GEOTECNICA

GEOTECNICA (dal gr. γῆ "terra" e τέχνη "arte", "tecnica")

Il termine, introdotto nel linguaggio tecnico e scientifico da pochi decennî, è adoperato con significati alquanto differenti nei diversi paesi d'Europa; nei paesi di lingua inglese è poco usato; a indicare lo stesso complesso di studî, ricerche ed applicazioni tecniche si preferisce il termine "meccanica del suolo" (soil mechanics), indicando così, come si vedrà, la parte per il tutto.

Intesa in senso lato, come avviene in alcuni paesi, la geotecnica considera tutti i problemi d'ingegneria e anche dell'agricoltura, delle foreste, ecc., connessi direttamente al suolo e al sottosuolo. Perciò, essa non solo comprende gli aspetti meccanici (e fisici in genere, applicando all'uopo i principî della scienza delle costruzioni, dell'idraulica e della fisica tecnica, ecc.), chimici, chimico-fisici e costruttivi di questi problemi (avvalendosi intanto delle norme e dei criterî della tecnica delle costruzioni idrauliche, stradali, marittime, della costruzione dei ponti, dell'architettura e della chimica applicata, ecc.), ma considera anche e specialmente gli aspetti geologici, petrografici e mineralogici degli argomenti che sono già da tempo oggetto delle varie applicazioni della fisica terrestre e della geologia intesa in senso lato (geologia tecnica, applicata, pratica e idrogeologia, agrogeologia, geologia dei terremoti, "giacimentologia" o scienza delle miniere o anche geologia economica, petrografia e mineralogia applicate, ecc.). Né può sempre trascurare l'aspetto igienico. In tal senso, totale o parziale, si eseguono e s'impiegano le carte geotecniche; così, per esempio, soltanto una parte dei problemi è considerata dalle carte geotecniche della Svizzera (4 fogli al 200.000) redatte in modo da offrire anche agli agrarî e ai forestali un quadro generale del suolo della confederazione, oltre che orientare ingegneri civili ed architetti nella ricerca e nell'utilizzazione dei materiali naturali litoidi da costruzione, e fornire ai minerarî e agli industriali elementi di guida sull'ubicazione, la giacitura e la distribuzione delle materie prime minerarie. Per i problemi relativi alle caratteristiche dei terreni rispetto a fondazioni e scavi, rispondono le carte geotecniche a scala maggiore, che vengono eseguite per aree più ristrette (per lo più centri abitati o regioni di speciale interesse). Nel senso stretto, col quale il termine è più comunemente inteso, la geotecnica mira ad indicare (s'intende, dal punto di vista delle reazioni e del comportamento in genere dei terreni) la via razionale da seguire nelle costruzioni e nei lavori di scavo interessanti direttamente o indirettamente formazioni sciolte (alluvioni varie, morene, detriti di falda, banchi di sabbie, di argille, terre, fanghi, depositi di torbe, taluni prodotti vulcanici incoerenti, rocce fittamente fratturate, ecc.), o nella loro sede naturale e con la loro struttura originaria o artificialmente manipolate. Praticamente, si ritengono parte della geotecnica stessa anche le ricerche sperimentali (di laboratorio, su provini e su modelli, e sul terreno) e le trattazioni teorico-matematiche dei relativi fenomeni (cedimenti per compressibilità, rifluimenti, filtrazioni, spinte, azione coesiva dell'acqua "capillare", ecc.), appositamente introdotte ed elaborate in schemi più o meno semplificati o idealizzati.

La geotecnica intesa in questo senso ristretto, o geotecnica delle formazioni sciolte, è applicata al proporzionamento ed alla tecnica di esecuzione delle fondazioni; allo scavo delle trincee, dei pozzi, delle gallerie di transito e dei sotterranei di miniere e cave; alla verifica dell'equilibrio delle superfici di taglio create e delle masse comunque interessate dallo scavo, durante e dopo lo scavo stesso (tecnica di avanzamento, armatura, rivestimenti, muri di sostegno in rapporto alle spinte, eduzione e sistemazione delle acque in rapporto anche al loro potere di trascinamento); al proporzionamento dei terrapieni stradali, degli argini e delle dighe in terra, sia considerando il rilevato in sé stesso e in rapporto alle acque da contenere, sia in rapporto alle sollecitazioni trasmesse ed alle modifiche apportate nel terreno di base (per lo più anch'esso sciolto) ed alle eventuali influenze sul regime delle acque superficiali e freatiche, all'utilizzazione o, comunque, all'eduzione delle acque sotterranee (mediante gallerie filtranti, pozzi, drenaggi, ecc.); a verificare e migliorare la tenuta (sufficiente grado di impermeabilità in rapporto ai battenti d'acqua) del fondo e delle pareti di bacini (laghi artificiali, vasche di compenso, ecc.) da creare; alla correzione dei terreni o al loro consolidamento in genere; a contrastare frane e scoscendimenti o a sistemare intere plaghe franose; alla conservazione del suolo con protezione contro gli agenti naturali e artificiali che, in vaste regioni, tendono a distruggerne, se non altro, la coltre destinata a sostegno della vegetazione. L'impiego nelle costruzioni delle rocce sciolte (per malte, calcestruzzi, impermeabilizzanti, ecc.), la scelta, il miscelamento e la correzione dei materiali sciolti destinati ai rilevati "in terra" d'ogni tipo e varî altri problemi dell'arte del costruire e dell'arte mineraria interessano egualmente la geotecnica dei terreni sciolti.

Le proprietà intrinseche delle rocce sciolte, considerate cioè astraendo dalla loro sede, sono oggetto d'investigazione del corpo di dottrine, ormai autonomo, chiamato meccanica delle terre, o, meglio, meccanica dei terreni (v. terreni, meccanica dei, in questa Appendice).

Nelle applicazioni pratiche del complesso di ricerche geotecniche (delle quali alcune s'eseguono anche in cantiere o, in genere, sul terreno), con le caratteristiche intrinseche delle rocce sciolte intervengono, però, anche quelle estrinseche (condizioni locali), fra cui, per es.: posizione della falda d'acqua, esistenza o meno di altri manufatti, giacitura, forma e dimensioni del corpo geologico sede dei lavori, natura delle altre formazioni confinanti con esso, morfologia della superficie esterna del terreno, ecc.

Volendo distinguere fra geotecnica e meccanica dei terreni, si potrebbe perciò dire che, mentre quest'ultima si propone di determinare (mediante prove e ricerche fisiche, chimiche, petrografiche, ecc. e con l'ausilio degli sviluppi ed adattamenti della teoria dell'elasticità, dell'idrodinamica, ecc.) le caratteristiche dei terreni sciolti, la geotecnica applica i risultati di queste ricerche al caso singolo per prevedere il comportamento del terreno e proporzionare in conseguenza le strutture o i mezzi di lavoro; in tali applicazioni tiene conto anche delle caratteristiche estrinseche del terreno e del tipo di lavoro stesso da eseguire o dell'opera da creare. La meccanica dei terreni mirerebbe, cioè, più che altro, a conoscere; invece la geotecnica opererebbe, inquadrando l'opera o il lavoro nel suo ambiente reale.

In verità, tecnici e ricercatori non fanno una differenza terminologica sostanziale fra la geotecnica (delle rocce sciolte) e la meccanica dei terreni. In pratica, difatti, i laboratorî e le organizzazioni (statali, parastatali, impiantati presso istituti o gruppi di istituti universitarî o libere associazioni, e laboratorî aziendali o anche privati) appositamente da poco creati, hanno assunto indifferentemente i nomi di laboratorî (o centri) geotecnici o di meccanica dei terreni e compiono studî e ricerche, sia a carattere generale, che particolare, applicativo.

Bibl.: P. Niggli, R. Haefeli e A. von Moos, nella raccolta dell'Erdbaukurs (1938) del Politecnico di Zurigo; raccolta delle lezioni di Meccanica dei terreni e stabilità delle fondazioni, ed. dalla Fed. naz. dei costruttori, 1943; M. Buisson, Caractéristiques physiques et mécaniques des sols, Parigi 1942; C. Cestelli Guidi, Meccanica dei terreni e stabilità delle fondazioni, Milano 1942 e 1947; C. A. Hogentogler, Engineering properties of soil, Londra 1937; F. Kögler e A. Scheidig, Baugrund und Bauserk, Berlino 1939; D. P. Krynine, Soil mechanics, Londra 1947; A. Mayer, Sols et fondations, Parigi 1939; F. Penta, Lezioni di geologia applicata, Roma 1947-49; H. K. A. Redlich, K. Terzaghi e R. Kampe, Ingenieurgeologie, Berlino 1929; K. Terzaghi, Theoretical soil mechanics, Londra 1943-47; K. Terzaghi e R. B. Peck, Soil mechanics in engineering practice, ivi 1948; E. Wasmund, Geotechnik und Wehrgeol., in Geol. Jahresberichte, I, 1938.