Il lavoro di Ruggiero Jappelli, che viene ad arricchire la collana di "Argomenti di Ingegneria Geotecnica", scaturisce dall'esigenza culturale di riunire e legare in una monografia alcune regole oggettivabili della ricerca progettuale. Questo lavoro travalica quindi l'orizzonte originario della collana, improntata ad una filosofia prevalentemente applicativa; e tuttavia esso ha anche lo scopo, eminentemente applicativo, di offrire una trattazione unitaria di una materia, come la progettazione, per sua natura spesso disarticolata, occasionale ed empirica. E d'altro canto è ben evidente che i passi della progettazione geotecnica si articolano in modo spesso molto differente da quelli di una progettazione con i materiali convenzionali, per l'esigenza di continua sperimentazione e di aggiornamento delle strategie progettuali.

Le piastre circolari trovano frequente impiego come elemento di fondazione di serbatoi per liquidi, vasche di impianti di trattamento, silos per l'immagazzinamento di materie granulari. In tutte queste applicazioni, per la prevalenza di carichi uniformemente ripartiti, il modello di Winkler cade in difetto e la considerazione della continuità del terreno rappresenta un requisito essenziale. Per questi motivi hanno ancora un notevole interesse metodi di analisi, per così dire, intermedi. In essi la modellazione del sottosuolo é relativamente semplice; l'analisi dei problemi viene svolta ricorrendo a soluzioni in forma analitica chiusa, o a programmi di calcolo semplici ed agili; l'utilizzatore è incoraggiato ad approfondire i problemi della modellazione e segue i risultati in modo immediato ed intuitivo.

Nella nota introduttiva, l'autore, finisher della Maratona di New York di molti anni fa, evoca la figura del maratoneta per connotare la tenacia e il divertimento che hanno contrassegnato la scrittura e che, si spera, possano scandire la scrittura di questo libro. Un testo impegnativo nel quale i vari argomenti sono stati selezionati e rielaborati con l'obiettivo di una grande chiarezza della presentazione, secondo l'impostazione della scuola napoletana. Poiché quella delle fondazioni è una materia applicativa, che si colloca al limite tra didattica e pratica professionale, concetti e nozioni scientifiche si affiancano a informazioni più direttamente collegate al mestiere (formule, valori numerici, descrizioni di tecnologie), rendendo il libro un utile strumento di lavoro, destinati a studenti e professionisti.

Le teorie della Meccanica dei Terreni si occupano di entità astratte: cos'altro è, ad esempio, il mezzo poroso saturo visto come due mezzi continui (l'acqua e lo scheletro solido) sovrapposti, che occupano la stessa regione dello spazio, ed in ogni punto del quale è possibile definire un tensore degli sforzi ed un valore della pressione interstiziale, senza curarsi se il punto corrisponda ad un poro o ad una particella solida? Una condizione particolare del mezzo poroso saturo è quella "non drenata", nella quale si suppone che non si abbia alcun movimento di acqua, né all'infinitesimo, né al finito. Come tutti sanno, in tali condizioni si può operare in termini di tensioni totali ed assimilare il mezzo saturo ad un materiale caratterizzato da una resistenza di tipo puramente coesivo, la "coesione non drenata".

La protezione dalla caduta di massi viene trattata attraverso la descrizione di una metodologia che si articola in più fasi: osservazioni, misure, modelli, decisioni, scelte e dimensionamento delle strutture di difesa. Partendo dalla osservazione dei fenomeni naturali e classificandoli sulla base delle caratteristiche fisiche e geometriche vengono descritte metodologie di prove in sito e tecniche di misura delle caratteristiche del moto di caduta di massi e dei parametri che regolano il fenomeno. Vengono quindi trattati metodi di calcolo analitici o numerici per la modellazione del percorso di caduta di massi e per la determinazione delle equazioni del moto. Le tipologie di opere paramassi vengono descritte in modo da individuare l'intervento necessario per il tipo di fenomeno in esame. Infine vengono trattati i metodi di dimensionamento delle opere stesse.

L'analisi di stabilità di un pendio in roccia è basata sullo studio dell'ammasso roccioso. Negli ammassi a struttura orientata le discontinuità sono caratterizzate da un numero limitato di giaciture e possono essere raggruppate in insiemi costituiti da superfici parallele o sub-parallele. Nel libro vengono trattati il rilievo delle discontinuità, l'individuazione dei blocchi e l'analisi dei possibili cinematismi. Vengono affrontate le fasi di misura, elaborazione ed utilizzo dei dati di orientazione delle discontinuità. Scopo del volume è porre in evidenza le principali tematiche connesse all'argomento trattato; si è scelto di far riferimento a metodologie semplici e di chiaro significato fisico, che rendessero evidente l'aspetto concettuale dei vari problemi affrontati.

Il progetto di una discarica controllata coinvolge una varietà di problemi per i quali è necessaria una conoscenza affidabile delle proprietà geotecniche dei RSU. La quantificazione di queste proprietà è molto difficile: i RSU sono essenzialmente eterogenei e molto variabili fra differenti zone geografiche, le proprietà variano sensibilmente con il tempo, è difficile ottenere campioni di dimensioni tali da essere rappresentativi delle condizioni in sito, non esistono procedure unificate di campionamento e prova. Per assicurare nel tempo la stabilità della massa dei rifiuti e degli elementi di rivestimento nella loro funzione di drenaggio ed impermeabilizzazione, è necessaria un'attenta valutazione delle tensioni e deformazioni nei vari elementi. In questo lavoro vengono forniti una serie di dati ed informazioni, che costituiscono una prima base per affrontare in modo razionale il problema delle discariche controllate.

La stabilizzazione di un pendio in frana può essere raggiunta riducendo le pressioni interstiziali mediante la realizzazione di un sistema di drenaggio. Il progetto di un intervento di drenaggio presenta notevoli difficoltà e incertezze e il suo dimensionamento è spesso improntato da un sostanziale empirismo. Questo lavoro si propone di fornire al progettista degli elementi di base utili per il dimensionamento dell'intervento, ricavati dall'analisi teorica del processo di filtrazione indotto dalla installazione di un sistema di drenaggio a gravità costituito da trincee drenanti o dreni tubolari. I risultati ottenuti, unitamente alle osservazioni e alle misure in sito, possono contribuire allo sviluppo di una progettazione razionale di un intervento di stabilizzazione a mezzo di drenaggi a gravità.

Questo lavoro si occupa di un particolare metodo di indagine geofisica: la misura in sito della velocità delle onde di taglio con tecniche sia di superficie, sia da foro. Esso si è rivelato particolarmente interessante per l'ingegneria, in quanto consente la valutazione diretta di una caratteristica meccanica del terreno, e cioè la rigidezza a ridotti livelli di deformazione, detta anche "rigidezza iniziale". Recentemente si è realizzato che, nella maggior parte dei problemi di ingegneria, i livelli di deformazione indotti in grandi masse di terreno sono, per l'appunto, assai ridotti. Il modulo di rigidezza iniziale trova quindi una utilizzazione diretta in svariati tipi di problemi di ingegneria, fra i quali non solo le analisi di vibrazioni indotte da sismi o da macchine, ma anche i calcoli di cedimenti di fondazioni. Questa metodologia va ben oltre il tradizionale campo d'impegno dei metodi geofisici, limitati in genere alla mera ricostruzione stratigrafica.

Nel processo generale della progettazione di un'opera di ingegneria civile le indagini geotecniche svolgono un ruolo di grande rilievo, spesso sottovalutato fino al punto da considerarle addirittura come un fastidioso adempimento burocratico. È appena il caso di osservare che le indagini sono la base per la costruzione di un modello geotecnico del problema da studiare; modello sul quale il progettista opera le proprie analisi e compie le proprie scelte. Per quanto raffinate possano essere le analisi, è probabile che ad un modello inadeguato conseguano scelte di progetto altrettanto inadeguate. Questo volumetto non pretende di essere né un trattato, né un manuale, ma solo di passare in rassegna i più comuni aspetti delle indagini cercando di evidenziare il loro ruolo nella progettazione e nella costruzione delle opere.

È stato detto più volte che l'Ingegneria è sì una scienza, ma anche un'arte; e questo è particolarmente vero per l'Ingegneria Geotecnica. Per la formulazione di un modello che rappresenti in modo esauriente il problema di progetto occorre considerare la geometria tridimensionale, il comportamento e le proprietà assai vari dei terreni presenti, il regime delle acque sotterranee, le condizioni di contorno in termini di forze, spostamenti, pressioni idriche, condizioni di drenaggio. Sono necessarie approfondite indagini, attenta riflessione ed adeguata esperienza, sviluppata anche su esempi altrui, oggettivati con osservazioni e misure e sintetizzati e resi disponibili con la pubblicazione. Per i pali di fondazione a tutto ciò si aggiunge l'influenza dei fattori tecnologici. La sperimentazione in vera grandezza è quindi spesso irrinunciabile.

L'interazione fra terreno e struttura ha costituito un tema di ricerca classico in un'area di studio al confine fra l'Ingegneria Geotecnica e l'Ingegneria Strutturale. Uno dei tanti effetti dell'avvento dei metodi numerici, resi possibili dalla diffusa disponibilità di elaboratori elettronici sempre più potenti e maneggevoli, è stato l'inaridirsi improvviso di questi studi. Non è più necessario, infatti, cercare di rappresentare la complessità dei fenomeni con modelli sempre più ingegnosi ma sempre abbastanza semplici da consentire l'analisi; oggi queste difficoltà vengono completamente rimosse dall'impiego di algoritmi di calcolo sempre più complessi e raffinati e sempre più disponibili in pacchetti elegantemente confezionati. Ma l'uso dei metodi numerici oggi così di moda deve andare di pari passo con una chiara visione dei fondamenti su cui essi sono basati.