ROCCIA
PROVA DI RESISTENZA A COMPRESSIONE.
UTILITA'
Valori necessari per la caratterizzazione dell'ammasso roccioso.
Tipo installazione reti paramassi, reti in aderenza
Resistenza a compressione: E' molto variabile anche per rocce dello stesso tipo poichè dipende dalla specifica composizione mineralogica e dalla struttura.
DETERMINAZIONE
IN LABORATORIO: Preso un provino di forma cilindrica o di parallelepipedo viene applicata una compressione lungo il suo asse principale fino a portarlo alla rottura. Il valore di resistenza si calcola come il rapporto fra il carico applicato dalla macchina e l'area della sezione resistente del provino. Il risultato è espresso in MPa o in GPa per via dei carichi molto elevati necessari per portare a rottura i provini durante questa prova. La norma UNI che regola la forma e dimensione del provino nonché le modalità di prova e l'ammissione dei risultati è la UNI- EN 12390.
l PLT consente una stima della resistenza a compressione semplice della roccia attraverso la determinazione di un indice, chiamato I50 (point load strength index), il quale viene ricavato da un altro indice, detto IS (point load strength).
La prova viene condotta posizionando i campioni di roccia tra due punte coniche di acciaio e comprimendoli fino a rottura. Un manometro permette di leggere il valore del carico applicato quando avviene la rottura del campione, mentre un’asta graduata consente la lettura dello spessore del campione prima che avvenga la compressione.
IN SITO: martello di Schmidt: il tipo L e il tipo N, i quali possiedono energia di impatto rispettivamente di 0.735 Nm e 2.207 Nm.
ISRM suggerisce di utilizzare il martello tipo L per caratterizzare le rocce di resistenza a compressione compresa tra 20 e 150 MPa,
ASTM non specifica il tipo di martello da utilizzare ma ne consiglia l’uso per rocce con UCS da 1 a 100 MPa. Nonostante ciò, entrambi i martelli vengono normalmente utilizzati per caratterizzare rocce con resistenza a compressione fino a 350 MPa, anche se il martello tipo L rimane comunque più adatto per rocce più tenere (Buyuksagis e Goktan, 2007). Inoltre, sebbene nelle norme ISRM sia suggerito l’uso del martello tipo L, il tipo N, possedendo un’energia d’impatto maggiore, riesce a coinvolgere un volume roccioso più grande ottenendo valori di rimbalzo più accurati e affidabili. (Buyuksagis e Goktan, 2007; Aydin, 2009).
Per determinare la resistenza a compressione semplice le norme ISRM (Aydin, 2009) suggeriscono di registrare 20 valori di R separati di almeno un diametro dell’asta, correggendoli per l’orientazione del martello di Schmidt con il diagramma seguente nel caso la misura non sia stata fatta con martello orizzontale. UCS viene calcolato utilizzando il valore medio dell’intera serie di valori di R, utilizzando le relazioni empiriche presenti in letteratura.
Figura 2.5: Diagramma per la correzione dell'indice R in funzione dell'orientazione del martellodi Schmidt. Tratto da Basu e Aydin (2004)
La resistenza a compressione semplice può essere calcolata con le seguenti equazioni (da Aydin e Basu, 2005):
RL è¨ l'indice di rimbalzo ottenuto su roccia pulita dalla patina di alterazione e ρ il peso specifico della roccia. Vicino ad ogni equazione sono riportate le rocce sulla quale è stata ricavata sperimentalmente.
UCS deve essere calcolata inserendo nelle equazioni quattro valori di RL: RL ottenuto dalla media delle medie di ciascuna serie di misure, come indicato nelle norme ISRM più recenti, RL come media delle medie dei 10 valori più alti di ogni serie, come suggerito dalla vecchia norma ISRM (ISRM, 1981), RL uguale alla media dei massimi e minimi R di ciascuna serie. Il peso specifico della roccia è stato ricavato dalla media dei pesi specifici dei tre provini utilizzati per le prove di resistenza a compressione.
Le equazioni non applicabili a tutte le litologie sono state usate per il calcolo della resistenza a compressione delle sole rocce indicate a fianco dell'equazione stessa.
VALORI RIFERIMENTO Kg/cm2
arenaria 500 ÷ 1200;
basalto 1500 ÷ 3000;
calcari compatti 800 ÷ 2000;
calcari teneri 100 ÷ 200;
dioriti 800 ÷ 2000;
graniti 800÷2000;
marmi saccaroidi 700 ÷ 1500;
porfidi 1000 ÷2500;
sieniti 800 ÷ 2000;
travertini 400 ÷ 600