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I.L.A.


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geotecnica - software di calcolo per l'analisi di stabilitÓ dei pendii e dei versanti ed il calcolo delle opere di sostegno  I.L.A.

Analisi di stabilità dei versanti e progettazione delle opere di sostegno

 

È un programma di analisi e verifica di stabilità dei versanti in terreni sciolti caratterizzato da un sofisticato algoritmo per il dimensionamento delle opere di sostegno, il quale permette di identificare in modo del tutto automatico le massime sollecitazioni applicate alle strutture di contenimento del versante.

La verifica della stabilità può essere effettuata utilizzando il metodo di Sarma, la cui stabilità numerica garantisce una maggiore affidabilità delle elaborazioni effettuate. Per permettere il confronto con altre soluzioni sono comunque stati implementati anche i metodi di Bishop, Bell, Jambu, Morgenstern e Price.

Il metodo di Sarma è basato sulla ricerca delle condizioni di equilibrio limite attraverso il calcolo dell'accelerazione critica orizzontale, il che lo rende tra l'altro particolarmente indicato per l'esecuzione di indagini in aree sismiche.
Con questo metodo, analogamente a quanto avviene con il metodo di Jambu, il pendio viene suddiviso in conci finiti e vengono analizzate le forze scambiate tra concio e concio e tra concio e terreno: è perciò possibile determinare le condizioni di stabilità di pendii con geometrie qualsiasi sia del piano di campagna, sia delle superfici di scivolamento e delle stratificazioni.

Il versante non deve infatti necessariamente essere omogeneo, in quanto discontinuità opportunamente disposte consentono la definizione di qualsiasi tipo di stratificazione, compreso l'inserimento di elementi lentiformi.
Le caratteristiche geotecniche sono associate a ciascuno strato, ed I.L.A. utilizza automaticamente, nelle diverse sezioni, i parametri dei materiali attraversati dalle superfici di scivolamento.

Le superfici di scivolamento possono essere descritte individualmente, assegnando cioè in modo esplicito le coordinate dei punti delle spezzate che le rappresentano, oppure possono essere descritte come famiglie di superfici circolari o piane.
Le famiglie di superfici di scivolamento circolari possono essere definite da una maglia di centri e da un singolo punto di passaggio (il programma discrimina automaticamente se debba essere considerato un punto al piede o al ciglio) o da una retta alla quale esse devono risultare tangenti. Assegnando due punti di passaggio il programma varia invece la sola curvatura delle superfici.

Nel caso di famiglie di superfici piane, passanti per un punto e con inclinazione variabile, è possibile imporre la presenza di un tension crack ad una distanza data dal piede del pendio.
La superficie piezometrica può essere affiorante o completamente sotterranea; la presenza dell'acqua può essere trattata in termini di tensioni totali o efficaci.

Per la verifica di stabilità in condizioni sismiche viene eseguita la consueta analisi pseudostatica, come indicato dalla normativa, con l'inserimento dei coefficienti sismici orizzontali e verticali. Mentre la componente sismica orizzontale è sempre rivolta verso valle, la componente verticale è invece applicata automaticamente sia verso l'alto sia verso il basso, permettendo al programma di scegliere come fattore di sicurezza effettivo il minimo tra i due valori risultanti.
Possono inoltre essere applicati alla superficie del terreno sovraccarichi verticali, orizzontali ed ortogonali alla superficie del terreno, secondo uno schema poligonale qualsiasi definito dall'operatore.

Particolarmente interessante è la metodologia utilizzata nella valutazione dell'interazione tra il versante e le opere di sostegno. Anziché calcolare semplicemente il fattore di sicurezza risultante dall'applicazione al pendio di una forza pari alla resistenza a rottura dell'opera, il programma utilizza una formulazione inversa del metodo di Sarma per determinare la reazione che l'opera di sostegno deve offrire per ottenere un fattore di sicurezza definito dall'utente.

L'analisi viene estesa automaticamente a tutte le superfici di scivolamento potenzialmente instabili, per cui non sono più richieste numerose ripetizioni manuali del calcolo per determinare le massime sollecitazioni applicate alle strutture di contenimento del pendio.
Nel flusso di calcolo sono presenti alcuni filtri che permettono di tenere conto della possibilità che avvengano rotture secondo meccanismi diversi.
I.L.A. può utilizzare, per le opere di sostegno, curve di carico più complesse rispetto a quelle descritte dal solo valore di resistenza a rottura: nel calcolo possono infatti essere introdotti anche valori relativi al precarico ed alla resistenza residua.

È inoltre possibile parametrizzare il modello in modo tale che, nel caso di chiodatura del versante con pali disposti a notevole distanza l'uno dall'altro, si possa tener conto dell'eventuale plasticizzazione indotta nel terreno da tensioni orizzontali molto elevate.
Grazie alla flessibilità della metodologia utilizzata il programma fornisce eccellenti risultati nel calcolo di diaframmi tirantati, muri di sostegno e terre armate o rinforzate.
Oltre ai completi elaborati grafici è possibile produrre tabulati che riportano i dati iniziali ed i risultati ottenuti.

Con I.L.A. viene anche fornita, su file ed in diversi formati, la descrizione dettagliata del metodo di Sarma che può così essere inserita direttamente nella relazione di calcolo.

ESEMPI DI ELABORATI GRAFICI

╚ possibile vedere alcuni esempi di elaborati grafici prodotti dal programma, senza eseguire l'elaborazione dei dati:

Esempio di analisi di stabilitÓ di un pendio con un carico destabilizzante e superfici di scivolamento circolari passanti per il piede del versante
Esempio di analisi di stabilitÓ di un pendio con un carico destabilizzante e superfici di scivolamento circolari passanti per la sommitÓ del versante
Esempio di terreno stratificato con discontinuitÓ a reggipoggio
Esempio di terreno stratificato con presenza di lenti di materiale
Esempio di analisi di stabilitÓ con superfici di scivolamento piane passanti per un punto
Esempio di analisi di stabilitÓ con superfici di scivolamento circolari tangenti ad una retta
Esempio di analisi di stabilitÓ con superfici di scivolamento circolari passanti per due punti
Verifica dell'opera di sostegno

Ed ecco alcuni esempi preparati utilizzando i grafici in formato EMF prodotti dal programma:

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