Effetto della localizzazione delle deformazioni sul comportamento di materiali granulari sottoposti a prove triassiali monotoniche e cicliche.


Il presente articolo analizza l’influenza della localizzazione delle deformazioni sulla determinazione dello Stato Critico delle sabbie per mezzo di prove triassiali di laboratorio. Allo scopo, è stata realizzata un’ampia campagna sperimentale su tre differenti materiali granulari: due sabbie silicee uniformi e delle sfere in acciaio, testati in condizioni assialsimmetriche. Lo studio è strutturato in due parti, la prima mostra i risultati provenienti da una classica analisi fenomenologica di prove triassiali in compressione ed estensione convenzionali, la seconda riporta gli esiti di un’analisi alla scala del grano di prove dello stesso tipo, ma eseguite all’interno di un tomografo ai raggi-x con successiva analisi digitale delle immagini mediante DIC e misure del campo di porosità. I risultati confermano la naturale tendenza dei mezzi granulari a concentrare le deformazioni in ristrette porzioni del materiale, anche quando l’aspetto esteriormente uniforme dei campioni suggerirebbe una deformazione omogenea. Tale fenomeno produce importanti ripercussioni nella deduzione dei parametri di stato critico da prove triassiali convenzionali. Infatti, mentre l’approccio macroscopico evidenzia una chiara dipendenza dell’indice dei vuoti critico dal percorso di carico, misurando localmente la porosità laddove si concentrano le deformazioni si ottiene un unico luogo di stato critico. L’analisi del campo di deformazione, estesa in campo ciclico alternando percorsi di compressione ed estensione, mostra il ruolo delle direzioni principali di tensione nel meccanismo di snervamento del materiale e la netta transizione da uno schema di deformazione all’altro prodotta dall’inversione del carico.