- Area di Scienze
- Corso di Laurea Triennale
- Scienze e Tecnologie Geologiche [E3401Q]
- Insegnamenti
- A.A. 2023-2024
- 3° anno
- Geologia Applicata
- Introduzione
Syllabus del corso
Obiettivi
Il corso di Geologia Applicata è il primo che lo studente incontra nel triennio circa gli aspetti geologici e e ingegneristici e l'applicazione delle conoscenze geologiche a problematiche ingegneristiche.
Lo studente apprenderà le nozioni base di geologia applicata, meccanica dei terreni e delle rocce che sono requisiti fondamentali per i corsi della laurea magistrale e per il campionamento, la descrizione in sito e in laboratorio, la caratterizzazione e la modellazione del comportamento dei geomateriali (terre e rocce).
Scopo del corso è quello di fornire agli studenti competenze generali e specifiche riguardo a:
- problemi di tipo geologico applicato in ambiente terrestre e marino, connessi ai materiali presenti e all’esecuzione di opere ingegneristiche;
- caratterizzazione dei geomateriali tramite tecniche di campionamento in superficie e in profondità, con sondaggi geognostici e indagini in sito dirette e indirette
- il comportamento fisico meccanico dei geomateriali (terreni, rocce e ammassi rocciosi) e la loro caratterizzazione;
- lo stato tensionale nei mezzi geologici,
- i problemi di filtrazione e di stabilità di opere di diverso genere
- i fenomeni e processi di consolidazione e cedimento di consolidazione
- la teoria delle prove di laboratorio in condizioni statiche e dinamiche e in diverse condizioni di distribuzione delle pressioni neutre
Lo studente a fine corso potrà sviluppare capacità critica nell'impiego delle conoscenze geologiche ai fini della realizzazione di opere, della caratterizzazione delle proprietà dei materiali, dell'influenza delle variabili geologiche e fisiche sul comportamento atteso in caso di realizzazioni di opere o di eventi naturali, della modellazione di processi geologici.
Contenuti sintetici
Teoria: Campi di applicazione, mezzi e metodi della geologia applicata; problematiche geologico applicative: conoscenze dei geomateriali e loro impiego per la progettazione e costruzione di opere di ingegneria civile, mineraria e ambientale; pericolosità e rischio: cenni a rischi geologici; i materiali geologici o geomateriali; tecniche di perforazione e di campionamento in sito, sondaggi e indagini geognostiche e geotecniche, dirette e indirette; richiami di meccanica del continuo: sforzi, deformazioni, leggi costitutive, legame deformazioni/ tempo; modelli reologici. Proprietà fisiche di terre e rocce e loro classificazioni tecniche. Stato tensionale in mezzi geologici e loro variazioni per cause naturali e azioni antropiche. Moto di filtrazione dell’acqua nei mezzi porosi e sua importanza; flusso in condizioni stazionarie; spinta di filtrazione, costruzione e impiego di reticoli di flusso, capillarità. Flusso transitorio in mezzi porosi, teoria della consolidazione monodimensionale, calcolo dei cedimenti di consolidazione. Proprietà meccaniche delle terre: compressibilità, resistenza al taglio, in condizioni diverse di sollecitazione (monoassiale, triassiale, a espansione laterale libera e confinata) e drenaggio. Comportamento meccanico dei terreni in condizioni dinamiche: prove in piccole e grandi deformazioni, caratterizzazione di sito e in laboratorio; parametri dinamici. Proprietà meccaniche delle rocce intatte e degli ammassi rocciosi: resistenza, deformabilità. Prove meccaniche per la caratterizzazione. Caratterizzazione degli ammassi rocciosi. Stabilità di masse di terra e roccia: equilibrio elastico e plastico limite; spinta delle terre e capacità portante.
Esercitazioni di laboratorio: calcolo proprietà fisiche terre e rocce; tensioni geostatiche; moti di filtrazione; consolidazione e cedimenti; spinta delle terre e capacità portante.
Prerequisiti
È richiesta la conoscenza di base di Geologia, Fisica, Mineralogia e Matematica.
Modalità didattica
Lezioni ed esercitazioni con attività asincrona per le lezioni e sincrona per le esercitazioni.
A fine corso e/o in fase intermedia sarà possibile svolgere alcune ore di ripasso e di quesiti al docente
Materiale didattico
Copie del materiale didattico presentato a lezione
Registrazioni delle singole lezioni
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
Esame orale con domande orali e discussione di aspetti di descrizione problemi e approcci alla soluzione
Sustainable Development Goals
Aims
Students will learn basic knowledge about engineering geology, soil and rock mechanics and application of principles to the analysis of geomaterials
Aim of the course is to provide basic and advanced knowledge concerning: engineering geological problems under subaerial and subaqueous conditions; problems linked to engineering structures, mining and environmental engineering; the physical mechanical behaviour of soil, rock and rock masses and their characterization; direct and indirect in situ investigations; in situ stress state and its changes due to natural and anthropic action; seepage in porous media; soil and rock stability.
The student will be finally capable to understand how to apply engineering geological knowledge for solving geological and technical problems, for land use planning, construction of structures and infrastructures, modelling of physical and geological processes.
Contents
Theory: fields of interest; techniques and methods; engineering geological problems; hazard and risk concepts; geomaterials; principles of stress and deformation analysis; constitutive laws, time/deformation models; rheological models. Physical properties of soil and rock and their technical classifications. In situ stress in geological media and their changes. Water seepage and its role on in situ stress and soil/rock stability. Consolidation and settlements. Mechanical properties of soils: compressibility, shear strength, in different stress and drainage conditions. Mechanical properties of intact rocks and rock masses: resistance, deformability. Lateral earth pressure: elastic and plastic soil stability; ultimate bearing capacity. Soil and rock behaviour under dynamic conditions.
Lab exercises: physical and mechanical properties of soil and rock; in situ stresses; seepage, flow nets; consolidation and settlement; earth pressure and bearing capacity.
Prerequisites
A base-level knowledge in geology, physics, mathematics and mineralogy is requested
Teaching form
Lectures and lab activities
Textbook and teaching resource
All the material used for the lectures is made available
Semester
First Semester
Assessment method
Oral exam
Office hours
8.30 - 19.00
Sustainable Development Goals
Scheda del corso
Staff
-
Giovanni Crosta