Geotechnics concerns the study of the physical-mechanical characteristics of ground, both from the geomechanical point of view, as well as from the elastic response to vertical and transverse stresses.

The study involves various application sectors, essential for the construction of the anthropic fabric and for its interaction with the ground, both for performance results than for the safety in general.

Geotechnics deals with the following application sectors:

• Classify the ground according to their physical-mechanical characteristics. The classification is carried out through laboratory or in situ investigations, according to the intended results and, naturally, the rocks or soils analyzed;
• Study the existing and ground induced stress aspects according to the current or expected configuration and the previous geological path;
• Study the interaction of water in underground bodies through the “theory of filtration” and the subsequent and consequent “theory of consolidation”, one dimensional and not, evaluating the interactions and filtration effects with the nature of the earth in drained and not drained systems. The resulting response can be analyzed in short or long term conditions, according to the nature of the land and the degree of consolidation envisaged by the system in question;
• Study the response of ground and his resistance capacity to vertical and transverse stresses, such as the ultimate or admissible bearing capacity and, therefore, the limit load resistance of the reacting system and the operating resistance of the action under load;
• Analyze and respond to stability problems triggered naturally or by anthropogenic activities. In this sector we find, for example, the study of superficial and deep foundations, such as inverted beams and foundation piles, and, again, to get another example, the study of supporting works, such as retaining walls, bulkheads or piling Berliners;
• Study the stability of natural rock and soil slopes or excavated earths by interpreting kinematics and possible scenarios in drained and non drained conditions, under seismic and non seismic stresses.

The reactions of the ground are elaborated on the basis of physical-mathematical models of reaction which aim to best interpret a usually very chaotic and heteropic reality. Nonetheless, it is still necessary to start, and not simply arrive, from something that summarizes in a synoptic framework a physical-mechanical balance less approximate as possible, in order to guarantee performance and safety of the project in execution.

The reactions of the soil-structure system can be free or constraining type:

• In free reactions the behavior is extremely random, differential or punctual, inhomogeneous and non uniform in spatial continuity;
• In constraint reactions there may be cases with constraint homogeneity, to which the works respond with an equally overall flavor, especially if the degree of constraint is fully distributed evenly along the structure under load in the ground;
• In the semi constraint reactions the structures have an inhomogeneous degree of knot or bond between the parts in place that characterize the differential response of the structure itself during the load laying in the ground or during its normal exercise life.

The system is increasingly compromised as the damage to the subsidence of the works reaches the foundational system of the work itself. The last constraint reaction therefore has the task of resisting to all the load and to any ongoing instability and failure process to avoid the definitive collapse of the system in general.

Therefore, it is assumed that the study of the technical characteristics of the ground is in cognitive connection with the main arguments dealt with in Construction Science in order to guarantee a continuous vision of the interaction processes between the work and the ground.

Geotechnics is the knowledge and the application of the acquired physical-mechanical characteristics and properties of a ground thanks to its nature and starting geological history.

One cannot practice Geotechnics without knowing a minimum of Construction Science, as well as, at the same time, without knowing the precise, local and regional Geology of the investigated system.

Geotechnics, in its true applicative implications, as well as in its intellectual flavor, is the daughter of the worlds of Engineering and Geology.

There will never be a complete Geotechnician if he never interacts with the world of Civil Engineering and Geology at the same time.

Foresight consists in removing prejudices and embracing humility and the extension of knowledge.

Ardito Desio was one of the greatest examples of foresight.

“They are two professionals, the engineer – especially the civil engineer and the mining engineer – and the geologist destined to go a long way together and it would be a grave mistake for both to proceed side by side without knowing each other. The engineer must have the set of geological notions indispensable not only to solve the simplest problems of technical geology that continually occur in his works, but also to evaluate in the right measure the benefit that can derive from the intervention of the geologist in the exercise of his profession. The geologist must know at least that much of the disciplines and methods of engineering that is required to effectively assist, with his specialized training, the engineer engaged in taming the forces of Nature or exploiting its treasures. It is necessary that both know each other and to understand each other it is indispensable that they speak the same language. The scientific and technical preparation of the engineer and the preparation of the geologist have fundamentally different bases. The engineer rests his culture on an essentially physical-mathematical basis, the geologist on an eminently naturalistic basis. It is not possible, of course, to delimit – even only theoretically – the fields of competence of the engineer and the geologist, that is, to establish the limits to which the engineer can push himself in the field of technical Geology and the limits that the geologist can achieve in the field of Engineering, since much depends on the personal nature, intelligence and culture of each one. I am of the opinion that the more the two professionals, the engineer and the geologist, are endowed with broad knowledge in each other’s field, the more intelligent they are, the less they will have to exceed their respective areas of expertise”.

Ardito Desio

Foresight is to tear up the system labels and have a broad and capable of lightness overview during its glide from one world to another, as per “Geology applied to Engineering” and “Geotechnics” to “Invisible Cities” and , then, to the “Cosmicomics”, to pass, again, to the “Spiritual in the Art”.

There is no difference between Ardito Desio, Karl Terzaghi, Italo Calvino and Wassily Kandinsky.

Leonardo Da Vinci was the proof.

The true difference is in the individual; the professions, then, follow the individual himself.

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La Geotecnica riguarda lo studio delle caratteristiche fisico-meccaniche dei terreni, sia dal punto di vista geomeccanico, che di risposta elastica alle sollecitazioni di tipo verticale e trasversale.

Lo studio investe vari settori applicativi, essenziali per la costruzione del tessuto antropico e per l’interazione dello stesso con il terreno, sia per i risultati prestazionali, che di sicurezza in genere.

La Geotecnica si occupa dei seguenti settori applicativi:

• Classificare i terreni secondo le loro caratteristiche fisico-meccaniche. La classificazione viene effettuata tramite indagini di laboratorio o in situ, secondo i risultati preposti e, naturalmente, le rocce e le terre analizzate;
• Studiare gli aspetti tensionali esistenti e indotti al terreno secondo la configurazione attuale o prevista e il percorso geologico pregresso;
• Studiare l’interazione dell’acqua nei corpi in sotterraneo tramite la “teoria della filtrazione” e la successiva e conseguente “teoria della consolidazione”, monodimensionale e non, valutando le interazioni e gli effetti di filtrazione con la natura delle terre in sistemi drenati e non drenati. La risposta conseguente può essere analizzata in condizioni di breve o lungo termine, secondo la natura dei terreni e il grado di consolidamento previsto dal sistema in esame;
• Studiare la risposta del terreno e la sua capacità di resistenza alle sollecitazioni verticali e trasversali, quali la capacità portante ultima o ammissibile e, quindi, la resistenza limite di carico del sistema reagente e la resistenza di esercizio dell’azione in carico;
• Analizzare e dare risposte ai problemi di stabilità innescati naturalmente o dalle attività antropiche. In questo settore si ritrovano, ad esempio, lo studio delle fondazioni superficiali e profonde, come le travi rovesce e i pali di fondazione, e, ancora, per fare un altro esempio, lo studio delle opere di sostegno, come i muri di sostegno, le paratie o le palificate berlinesi;
• Studiare la stabilità dei pendii in roccia e terre naturali o di scavo interpretando cinematismi e scenari possibili in condizioni drenate e non drenate, sotto sollecitazioni sismiche e non.

Le reazioni del terreno vengono elaborate in base a dei modelli fisico-matematici di reazione che si propinano d’interpretare al meglio una realtà di solito molto caotica ed eteropica. Ciononostante, bisogna pur sempre partire, e non semplicemente arrivare, da qualcosa che riassuma in un quadro sinottico un equilibrio fisico-meccanico il meno approssimativo possibile, al fine di garantire prestazioni e sicurezza del progetto in esecuzione.

Le reazioni del sistema terreno-struttura possono essere di tipo libero o vincolare:

• Nelle reazioni libere il comportamento risulta essere estremamente aleatorio, differenziale o puntuale, disomogeneo e non uniforme in continuità spaziale;
• Nelle reazioni vincolari si possono avere casi con omogeneità vincolare, alla quale le opere rispondono con altrettanto sapore complessivo, soprattutto se il grado di vincolo è pienamente distribuito in maniera uniforme lungo la struttura in carico nel terreno;
• Nelle reazioni semi vincolari le strutture hanno un grado disomogeneo di nodo o legame tra le parti in essere che caratterizzano la risposta differenziale della struttura stessa durante la posa di carico nel terreno o durante il suo esercizio normale di vita.

Il sistema risulta essere maggiormente sempre più compromesso man mano che il danneggiamento dei cedimenti delle opere raggiunge il sistema fondazionale dell’opera stessa. L’ultima reazione vincolare ha quindi il compito di resistere a tutto il carico e all’eventuale processo di instabilità e cedimento in corso per evitare il crollo definitivo del sistema in genere.

Si presuppone, pertanto, che lo studio delle caratteristiche tecniche del terreno sia in collegamento conoscitivo con le principali argomentazioni trattate in Scienza delle Costruzioni al fine di garantire una visione continuativa dei processi d’interazione tra opera e terreno.

La Geotecnica è la conoscenza e l’applicazione delle caratteristiche e proprietà fisico-meccaniche acquisite di un terreno grazie alla sua natura e storia geologica di partenza.

Non si può esercitare Geotecnica senza conoscere un minimo di Scienza delle Costruzioni, come, allo stesso tempo, senza conoscere la Geologia puntuale, locale e regionale del sistema investigato.

La Geotecnica, nei suoi veri risvolti applicativi, oltre che nel suo sapore intellettuale, è figlia dei mondi di Ingegneria e Geologia.

Non esisterà mai un Geotecnico completo se questo non interagirà mai con il mondo dell’Ingegneria Civile e della Geologia allo stesso tempo.

La lungimiranza consiste nell’allontanare i pregiudizi e nell’abbracciare l’umiltà e l’estensione delle conoscenze.

Ardito Desio è stato uno dei più grandi esempi di lungimiranza.

“Sono due professionisti, l’ingegnere – specialmente l’ingegnere civile e l’ingegnere minerario – ed il geologo destinati a percorrere molta strada insieme e sarebbe grave errore per ambedue procedere uno accanto all’altro senza conoscersi. L’ingegnere deve possedere il corredo di nozioni geologiche indispensabile non solo per risolvere i più semplici problemi di Geologia tecnica che occorrono continuamente nei suoi lavori, ma anche per valutare nella giusta misura il giovamento che può trarre dall’intervento del geologo nell’esercizio della sua professione. Il geologo deve conoscere almeno quel tanto delle discipline e dei metodi dell’ingegneria che si richiede per assistere efficacemente, con la sua preparazione specializzata, l’ingegnere impegnato a domare le forze della Natura od a sfruttarne i tesori. E’ necessario che ambedue si sappiano intendere e per intendersi è indispensabile che parlino lo stesso linguaggio. La preparazione scientifica e tecnica dell’ingegnere e la preparazione del geologo hanno basi fondamentalmente diverse. L’ingegnere poggia la sua cultura sopra una base essenzialmente fisico-matematica, il geologo sopra una base eminentemente naturalistica. Non è possibile, naturalmente, delimitare – anche soltanto in via teorica – i campi di competenza dell’ingegnere e del geologo, stabilire cioè i limiti sino ai quali l’ingegnere si può spingere nel campo della Geologia tecnica ed i limiti che il geologo può raggiungere nel campo dell’Ingegneria, poiché molto dipende dall’indole personale, dall’intelligenza e dalla cultura di ciascuno. Io sono dell’opinione che quanto più i due professionisti, l’ingegnere ed il geologo, sono dotati di cognizioni ampie uno nel campo dell’altro, quanto più sono intelligenti, tanto meno avranno ad esorbitare dalle rispettive aree di competenza”.

Ardito Desio

La lungimiranza è stracciare le etichette di sistema e avere una visione d’insieme ampia e capace di leggerezza durante il suo planare da un mondo all’altro, come da “Geologia applicata all’Ingegneria” e “Geotecnica” alle “Città Invisibili” e, poi, alle “Cosmicomiche”, per passare, ancora, allo “Spirituale nell’Arte”.

Non sussiste differenza tra Ardito Desio, Karl Terzaghi, Italo Calvino e Wassily Kandinsky.

Leonardo Da Vinci fu la prova.

La vera differenza è nell’individuo; le professioni, poi, seguono l’individuo stesso.

Giovanni Paolo Amenta
Senior Engineering Geologist

M.Sc. Pro License EurGeol CGeol Prof
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