Syllabus del corso
Obiettivi
Fornire competenze specifiche legate al profilo del geologo applicato in relazione agli scavi in superficie, in sotterraneo ed alle tecniche di consolidamento dei terreni. Il corso prevede alcune visite in cantieri.
Contenuti sintetici
Aspetti geologico-tecnico e geotecnici relativi agli scavi in superficie, in sotterraneo ed alle tecniche di consolidamento dei terreni e delle rocce
Programma esteso
I lavori di scavo, finalità, caratteristiche del mezzo interessato (ammassi rocciosi e terreni), tipologie di scavi. Le indagini e caratterizzazione geologica, idrogeologica e geotecnico/geomeccanica per la progettazione degli scavi.
Scavi in superficie in TERRENI
Tecniche di scavo in superficie. Tipologie di scavi per le diverse opere civili. Scavi di versanti. Lo scavo ed il sostegno: Diaframmi e Paratie. Contenimento di cedimenti indotti in aree urbane. Puntelli, tiranti ed altre soluzioni. Soluzioni operative per lo scavo sotto falda : metodi per il controllo della falda.. Tecniche di consolidamento dei terreni. Scavo in terreni: macchine, loro prestazioni e criteri di scelta. Case histories.
Scavi in superficie in AMMASSI ROCCIOSI
Tecniche di scavo in superficie. Tipologie di scavi per le diverse opere civili. Scavi di versanti . Lo scavo ed il sostegno. Scavi in ammassi rocciosi con mine: esplosivi e mezzi di innesco, loro caratteristiche e prestazioni; macchine per la perforazione dei fori da mina ; lo smarino, trasporti continui e discontinui. Scavo in ammassi rocciosi con mezzi meccanici: macchine operatrici, loro prestazioni e criteri di scelta in funzione del litotipo e delle finalità del lavoro. Case histories..
Scavi in sotterraneo in TERRENI
Lo scavo in sotterraneo. Le tipologie di spazi in sotterraneo, lo scavo ed il sostegno. Metodi costruttivi delle gallerie (tradizionale e meccanizzato) e di cavità in sotterraneo (caverne, stazioni in ambiente metropolitano). Differenti tecniche di scavo in tradizionale in relazione alla tipologia dei terreni ed all’interazione con il regime idrico. Lo scavo a piena sezione con TBM aperte e scudate. I problemi geologici, idrogeologici e geomeccanici associati. I parametri geologici, idrogeologici e geotecnici di progetto. Valutazione delle performance di scavo. Case histories. Lo scavo in terreni con mezzi meccanizzati, frese puntuali, metodi speciali. Lo scavo a piena sezione con TBM EPB e SS-HS.. Condizionamento dei terreni ed posa conci. Le indagini in corso d’opera. Monitoraggio in corso d’opera in sotterraneo e superficie. I sistemi di ventilazione, il trattamento acque, aspetti speciali. Il microtunnelling. Descrizione delle macchine e procedure di scavo. Case histories.
Scavi in sotterraneo AMMASSI ROCCIOSI
Lo scavo con metodi tradizionali: scavi in ammassi rocciosi con esplosivi e mezzi meccanici. I sostegni di prima fase e definitivi. Lo scavo con metodi meccanizzati: scavi in roccia con mezzi meccanici e frese puntuali. Lo scavo a piena sezione con TBM aperte e scudate, lo smarino. I problemi geologici, idrogeologici e geomeccanici associati. I parametri geologici, idrogeologici e geotecnici di progetto. Valutazione delle performance di scavo. Case histories.
Consolidamento dei terreni e delle rocce
Problemi e situazioni geologico-tecniche e ambientali che possono richiedere interventi di trattamento e consolidamento: fondazioni di opere d’ingegneria; pendii naturali; opere in terra; scavi in superficie e in sotterraneo; impianti di scarico; grandi infrastrutture; centri storici e monumenti. Metodi di consolidamento dei terreni: jet grouting e deep soil mixing.
Materiali e prodotti geosintetici: tipologia; proprietà; applicazioni.
Metodi di trattamento e consolidamento. Trattamento, con o senza aggiunta di materiali. Rinforzo.
Tecniche d’intervento per la stabilizzazione e sistemazione dei pendii.
Prerequisiti
Geologia Applicata, Laboratorio di Geotecnica e Geotecnica Applicata
Modalità didattica
- Lezione frontale, 16 ore
- Esercitazioni, 24 ore
Materiale didattico
Manfred R. Hausmann. (2008). Engineering principles of ground modification, McGraw-Hill
-Appunti ed altri riferimenti verranno indicate dal docente all’inizio del corso
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
1) RELAZIONE DI LABORATORIO SCIENTIFICO (elaborato che illustra le modalità di svolgimento delle prove sperimentali affrontate durante i corsi di laboratorio scientifico o uscite didattiche)
2) Prova orale: COLLOQUIO SUGLI ARGOMENTI SVOLTI A LEZIONE
E' richiesta la sufficienza in tutte e 3 le modalità di valutazione
Orario di ricevimento
Lunedì dalle 16.00 alle 18.00
Sustainable Development Goals
Aims
The main goal of the course consists in giving specific knowledge to the engineering geology to deal with geotechnical engineering problem for what concern superficial and underground excavations and method for improving the mechanical behaviour of geomaterial.
Contents
Engineering geology and geotechnical aspects relating to the superficial and underground excavation; improvement techniques of the geomechanical behavioiur of soils and rocks
Detailed program
The excavation work, purpose, characteristics of the rock masses and soils, types of excavations. The investigation and characterization of geological, hydrogeological and geotechnical / geomechanical design of excavations.
Surface excavation in soils
Excavation techniques on the surface. Excavations for the different types of civil works. Excavation of slopes. The excavation and support: Diaphragms and bulkheads. Induced subsidence in urban areas. Struts, ties and other solutions. Operational solutions for the excavation below the water table: methods for the control of the water .. Techniques of soil grouting. Excavation in soil: equipment, their performance and selection criteria. Case histories.
Surface excavations in rock masses
Excavation techniques on the surface. Excavations for the different types of civil works. Excavation of slopes. The excavation and support. Excavations in rock masses with mines, explosives and triggering methods, their characteristics and performance; machines for drilling holes for blasting, the mucking, transportation continuous and discontinuous. Excavation in rock masses by mechanical means: machines, their performance and selection criteria as a function of lithotype and purpose of the work. Case histories ..
Underground excavations in soils
The underground excavation. The types of spaces in underground excavation and support. Methods of construction of tunnels (mechanized and conventional) and underground cavities (caves, stations in urban habitat). Different techniques of excavation in relation to the traditional type of soil and interaction with the water regime. The mechanized escavation: TBM with open shielded. The parameters geological, hydrogeological and geotechnical design. Performance evaluation of excavation. Case histories. The excavation in soil with mechanized cutters on time, special methods. The full face excavation with EPB and SS-HS .. Conditioning the soil and laying concrete. Investigations during construction. Monitoring of underground work and surface. The ventilation systems, water treatment, special aspects. The microtunnelling. Description of machinery and excavation procedures. Case histories.
Underground excavations in rock masses The excavation by traditional methods: excavations in rock masses with explosives and mechanical means. The supports of the first and final phase. The excavation with mechanized methods: excavations in rock by local drilling machines The excavation full section with TBM with open and shielded. The parameters geological, hydrogeological and geotechnical design. Performance evaluation of excavation. Case histories.
Improvement techniques for soils and rocks
Problems and geological/environmental situations that may require emergency treatment and consolidation: the foundations of engineering works, natural slopes, earthworks, excavations on the surface and underground, exhaust systems, major infrastructure; historical centers and monuments. Methods of consolidation for soil: jet grouting, deep soil mixing. Geosynthetic materials and products: types, properties, applications. Methods of treatment and consolidation. Treatment, with or without added materials. Reinforcement. Intervention techniques for stabilization of slopes.
Prerequisites
Engineering Geology; Applied Geotechnics , Soil and Rock Laboratory Testing
Teaching form
- Theoretical Lessons, 16 hours
- Exercises , 24 hours
Textbook and teaching resource
- Manfred R. Hausmann. (2008). Engineering principles of ground modification, McGraw-Hill
-Notes and other references will be provided at the beginning of the course by the professor
Semester
1ˢᵗ Semester
Assessment method
1) Scientific laboratory report (paper that illustrates the methods of carrying out the experimental tests faced during the scientific laboratory courses or educational exits)
2) Oral exam: interview on the topics performed in the lesson
Sufficiency is required in all 2 assessment methods
Office hours
Monday from 16.00 to 18.00
