Argilla sovraconsolidata

Un'argilla sovraconsolidata è un'argilla che nel corso della sua storia geologica è stata sottoposta ad una tensione efficace massima superiore a quella attuale. Perchè un terreno abbia tale caratteristica è necessario che nel corso della sua storia geologica abbia subito processi di scarico tensionale, ad esempio causati da erosione di parte del terreno sovrastante che lo caricava.

Usualmente si indica questo tipo di argilla con la sigla OC.

Per realizzare una quantificazione di quanto l'argilla sia sovraconsolidata si prende in considerazione il rapporto di preconsolidazione (OCR Over Consolidation Ratio), definito come il rapporto tra la massima tensione cui il deposito è stato sottoposto e la sua tensione attuale.

Considerando una condizione di assialsimmetria il generico elemento di terreno posto a profondità z dal piano campagna sarà sottoposto alle tensioni principali assiale (verticale) e radiali (orizzontali):

${\displaystyle \sigma '_{v}=\gamma \cdot z}$

${\displaystyle \sigma '_{h}=K_{0}(OC)\cdot \sigma '_{v}}$

dove ${\displaystyle \gamma }$ rappresenta il peso specifico del terreno (eventualmente sostituito dal peso specifico alleggerito ${\displaystyle \gamma '}$ nel caso di terreno saturo) e ${\displaystyle K_{0}(OC)}$ il coefficiente di spinta a riposo.

Quest'ultimo coefficiente è legato al coefficiente di spinta a riposo dell'argilla normalconsolidata dalla relazione:

${\displaystyle K_{0}(OC)=K_{0}(NC)\cdot OCR^{\alpha }}$

Per un'argilla sovraconsolidata non esiste una correlazione biunivoca tra indice dei vuoti e stato tensionale attuale. Prendendo tuttavia in considerazione la massima tensione verticale cui il terreno è stato sottoposto (definita tensione di preconsolidazione ${\displaystyle \sigma _{p}'}$) è possibile notare che provini di terreno sottoposti in passato alla stessa tensione massima si dispongono nel piano ${\displaystyle e-\sigma '_{v}}$ lungo una medesima curva definita curva di scarico.

Le argille sovraconsolidate presentano un comportamento in buona parte assimilabile ad un comportamento elastico: in seguito ad un ciclo di carico-scarico tutte le deformazioni (peraltro di modesta entità) vengono recuperate, cioè il percorso tensionale nel piano ${\displaystyle e-\sigma '_{v}}$ può essere assimilato alla curva di scarico.

Queste considerazioni sono vere a patto che non venga superata la tensione di preconsolidazione: in caso contrario il percorso si discosterà dalla curva di scarico per seguire la linea di normalconsolidazione. In termini deformativi questo si traduce nell'insorgere di deformazioni plastiche, cioè il materiale si comporterà come un'argilla normalconsolidata dal momento che la tensione massima cui è stato sottoposto nella sua storia è quella attuale.

La tensione di preconsolidazione può essere vista quindi come una tensione di snervamento, oltre la quale si ha l'insorgenza di deformazioni plastiche.

Questa soglia ha un'importante valenza nell'ambito progettuale, dal momento che un sovraccarico nel terreno generato ad esempio da una sovrastruttura genererà deformazioni elevate o ridotte a seconda che sia o meno superata.

• Argilla normalconsolidata

• Renato Lancellotta, Storia geologica, in Geotecnica, 3a edizione, Bologna, Zanichelli, luglio 2004, pp. 110 - 114.