Applicabilità di prove penetrometriche statiche nella ricostruzione del profilo stratigrafico

La ripetitività delle misure e la possibilità di indagare un volume di terreno superiore a quello corrispondente a un campione in laboratorio e di ottenere registrazioni continue di parametri che mettono in luce peculiarità stratigrafiche, rendono le prove CPT e CPTu ideali per l’identificazione di variazioni litologiche e la ricostruzione del profilo stratigrafico.
Il presente lavoro ha avuto come obiettivo la verifica dell’applicabilità delle principali correlazioni messe a punto in letteratura per individuare i tipi di terreno attraversati e quindi definire l’andamento stratigrafico lungo una verticale. A tale scopo sono stati selezionati alcuni siti rappresentativi di terreni italiani appartenenti a diversi contesti geologici e caratterizzati dal punto di vista geologico e geotecnico tramite indagini geognostiche, prove in situ (CPT e CPTu) e prove geotecniche di laboratorio. Le prove CPT e CPTu sono state eseguite nelle immediate vicinanze di sondaggi geognostici e in alcuni casi sono state ripetute in diversi periodi dell’anno corrispondenti al periodo più umido e più secco. Per le prove CPTu sono stati usati differenti metodi per la saturazione della punta con piezocono. La stratigrafia descritta nel sondaggio è stata messa a confronto con le stratigrafie desunte dalle prove penetrometriche CPT e CPTu con i vari metodi di classificazione utilizzati ed é stata calcolata la percentuale di successo di ogni metodo.

Parole Chiave: prove in situ, cone penetration test, classificazione del terreno

Articolo tratto dalla “Rivista Italiana di Geotecnica 02/2009

INTRODUZIONE
L’impiego di prove penetrometriche statiche (CPT) e con piezocono (CPTu) é diventato sempre più frequente nella pratica professionale. Le prove CPT e CPTu sono strumenti economici, che permettono di ottenere misure continue di alcuni parametri del terreno (resistenza alla punta qc, attrito laterale fs, e nel caso delle CPTu, la pressione dell’acqua nei pori u durante l’avanzamento). La ripetitività delle misure e la possibilità di indagare un volume di terreno superiore a quello corrispondente a un campione in laboratorio e di ottenere registrazioni continue di parametri che mettono in luce peculiarità stratigrafiche, rendono le prove CPT e CPTu ideali per l’identificazione di variazioni litologiche e la ricostruzione del profilo stratigrafico.
Tuttavia, allo stato attuale, la stratigrafia del sottosuolo può essere ricostruita solamente utilizzando correlazioni empiriche (carte di classificazione dei terreni) quali quelle di BEGEMANN [1965], SCHMERTMANN [1978] e SEARLE [1979] per le CPT e quelle di ROBERTSON et al. [1986], SENNESET et al. [1989], ROBERTSON [1990], ESLAMI e FELLENIUS [1997; 2000] per le CPTu. Più recentemente alcuni autori hanno proposto metodi non tradizionali di classificazione dei terreni a partire da prove CPT che utilizzano la fuzzy logic [ZHANG e TUMAY, 1999], le reti neurali artificiali [KURUP e GRIFFIN, 2006] o approcci probabilistici [JUNG et al., 2008]. Le correlazioni empiriche, disponibili in letteratura tecnica si basano su differenti database e soffrono dei limiti intrinseci di ogni correlazione di tale tipo (limiti nell’estrapolabilità a contesti diversi rispetto a quelli relativi al database).

I metodi basati sulle reti neurali o approcci simili richiedono invece un addestramento specifico per potere essere utilizzate.
Sebbene le prove CPT e CPTu siano usate per la determinazione di diversi parametri, il presente lavoro riguarda solamente la determinazione del profilo stratigrafico. Nonostante sia raro il caso in cui il programma delle indagini non preveda l’esecuzione di almeno un sondaggio, cosicché la stratigrafia di massima si può considerare quasi sempre nota, al fine di sfruttare a pieno le potenzialità della prova, che è in grado di discriminare litologie differenti anche di spessore centimetrico, è necessario disporre di un metodo robusto ed efficiente per identificare il profilo stratigrafico di dettaglio dalle misure.
Pertanto con il presente lavoro si è perseguito l’obiettivo di verificare (in siti italiani) l’applicabilità delle principali correlazioni messe a punto in letteratura per individuare i tipi di terreno attraversati e potere quindi definire l’andamento stratigrafico lungo una verticale.