Experimental investigation on the hydraulic and cyclic behavior of Viadana silt

The dissertation presents the results of an experimental investigation on the hydraulic and the dynamic behaviour of a compacted silty soil. Starting from some considerations about the Normativa Tecnica 2008, the Italian unified design Code, in particular related to the hydraulic and the seismic analysis of earth embankments, an experimental investigation was designed to characterise the main hydraulic and dynamic properties of a soil used for the construction of an embankment in Viadana. The soil was prepared in the laboratory by dynamic compaction, trying to reproduce as much as possible the field conditions. After a standard characterisation of the soil by means of specific gravity of the grains, G_S, particle size distribution and Atterberg limits, a few oedometer tests were performed to identify the yield stress, the saturated permeability, and the compression index, at varying water contents. Afterwards, different techniques were adopted to draw the water retention domain of the compacted soil, and cyclic triaxial tests were run to analyse stiffness and damping as a function of water content in a range of frequency between 0.1 Hz and 2 Hz. The results collected show that the retention behaviour of the soil confirms a few features of the retention behaviour of deformable clayey soils, although, in the low suction range, it deviates from previous established behaviour pattern, probability due to the dominating silt and sand fractions. Stiffness and damping confirm expected trends with varying frequency, with stiffness decreasing and damping increasing with water content. Steady state asymptotic cyclic response is reached in a relatively low number of cycles for the unsaturated samples.

Il seguente lavoro presenta i risultati di un'indagine sperimentale riguardanti il comportamento idraulico e dinamico di un terreno limoso compattato. Partendo da alcune considerazioni riguardanti la Normativa Tecnica 2008, il Codice unico di progettazione in Italia, in particolare con riferimento all’analisi idraulica e sismica di argini di terra, è stata svolta un’indagine sperimentale al fine di individuare le principali proprietà idrauliche e dinamiche di un terreno utilizzato per la costruzione di argini a Viadana. Il terreno è stato preparato in laboratorio con compattazione dinamica, in modo da riprodurre il più possibile le condizioni di campo. Dopo una caratterizzazione standard del terreno circa il peso specifico dei costituenti solidi,GS, la curva granulometrica e i limiti di Atterberg, sono state svolte alcune prove edometriche per identificare il limite di snervamento, la permeabilità satura, e l'indice di compressione, al variare del contenuto di acqua. Successivamente sono state adottate diverse tecniche per disegnare il dominio di ritenzione del terreno compattato, e sono state svolte delle prove triassiali cicliche per analizzare rigidità e smorzamento in funzione del contenuto di acqua in una gamma di frequenza compresa tra 0,1 Hz e 2 Hz. I risultati raccolti mostrano che il comportamento di ritenzione del terreno conferma alcune caratteristiche del comportamento di ritenzione di terreni argillosi deformabili, anche se, in un range di basse suzioni, si discosta dal precedente modello di comportamento, probabilmente a causa delle frazioni di limo e di sabbia dominanti. La rigidezza e lo smorzamento confermano gli andamenti previsti al variare della frequenza, in particolare la rigidezza diminuisce, mentre lo smorzamento aumenta con contenuto di acqua. La risposta ciclica asintotica in condizioni stazionarie viene raggiunta in un numero relativamente basso di cicli per i campioni non saturi.