetrazione in terreni argillosi consentono perciò una stima del valore della resistenza al taglio in condizioni non drenate (Cu) dei terreni coesivi saturi. In tali terreni è possibile inoltre mettere in relazione Rp con il modulo di deformazione Eu in condizioni non drenate; il grado di sovraconsolidazione OCR; il modulo di deformazione edometrico Mo.
Nei terreni sabbiosi è possibile valutare lo stato di addensamento Dr; il modulo di deformazione drenato E’; l’angolo di attrito interno espresso in termini di tensioni efficaci f'; l’accelerazione al suolo che può causare liquefazione Amax.
VANTAGGI
· Costi contenuti e rapidità di esecuzione
· Buona suddivisione stratigrafica degli spessori di terreno attraversati
· Buona caratterizzazione geotecnica dei terreni attraversati
· Buona caratterizzazione della composizione granulometrica dei terreni attraversati
LIMITI
· Prova non idonea in terreni a granulometria grossolana (sabbie ghiaiose, ghiaie, ciottoli) o formazioni litoidi
· Profondità raggiungibili a volte limitate dalla qualità dell’ancoraggio del penetrometro al terreno
La punta “tipo Begemann” è costituita da una parte conica terminale, con angolo di apertura del cono di 60° e diametro di apertura del cono di 37.5 mm, attraverso il quale si misura la resistenza di punta Rp o qc, e da un manicotto, con una superficie laterale di 150 cmq, con cui è possibile misurare la resistenza di attrito laterale locale Rl o fs.
La prova CPT (Cone Penetration Test) è standardizzata dall’ASTM (D3441) e compresa nella “Raccomandazione” ISSMFE per la standardizzazione delle prove penetrometriche in Europa (1989).
Dal punto di vista qualitativo, l’andamento della variazione della resistenza alla punta con la profondità consente di individuare la presenza nel sottosuolo di strati di terreni con consistenza bassa o molto bassa. La possibilità di individuare con precisione la posizione di tali livelli rende di grande utilità l’impiego del penetrometro per la ricerca di superfici di scivolamento di frane in atto, ovvero di livelli di debole resistenza al taglio lungo le quali possa avvenire uno scorrimento.
Dal rapporto tra la resistenza all’avanzamento della punta e la resistenza laterale locale è possibile, mediante correlazioni empiriche, risalire con una certa approssimazione alla natura dei terreni attraversati; infatti, come l’esperienza ha mostrato, tale rapporto dipende dalla composizione granulometrica dei terreni stessi.
Oltre a rilevare l’andamento stratigrafico lungo una verticale, ed individuare i tipi di terreno attraversato, si possono ottenere informazioni da un punto di vista quantitativo riguardanti gli indici di resistenza che vengono correlati alle caratteristiche meccaniche del terreno. Informazioni che, derivando da correlazioni empiriche, vanno comunque valutate e considerate con le dovute cautele.
Le prove penetrometriche sono assimilabili a prove rapide in condizioni di drenaggio impedito. Le misure di resistenza alla penetrazione in terreni argillosi consentono perciò una stima del valore della resistenza al taglio in condizioni non drenate (Cu) dei terreni coesivi saturi. In tali terreni è possibile inoltre mettere in relazione Rp con il modulo di deformazione Eu in condizioni non drenate; il grado di sovraconsolidazione OCR; il modulo di deformazione edometrico Mo.
Nei terreni sabbiosi è possibile valutare lo stato di addensamento Dr; il modulo di deformazione drenato E’; l’angolo di attrito interno espresso in termini di tensioni efficaci f'; l’accelerazione al suolo che può causare liquefazione Amax.
VANTAGGI
· Costi contenuti e rapidità di esecuzione
· Buona suddivisione stratigrafica degli spessori di terreno attraversati
· Buona caratterizzazione geotecnica dei terreni attraversati
· Buona caratterizzazione della composizione granulometrica dei terreni attraversati
LIMITI
· Prova non idonea in terreni a granulometria grossolana (sabbie ghiaiose, ghiaie, ciottoli) o formazioni litoidi
· Profondità raggiungibili a volte limitate dalla qualità dell’ancoraggio del penetrometro al terreno