Libri di Romolo Di Francesco

Il lavoro prende origine dalle esperienze dei due autori - l'uno noto nel panorama nazionale esperto in meccanica delle terre e progettazione delle strutture geotecniche e l'altro nel calcolo strutturale di opere anche molto complesse - con lo scopo di fornire un approccio unificato alla progettazione delle fondazioni basato su formulazioni di facile applicazione le quali, multidisciplinari poiché derivate da geologia, geotecnica e scienza delle costruzioni, risultano essere particolarmente efficaci nel pre-dimensionamento che precede i calcoli assistiti al computer. Il testo compendia le prescrizioni contenute nel recente aggiornamento delle Normative Tecniche sulle Costruzioni (NTC 2018) e, sulla scorta di quanto previsto nel capitolo 10, fornisce i mezzi per la richiesta validazione delle analisi e delle verifiche svolte con l'ausilio dei codici di calcolo.

La teoria della consolidazione costituisce l'ossatura della meccanica delle terre, sulla quale si fonda la geotecnica. Introdotta nel 1936 da Terzaghi e Fröhlich, dal 1948 è utilizzata e insegnata attraverso la soluzione di Taylor, considerata approssimativa per motivi di ordine matematico e sperimentale. In questo volume, Romolo Di Francesco, autore di numerose pubblicazioni a riguardo, espone la soluzione esatta pubblicatagli nel 2013 da una rivista internazionale di matematica applicata. Ciò che emerge è un'immagine della meccanica delle terre non più come mero supporto sul quale sviluppare la geotecnica, ma come mezzo per introdurre soluzioni tecniche innovative.

La geologia non mai stata così vicina alla geotecnica, al punto che le due materie concorrono nella definizione del comportamento meccanico degli ambienti geologici più ricorrenti in Italia e nell'analisi dell'influenza che gli stessi possono avere sulle opere con le quali interagiscono; ad esempio, grazie all'applicazione dei metodi energetici, come il principio dei lavori virtuali, le strutture geologiche sono viste e analizzate utilizzando gli stessi modelli fisico-matematici applicati alla progettazione delle strutture geotecniche. L'argomento, però, è ancora più complesso e nel testo si assiste ad un passaggio bidirezionale di informazioni, che consente di costruire modelli geotecnici affidabili ricorrendo alle indagini geognostiche, calibrate per ogni ambiente geologico, nonché all'analisi limite a rottura delle strutture geologiche sfruttando i principi che governano il comportamento delle strutture geotecniche. Al pari dei precedenti, anche quest'ultimo volume della collana "Geotecnica del terzo millennio" è completato da numerosi esercizi risolti e da casi di studio utili in ambito professionale.

Lo studio dell'interazione terreno-struttura (volume I) ha richiesto l'analisi preliminare della struttura fisico-matematica sia della Meccanica del Continuo (volume II) sia della Meccanica delle Terre (volume III); grazie agli elementi introdotti, il presente testo, IV volume della collana "Geotecnica del Terzo Millennio", conclude tale percorso formativo aprendo con una disamina accurata degli stress-paths che connettono i dati sperimentali ottenuti dalle prove di laboratorio e in sito con le condizioni di criticità delle strutture geotecniche. In altre parole, viene costruito un filo conduttore che esprime in maniera sintetica l'interazione terreno-struttura e la unisce con la più appropriata prova sperimentale dalla quale derivare i parametri fisico-meccanici necessari per le simulazioni geotecniche sia classiche che ad elementi finiti. Un capitolo a parte è dedicato alle soluzioni teorico-pratiche della teoria della consolidazione sia verticale che radiale; quindi, dopo un'accurata revisione delle soluzioni storiche viene dapprima introdotta la consolidazione bi/tridimensionale e successivamente viene presentata una soluzione esatta che rivoluziona l'intero approccio fisico-matematico al problema. Il testo si chiude con lo studio sistematico del comportamento sperimentale di tutte le terre, introducendo i primi elementi necessari per la costruzione dei legami costitutivi teorici. Ogni capitolo è corredato di numerosi esercizi risolti e casi di studio...

La complessità dello studio del comportamento tensodeformativo dei terreni discende dalla necessità di dover tradurre i terreni stessi in un sistema costituito da più mezzi continui (uno scheletro solido, gli spazi interstiziali e i fluidi che in esso possono circolare) che lavorano in parallelo. Nel presente testo - terzo volume della collana "Geotecnica del Terzo Millennio" - vengono introdotti i primi elementi che consentiranno di giungere ad una completa trattazione della risposta meccanica delle terre alle sollecitazioni imposte, quali: lo studio della geologia delle terre, potendo in tal modo definirne la natura e la genesi che influenzano a loro volta il comportamento idraulico e meccanico; lo studio delle caratteristiche fisiche e delle variabili di stato, capaci di tradurre in termini geotecnici i differenti mezzi continui costituenti un generico terreno; l'analisi dell'idraulica nei mezzi porosi a partire dallo studio delle falde, passando attraverso la legge di Darcy per giungere alla definizione della legge di continuità tra mezzi continui; lo studio dello stato di sforzo agente all'interno delle terre, necessario per l'analisi del comportamento fluidomeccanico in laboratorio e per la successiva traduzione in legami costitutivi. Seguendo la filosofia che collega l'intera collana, ogni argomento è completato da numerosi esercizi svolti e da casi di studio utili per l'approfondimento degli argomenti trattati.

Fino all'introduzione del principio delle tensioni efficaci (1923), il comportamento dei terreni è stato inquadrato nell'ambito della meccanica del continuo, da cui poi la meccanica delle terre si è distaccata (1936), traendone la totalità delle proprietà strutturali intese in senso fisico-matematico. Da queste basi, il testo - secondo volume della collana "Geotecnica del terzo millennio" - offre diverse chiavi di lettura, costituendo: l'anello di congiunzione tra la scienza delle costruzioni, condensata nel primo volume dedicato al metodo degli elementi finiti, e la meccanica delle terre che costituirà il corpo del terzo e del quarto volume, uno studio sistematico della meccanica dei mezzi continui, con l'approfondimento degli aspetti fenomenologici evidenziati in numerose prove sperimentali appositamente condotte con lo scopo di migliorare la comprensione di tutti i passaggi matematici necessari per la costruzione dell'apparato teorico. Oltre all'analisi di diversi materiali sia naturali sia artificiali tra i quali la baritina, il cloruro di sodio, il molibdeno, i vetri, gli acciai, i calcestruzzi, i terreni, le leghe di alluminio e il kevlar® -, particolare enfasi è stata posta alla trattazione del campo elastico e di quello plastico dei materiali da costruzione, dimostrando matematicamente e sperimentalmente che entrambi sono influenzati dalla composizione chimica e dalla microstruttura.

Nonostante il metodo degli elementi finiti sia stato sviluppato a partire dal secondo dopoguerra, solo negli ultimi anni ha iniziato a diffondersi nella prassi professionale grazie alle possibilità offerte dai moderni hardware e software. Tenendo presenti tali elementi, il testo - primo volume e filo conduttore della Collana "Geotecnica del terzo millennio" - offre diverse chiavi di lettura, costituendo: una introduzione agli elementi basilari che sottendono tale metodo di calcolo, fornendo gli strumenti necessari per analizzare compiutamente i risultati offerti dai software, una guida alla validazione dei risultati ottenuti nella progettazione strutturale e geotecnica, così come prescritto dalle recenti normative sulle costruzioni; uno strumento utile per lo sviluppo di algoritmi di calcolo, implementabili anche in fogli elettronici e da affiancare ai software commerciali in fase di pre-progettazione sia strutturale che geotecnica. Per questi motivi la struttura segue una logica sequenziale. Parte dai concetti di molle virtuali, di energia di deformazione e del principio dei lavori virtuali, proseguendo, dopo un'accurata disamina della matematica dei vari elementi finiti, con un capitolo dedicato all'interazione terreno-struttura e all'illustrazione di algoritmi sviluppati in originale e applicati alle travi di fondazione, ai pali e alle paratie.

Con l'entrata in vigore delle nuove NTC 2008 si è assistito a un incremento dello sfruttamento delle prestazioni dei materiali e dei terreni a scapito di un maggiore onere computazionale. In effetti, gli elementi essenziali concorrenti nella moderna progettazione geotecnica evocano ora il ricorso a metodi semiprobabilistici agli stati limite, i quali prendono origine dalla definizione degli effetti delle azioni per giungere al confronto con le resistenze di progetto (SLU) e con gli spostamenti di esercizio delle strutture (SLE). Tenendo presenti tali elementi il testo rappresenta innanzitutto il completamento del precedente Geotecnica, dedicato alla costruzione del modello geotecnico in funzione del modello geologico; inoltre costituisce un valido sostegno nelle verifiche di tipo geo delle fondazioni superficiali e profonde in funzione delle combinazioni di carico possibili, delle tipologie di vincolo strutturale, della natura complessa del sottosuolo, dell'evoluzione del modello di suolo alla Winkler illustrando in maniera chiara e concisa, con numerosi esempi, tutti gli elementi che concorrono nella definizione dell'interazione terreno-fondazione.

Michela, Maria, Luigi, Tommaso, Rosa, Rino, Cristiano, Paolo ed Erika sono alcuni degli abitanti dell'Aquila le cui vite sono state sconvolte dal sisma del 6 aprile 2009. Ognuno di loro aveva certezze, paure, speranze, sogni. Qualcuno ha perso la vita, altri la casa, tutti il futuro. La causa? Una tragedia annunciata, ma inascoltata, le cui origini risalgono ai primordi del nostro pianeta, a 4,6 miliardi di anni fa, quando la Terra iniziò il suo cammino nello spazio e nel tempo. Gli autori, unendo la ricostruzione scientifica alla storia, alla geologia e alle suggestioni della narrativa, ripercorrono le tappe di questo cammino con la meticolosità degli investigatori, fino a narrare gli ultimi giorni dell'Aquila visti attraverso le vite di alcuni personaggi, ispirate a storie vere.

Le nuove norme tecniche sulle costruzioni, in vigore dal luglio 2009, hanno introdotto importanti novità: il metodo di progettazione basato su criteri semiprobabilistici agli SLU; il concetto di pericolosità sismica; la distinzione tra la modellazione geologica e quella geotecnica dei siti. Tali elementi trasferiscono al progettista la responsabilità relativa alla progettazione delle indagini geognostiche, alla scelta e all'interpretazione delle prove di laboratorio, giungendo ad individuare i valori caratteristici da assegnare ai terreni per lo svolgimento delle verifiche agli SLU ed SLE. Questo testo si presenta come una guida capace di fornire risposte ai problemi ricorrenti nella prassi professionale e introduce il lettore alle nuove NTC, alla geotecnica di laboratorio e alla costruzione di modelli geotecnici coerenti con le informazioni geologiche disponibili. Ogni capitolo è corredato da numerosi esempi pratici, relativi alle verifiche geotecniche di fondazioni superficiali, di pali incastrati o incernierati, di gruppi di pali interagenti con plinti rigidi, nonché al comportamento dei muri di sostegno, dei fronti di scavo, delle paratie e dei diaframmi, risultando utile nella stesura delle relazioni geotecniche e di quelle sulle fondazioni.