Le prove penetrometriche statiche in terreni a grana grossa, come i terreni sabbiosi, avvengono generalmente in condizioni drenate. In tali condizioni, non dovrebbero esistere pressioni interstiziali eccessive causate dalla penetrazione del cono; viene dunque rilevata la pressione interstiziale statica in situ.
La resistenza dei terreni viene controllata tramite l’inviluppo di rottura, spesso rappresentato con i parametri di Mohr–Coulomb : j’ = angolo di resistenza al taglio efficace e c’ = coesione efficace. Per valutare j’ partendo dalla resistenza alla punta, sono stati sviluppati vari metodi, che possono essere sostanzialmente riassunti nelle seguenti categorie:
- Correlazioni empiriche o semi-empiriche (Kulhawy e Mayne, 1990; Jamiolkowski et al. 2001: Mayne, 2007)
- Teoria della capacità portante (Robertson e Campanella, 1983)
- Teoria dell’espansione delle cavità
- Prove di laboratorio su campioni non disturbati di sabbia e ghiaia (si veda ad esempio Wride e Robertson 1999, 2000; Mimura, 2003; Lunne et al., 2003; Lee et al., 1999; Ghionna e Porcino, 2006)
Ad ogni modo, l’approccio più consolidato è quello che prevede dapprima di desumere la densità relativa del deposito di terreno granulare dalla resistenza alla penetrazione (Jamiolkowski et al., 1985) e quindi di determinare l’angolo massimo di resistenza al taglio dalla densità relativa ottenuta secondo Schmertmann (1978) (Fig.21).
1 (sabbia fine uniforme)
2 (sabbia fine ben gradata – sabbia media uniforme)
3 (sabbia media ben gradata – sabbia grossolana uniforme)
4 (ghiaia fine uniforme – sabbia e ghiaia limosa)
Figura 21. Densità relativa e angolo di resistenza al taglio del deposito di terreno granulare ottenute dalla resistenza alla penetrazione.