Antonio Mario Federico

This paper presents the preliminary results of experimental research into the stabilization of clayey sediments dredged from the Port of Taranto (Italy) with cement and (or) lime. First, the physical properties of the natural sediments are briefly described and compared with those of the same sediments when treated with different additives and cured up to 4 years. In particular, the effect of the treatment on the soil plasticity properties is originally analyzed in terms of plasticity paths. Then, the influence of the different stabilizing agents on the compression behaviour of the dredged soil is analyzed and methods for quickly predicting the admixed-soil behaviour are presented.

ABSTRACT This paper presents the preliminary results of an experimental research into the stabilization with lime and/or cement of clayey sediments dredged from the Port of Taranto (Italy). The testing program is still on-going as part of a cooperation with the Port Authority of Taranto. The aim of the research is to study the effect of artificial stabilization on physical properties and behavior of the soil in order to choose the best option for re-use. In this paper, the physical and mechanical properties of the natural sediments are briefly described and their plasticity properties are compared with those of the treated clays. For each stabilizing agent, the effect of treatment is analyzed and the experimental data interpreted by means of a general plasticity model. The model was developed to provide a method for evaluating the effect on clay plasticity of the treatment with a given additive after a given curing time.

This paper reports the first results of an experimental investigation into the geotechnical characterization of the polluted submarine sediments of the Mar Piccolo in Taranto. The research has been mainly conducted in the geotechnical laboratory of the Technical University of Bari – Taranto site, and it benefited from the collaboration with the Institute for Geotechnical Engineering at the ETH in Zurich. From the techniques used for off-shore sampling, to the physical and mechanical characterisation in the laboratory, the study had to face with extreme difficulties for the very soft consistency of the sediments and the contaminants present in their pore water. The in-situ investigation allowed to derive new interesting information concerning the off-shore stratigraphy, with particular reference to the thickness of the very soft sediments. The laboratory results put in evidence that the complex processes deriving from chemo-hydro-mechanical coupling make the sediments exhibit unexpec...

This paper presents the results of experimental research into the effects of lime and/or cement stabilisation on the plasticity of clayey sediments dredged from the Port of Taranto (Italy). The general aim of the research is to study the effect of artificial stabilisation on the physical properties and behaviour of this material in order to choose the best option for its re-use. After a brief description of the physical and mechanical properties of these natural sediments, their plasticity properties are compared with those of the same clays when treated with lime and/or cement, after different curing times of up to 4 years. For each stabilising agent, the effect of treatment is analysed and the experimental data are interpreted by means of a chart of plasticity paths. The chart was developed to provide a method for evaluating the effect on clay plasticity of treatment with given additives for given curing times.

In this note an empirical expression for the coefficient of earth pressure at-rest K0 in terms of the mobilized angle of internal friction φ'(subscript mob) in one-dimensional compression of normally consolidated soils is presented. It was obtained from published experimental data in a straightforward manner and without any assumptions. Although it is empirical, the equation has a better basis in terms of soil behaviour than the familiar Jaky's equation and, for the full range of K0 (= K(subscript 0NC)) values considered, it provides slightly better predictions than the Jaky and three other prediction equations.

Water infiltration through coal stocks exposed to weather elements represents a key issue for many old mining sites and coal-fired power plants from the environmental point of view, considering the negative impact on human health of the deriving groundwater, soil and air pollution. Within this context, the paper investigates the hydraulic behaviour of a self-weight compacted unsaturated coal mass and its impact on the numerical prediction of infiltration induced by rainfall events. In particular, the work focuses on the experimental investigation carried out at different representative scales, from the grain scale to physical modelling. The material, when starting from uncompacted conditions, seems to be characterized by metastable structure, which tends to collapse under imbibition. In addition, direct numerical predictions of the seepage regime through a partially saturated coal mass have been performed. As the compaction of the coal stock induced by dozers has not been taken into...

The paper deals with the theoretical prediction of the at-rest earth pressure coefficient for normally consolidated soils (k 0(NC) ) using simple elasto-plastic constitutive models. In the first part of the work, the k 0(NC) expressions derived from critical state soil mechanics models are ...

Questo lavoro costituisce lo sviluppo di un precedente studio dell'autore relativo alla predizione del coefficiente di spinta a riposo nei terreni normalconsolidati usando il concetto di angolo di resistenza al taglio mobilizzato nella condizione di compressione vergine con deformazione laterale impedita. Com'è noto, il coefficiente di spinta a riposo K 0 del terreno, dato dal rapporto σ' h0 /σ' v0 tra le tensioni geostatiche efficaci orizzontale e verticale in un semispazio di terreno delimitato da un piano orizzontale, è un importante parametro geotecnico. Esso, infatti, consente di determinare lo stato tensionale iniziale del terreno medesimo, la cui conoscenza è necessaria nelle analisi geotecniche. Per i terreni normalconsolidati, K 0 (≡ K 0(NC)) rappresenta una misura della forza di gravità in essi trasmessa nella direzione orizzontale. Per il suo calcolo sono disponibili numerose equazioni nelle quali K 0(NC) è-di norma e sorprendentemente-correlato con l'angolo di resistenza al taglio Φ' del terreno. Quest'ultimo è un parametro relativo a condizioni di stato limite in una massa di terreno, mentre K 0(NC) di per sé rappresenta uno stato di sforzo non a rottura, ma intermedio tra due stati limite specificati dalle condizioni, attiva e passiva, entrambe relative a rottura, ovvero all'angolo Φ'. Di conseguenza, il cerchio di Mohr relativo allo stato tensionale K 0(NC) è tangente ad una retta il cui angolo di inclinazione è minore dell'angolo Φ' e ne rappresenta la parte mobilizzata Φ' mob. L'angolo Φ' mob non può essere misurato direttamente, ma può essere correlato con l'angolo Φ'. Varie sono le correlazioni tra Φ' e Φ' mob-ottenute per via speculativa o empirica-e le corrispondenti equazioni per K 0(NC) presenti in letteratura. Una di queste correlazioni era stata ottenuta dall'autore, senza assunzioni di sorta e in maniera diretta, attraverso "back-analysis" di una lunga serie di coppie di dati sperimentali (K 0(NC) , Φ') attinti dalla letteratura, unitamente a un'equazione per K 0(NC) in funzione di Φ' mob = mΦ', m essendo il fattore di mobilizzazione dell'angolo di resistenza al taglio Φ'. Il riesame dei valori numerici dei fattori di mobilizzazione m (= Φ' mob /Φ') di cui al precedente studio, ha mostrato che i medesimi sono in relazione inversa con le capacità predittive delle corrispondenti equazioni per K 0(NC). Da semplici sviluppi analitici di tale tendenza è scaturita la possibile emergenza del Rapporto Aureo, noto come τ = 1.618, quale rapporto tra l'angolo di resistenza al taglio Φ' e la sua porzione mobilizzata Φ' mob , ovvero Φ' mob = Φ'/1.618 = 0.618Φ' = mΦ'. L'equazione risultante per K 0(NC) ha la stessa base dell'omologa equazione in precedenza ottenuta, ma migliore capacità predittiva di quest'ultima e di alcune altre equazioni per K 0(NC) , inclusa la popolare equazione approssimata di Jaky, raccomandata nello EUROCODICE 7. Un corollario dell'approccio seguito è relativo al coefficiente di Poisson ν, la cui valutazione sperimentale è assai difficoltosa. Peraltro, mentre per la maggior parte dei materiali il valore di ν può facilmente essere ottenuto da tabelle, ciò non è possibile per il terreno, per il quale i risultati sperimentali variano grandemente. Ad ogni modo, la stessa connessione tra Φ' e Φ' mob , combinata col legame tra il coefficiente K 0 e il rapporto di Poisson per i materiali elastici, ha consentito di ottenere una interessante relazione tra ν e Φ'. Non sono state reperite in letteratura genuine coppie di dati di laboratorio (ν, Φ'), indispensabili per la convalida sperimentale dell'equazione. La quale, pertanto, è da riguardare come caso limite per i terreni normalconsolidati.