Obiettivi formativi
Conoscenze e capacità di comprendere:
Il corso si propone, nella prima parte, di introdurre le nozioni di base relative al comportamento meccanico dei terreni, con una preliminare introduzione dei concetti di meccanica dei continui e delle definizioni di forze e tensioni. A seguire tali concetti saranno applicati nella interpretazione di alcune elementari prove di laboratorio per la definizione dei parametri di resistenza dei terreni. Nella seconda parte, il corso si propone di analizzare il comportamento meccanico degli ammassi rocciosi, differenziandone le peculiarità rispetto a quanto visto per i terreni ed introducendo i concetti di matrice rocciosa e discontinuità. Si tratteranno poi le classificazioni degli ammassi rocciosi ed i criteri di resistenza utilizzati nell’ambito della meccanica delle rocce.
Competenze ed autonomia di giudizio:
Saranno tenute lezioni teoriche sugli argomenti del corso, seguite da esercitazioni durante le quali, anche con l’ausilio del calcolatore, gli studenti dovranno affrontare problematiche reali di meccanica delle terre e delle rocce, determinare i parametri di resistenza dei materiali attraverso l’interpretazione delle prove di laboratorio nonché applicare tali parametri nella valutazione degli effetti indotti da carichi su terreni e/o rocce.
Capacità comunicative:
Lo studente dovrà portare all’esame un quaderno contenente tutte le esercitazioni svolte e dovrà essere in grado di illustrare le proprie strategie di verifica dei singoli casi nonché descrivere ed argomentare le proprie scelte.
Al termine saranno brevemente analizzati lo sviluppo storico della disciplina geotecnica e le basilari tecniche di insegnamento ed apprendimento delle discipline geologico-tecniche
Prerequisiti
Matematica, Istituzioni di fisica, geologia applicata
Contenuti dell'insegnamento
Parte di Geotecnica
Classificazione dei terreni. Natura multifase e relazione tra le fasi. Esercizi. Sondaggi. Analisi granulometriche, limiti di stato, indici caratteristici. Esercizi
Cerchi di Mohr. Concetti di forza e tensione. Mezzo continuo e sollecitazioni.
Principio degli sforzi efficaci. Esercizi Applicativi. Concetto di deformazione e rottura. Legami costitutivi. Mezzo Elastico e mezzo plastico. Percorsi di sollecitazione. Problema tenso-deformativo piano.
Tensioni Geostatiche. Determinazione stato tensionale in sito. Storia tensionale. Coefficiente di spinta a riposo. Tensione orizzontale. Esercizi.
Percorsi di sollecitazione. Variazione stato tensionale. Compressione per carico. Esercizi. Condizioni drenate e non drenate. Concetto di coefficiente di permeabilità. Velocità di carico. Processo di consolidazione.
Prova edometrica. Esecuzione delle prove. Rappresentazione dei risultati. Determinazione della tensione di Preconsolidazione. Determinazione dei rapporti e degli indici. Calcolo del cedimento edometrico. Esercizi.
Prova di taglio diretto. Condizioni di drenaggio nelle prove di laboratorio. Descrizione apparecchiatura. Fase di consolidazione. Piano di Mohr.
Criterio di resistenza di Mohr-Coulomb.
Prova triassiale. Apparecchio di prova. Fasi di Prova. Tipi di prove possibili. Riproduzione percorsi di sollecitazione.
Interpretazione dei risultati sperimentali.
Esempi.
Parte di Meccanica delle Rocce
Ammassi rocciosi e Discontinuità. Rilievo geomeccanico. Orientazione discontinuità. Proiezioni sferiche. Rappresentazione dei piani. Esercizi. Spaziatura e persistenza. Riempimento. Alterazione. Presenza d’acqua.
Stato di tensione. Stato di deformazione. Componenti di tensione. Tensioni principali.
Legami costituitivi e criteri di resistenza. Definizioni. Comportamento elastico lineare. Deformazioni piane. Tensioni piane. Costanti elastiche. Comportamento plastico. Criterio di resistenza. Criterio di Mohr-Coulomb. Criterio di resistenza di Hoek Brown. GSI. Linearizzazione Hoek-Brown.
Resistenza a taglio delle discontinuità. Discontinuità naturale. Rugosità. Criterio di Barton. Criterio di Mohr-Coulomb. Attrito residuo. JRC. JCS. Deformabilità e dilatanza. Esercitazione.
Caratteristiche roccia intatta. Prove di laboratorio. Analisi mineralogica. Velocità sonica. Campioni, forma e dimensioni. Apparecchiature di prova. Prova di compressione monoassiale. Comportamento duttile e fragile. Parametri di resistenza e deformabilità. Point load test. Resistenza a trazione diretta e indiretta. Flessione. Compressione triassiale.
Classificazione degli ammassi rocciosi. Sistemi di classificazione. Parametri significativi. RMR. RMR base, determinazione. Parametri meccanici. Q System (Barton), determinazione. Coefficienti riduttivi. GSI (Hoek). Correlazioni. Parametri di deformabilità.
Criterio di Hoek-Brown. Applicazione del GSI. Correlazione Hoek e Brown-Mohr Coulomb.
Prove in sito. Tipologie di prova. Campo di applicazione. Carico su piastra. Stato di tensione naturale. Martinetto piatto. Fratturazione idraulica.
Elementi di stabilità dei pendii.
Programma esteso
- - -
Bibliografia
Renato Lancellotta - Geotecnica - 4. ed. – Bologna : Zanichelli, 2012.
T. William Lambe, Robert V. Whitman ; traduzione di Calogero Valore. - Meccanica dei terreni - 4. rist. riveduta. - Palermo : D. Flaccovio, stampa 2008.
Marco Barla: Elementi di meccanica e Ingegneria delle rocce. Ed. Celid.;
Lorella Montrasio: Lezioni di Geotecnica, Ed. santa Croce (Parma).
Metodi didattici
Lezioni teoriche frontali ed esercitazioni su pc
Modalità verifica apprendimento
Verifica scritta e/o orale 70% comprendente:
- Domande teoriche (conoscenza)
- Applicazioni della teoria/esercizi (competenza )
Controllo del quaderno delle esercitazioni 30% comprendente:
- Domande teoriche (conoscenza)
- Applicazioni originali della teoria (autonomia di giudizio)
- Proprietà di esposizione (capacità comunicativa)
Altre informazioni
- - -
