Geotecnica: come classificare un terreno

Uno dei compiti che spetta a chi si occupa di geotecnica è la classificazione di un campione di terreno. per classificare da un punto di vista granulometrico, un terreno esistono diversi standard; in questo post vedremo due, quelli più usati: la classificazione AGI e la classificazione USCS.

Per entrambe le classificazioni sono fondamentali le prove granulometriche e i limiti di Atterberg.

La principale differenza che c’è fra queste due classificazioni sta nei diversi limiti fra le varie classi granulometriche.

Nella classificazione AGI la classe della ghiaia è compresa tra 60 mm ed 2 mm, la classe della sabbia tra 2 mm e 0,06 mm, la classe del limo tra 0,06 mm e 0,002 mm e la classe dell’argilla comprende particelle con diametri inferiore a 0,002 mm.
Nella classificazione USCS la ghiaia (gravel) è compresa tra i 75 mm e i 4,75 mm, la sabbia (sand) tra i 2 mm e i 0,075 mm e la classe del fine (silt + clay) ha diametro inferiore a 0,075 mm.

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Classi granulometriche proposte da diversi schemi classificativi. In rosso sono stati
evidenziati le classi granulometriche proposte dai due sistemi classificativi proposti in questo post (Raviolo, 1993).

La classificazione AGI

Come mostrato nel paragrafo precedente, la classificazione AGI (1977) ha proposto una serie di classi granulometriche basate sul diametro delle particelle espresso in millimetri.

Utilizzando la convezione proposta da questa classificazione, il nome ad una terreno viene assegnato seguendo questa procedura:

  • il nome dell’aggregato è dato dalla frazione granulometrica con percentuale maggiore (es: ghiaia);
  • quando la seconda frazione granulometrica, in ordine di percentuale in peso, è compresa tra il 50 % e il 25%, si usa CON per unire i due nomi (es: ghiaia con limo);
  • si usa il suffisso OSO se la percentuale in peso della frazione successiva è compresa tra il 25% e il 10% (es: ghiaia con limo sabbiosa);
  • viene usato il suffisso OSO e DEBOLMENTE se la percentuale della frazione successiva è compresa tra il 10% ed il 5% (es: ghiaia con limo debolmente limosa);

Approfondimenti

Per approfondire l’argomento trattato in questo post si consigliano i seguenti testi:

La classificazione USCS

Il sistema USCS (Unified Soil Classification System) – definito dallo standard ASTM D2487 – classifica i terreni considerando i passanti ai setacci ASTM n°4 e n°200 e utilizzando la carta di plasticità di Casagrande. Indica ogni terreno con una coppia di lettere di cui la prima indica la frazione più presente: le ghiaie sono indicate con G (Gravel), le sabbie con S (Sand), i limi con M (Mud) e le argille con C (Clay). La seconda lettera indica la qualità della terra o una frazione granulometrica in essa presente: W significa ben assortita (well graded), P poco assortito (poorly graded), M e C significano limoso e argilloso. Per i terreni fini la seconda lettera può essere anche H (high, limite liquido superiore a 50) o L (low, limite liquido inferiore a 50).

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Carta di plasticità di Casagrande

Quando la percentuale di trattenuto al setaccio n° 200 è maggiore del 50% si hanno le terre a grana grossa. Se nelle ghiaie o nelle sabbie il passante al setaccio n°200 è minore del 5% si dice che esse sono pulite, mentre se è maggiore del 12% si dice che sono limose o argillose in relazione alla frazione secondaria maggiormente presente. Per classificare le sabbie e le ghiaie come ben assortite o poco assortite si analizza la curva granulometrica attraverso il coefficiente di uniformità Uc ed il coefficiente di curvatura Cc:

 \begin{equation}Uc= \frac{D_{60}}{D_{10}}{\equation}

\begin{equation}Cc=\frac{D^{2}_{30}}{D_{10}*D_{60}}{\equation}

Quando la percentuale di passante al setaccio n°200 è inferiore al 50% si hanno i terreni a grana fine i quali vengono classificati in base alla carta di plasticità di Casagrande. In essa la retta A ha equazione IP=0,73*(LL-20). Si hanno i limi quando il punto rappresentativo del campione analizzato ricade sotto tale retta e argille quando ricade sopra. Si hanno terre organiche quando il rapporto tra il limite liquido eseguito sul terreno essiccato in forno e il limite liquido sul terreno naturale è minore di 0,75. La presenza di materia organica è indicata con la lettera O in prima posizione.

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