Introduzione alla Meccanica del Continuo

"Dare importanza alla sola geologia o alla sola meccanica dei terreni sarebbe stato un passo in direzione sbagliata. La meccanica dei terreni non è in grado di raggiungere i suoi scopi pratici se non viene intesa come mezzo per determinare le conseguenze tecniche di determinati aspetti geologi."
(Karl Terzaghi, Rivista Italiana di Geotecnica n. 1 - 1967)

RECENSIONE AL TESTO

a cura di Luca Lussardi, Dipartimento di Matematica e Fisica N. Tartaglia, Università Cattolica del Sacro Cuore, Brescia (Italy)

Il presente volume, secondo di un'opera più generale che si inquadra nella presentazione della moderna Geotecnica, intesa come studio dell'interazione terreno-struttura, tratta dei concetti teorici fondamentali della meccanica dei corpi continui, nell'impostazione tradizionale. L'autore richiama prima di tutto alcune nozioni che stanno alla base di ogni percorso per uno studio meccanico di un corpo continuo, ovvero i concetti fondamentali di struttura atomica della materia, prendendo in particolare in considerazione i legami chimici e i solidi cristallini. Dopo questa sintetica ma efficace introduzione, si passa a esaminare più nel dettaglio l'analisi dello sforzo e della deformazione nei corpi deformabili secondo il formalismo tensoriale ormai classico nella moderna fisica-matematica. Come conseguenza logica, l'autore introduce quindi lo studio delle relazioni che sussistono tra sforzo e deformazione in un materiale, cioé le relazioni costitutive, le quali, accompagnate dalle equazioni di bilancio, portano a descrivere il comportamento meccanico macroscopico di un corpo continuo. Infine, vengono presi in considerazione alcuni tra i più importanti e sviluppati capitoli di meccanica dei continui, ovvero la teoria dell'elasticità lineare, la teoria della plasticità e la teoria della viscoelasticità: la trattazione, fedele all'impostazione classica della materia, è accompagnata da significative applicazioni pratiche ai materiali di interesse geotecnico. Il testo è corredato da numerose figure e illustrazioni che chiariscono spesso il significato fisico e geometrico del formalismo utilizzato; inoltre, punto di pregio del presente volume dal mio punto di vista, è la presenza di numerosi esercizi svolti, spesso corredati a loro volta da considerazioni di natura sperimentale, che contribuiscono a rendere ancora più chiara la trattazione della materia. In conclusione, ritengo la presente opera particolarmente efficace dal punto di vista didattico soprattutto grazie alla presenza di continui riferimenti all'esperienza e alle applicazioni, fondamentali per una buona comprensione dei fondamenti della meccanica dei continui.

Brescia, 6 Aprile 2013

Luca Lussardi

Introduzione alla Meccanica del Continuo

Introduzione alla meccanica del continuo
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Introduzione alla meccanica del continuo
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Introduzione alla meccanica del continuo
L’OPERA

Fino all’introduzione del principio delle tensioni efficaci (1923) il comportamento dei terreni è stato inquadrato nell’ambito della Meccanica del Continuo dalla quale successivamente le Meccanica delle Terre si è distaccata (1936) traendone la totalità delle proprietà strutturali intese in senso fisico-matematico. Da queste basi, il testo – secondo volume della collana “Geotecnica del terzo millennio – offre diverse chiavi di lettura, costituendo:

  • l’anello di congiunzione tra la Scienza delle costruzioni, Condensata nel primo volume dedicato al metodo degli elementi finiti, e la Meccanica delle Terre che costituirà il corpo del terzo e del quarto volume;
  • uno studio sistematico della Meccanica dei Mezzi Continui, con l’approfondimento degli aspetti fenomenologi evidenziati in numerose prove sperimentali appositamente condotte con lo scopo di migliorare la comprensione di tutti i passaggi matematici necessari per la costruzione dell’apparato teorico

Oltre all’analisi di diversi materiali sia naturali sia artificiali - tra i quali baritina, il cloruro di sodio, il molibdeno, i vetri, gli acciai, i calcestruzzi, i terreni, le leghe di alluminio e il kevlarÒ - particolare enfasi è stata posta alla trattazione del campo elastico e di quello plastico dei materiali da costruzione, dimostrando matematicamente e sperimentalmente che entrambi sono influenzati dalla composizione chimica e dalla microstruttura interna, mentre il campo duttile anche dalle dimensioni dell’elemento strutturale.
Ogni capitolo è corredato da vari esempi di studio e da appositi esercizi – relativi a problemi di Scienza dei Materiali, di calcolo strutturale, geotecnico e meccanico in genere - con lo scopo di approfondire ulteriormente la comprensione degli elementi trattati, mentre una sezione è stata dedicata anche all’analisi in campo non lineare in relazione alle richieste normative più evolute.

Oltre a rinnovare i ringraziamenti a quanti sono stati citati nel volume I desidero estendere gli stessi all’architetto Matteo Felitti di Potenza (Istituto di Scienza delle Costruzioni, Università di Napoli “Federico II”) e agli ingegneri Pietro Cardone e Giovanni Molentino per aver condotto le prove sui materiali da costruzione - necessarie per una corretta gestione sperimentale dei concetti teorici sviluppati nel testo - presso il Laboratorio Tecnologico Tecnoprove con sedi a Ostuni e Matera (www.tecnoprove.it); inoltre alla DuPont, per avermi inviato le informazioni tecniche relative al kevlar® da loro inventato nel 1965 (www.dupont.com), ad Alessandro Cerrettini e Solitario Nesti, che gestiscono la rivista online NT - Nuovi Tessili (www.technica.net) dedicata anche ai materiali compositi e, non ultimo, al dottor Medeo Olivares, della Controls srl (www.controlsgroup.net), per avermi fornito le splendide immagini dei diversi apparati di laboratorio utilizzati. Nuovamente, sarei negligente se non ringraziassi tutti i docenti ed i ricercatori universitari di Ingegneria Civile, Ingegneria Geotecnica, Ingegneria Meccanica, Ingegneria Sismica, Geologia, Geomorfologia, Idrogeologia, Geologia Applicata, Chimica e Scienza dei Materiali che hanno contribuito alla stesura del testo.

   
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