MECCANICA DELLE ROCCE E STABILIZZAZIONE DEI VERSANTI

Docenti: 
Crediti: 
9
Sede: 
PARMA
Anno accademico di offerta: 
2020/2021
Responsabile della didattica: 
Settore scientifico disciplinare: 
GEOTECNICA (ICAR/07)
Semestre dell'insegnamento: 
Secondo Semestre
Lingua di insegnamento: 

ITALIANO

Obiettivi formativi

1°- Conoscenza e capacità di comprensione
A conclusione delle lezioni lo studente conoscerà i principi fondamentali per la classificazione e la caratterizzazione di un ammasso roccioso, i
diversi metodi per l’analisi di stabilità di pendii sia in roccia che in terra, le principali tecniche di consolidamento di un pendio instabile.
Comprenderà la terminologia tecnico-scientifica in materia.
2°- Conoscenza e capacità di comprensione applicate
Lo studente sarà in grado di svolgere l’analisi di stabilità di un pendio in roccia o in terra mediante metodi ingegneristici classici, con l’ausilio di un
codice di calcolo, e di fornire ipotesi operative e progettuali sulle opere di stabilizzazione.
3°- Autonomia di giudizio
Lo studente acquisirà la capacità di interpretare dati geotecnici da prove in sito e di laboratorio e di modellare un problema reale, al fine di individuare le soluzioni progettuali tecnicamente valide.
4°-Capacità comunicative
Al superamento dell’esame lo studente dovrebbe aver maturato una sufficiente proprietà di linguaggio per quanto attiene la specifica terminologia dell’insegnamento. Lo studente dovrà aver acquisito la capacità di redigere una relazione sull’analisi di stabilità di un pendio tipo.
5°-Capacità di apprendere
Lo studente dovrebbe aver acquisito le conoscenze di base della disciplina che gli permetteranno di scegliere le metodologie più adatte per affrontare in autonomia un caso di studio.

Prerequisiti

E’ fondamentale aver acquisito una adeguata preparazione in Geotecnica

Contenuti dell'insegnamento

Il corso ha come obiettivo la formazione delle conoscenze di base,
complementari a quelle fornite nell’ambito del corso di Geotecnica,
riguardanti la meccanica delle rocce. Il corso si propone inoltre di fornire
gli strumenti di base per affrontare problemi relativi all’analisi di stabilità
di pendii in terra e in roccia, naturali e artificiali, e i criteri per la progettazione delle opere di stabilizzazione.

Programma esteso

Introduzione:
Richiami sugli aspetti di base della meccanica delle terre. Richiami sulla caratterizzazione geotecnica da indagini in sito e in laboratorio. Definizione del modello geotecnico.

Meccanica delle rocce:
Descrizione degli ammassi rocciosi e delle discontinuità. Metodi di indagine in sito degli ammassi rocciosi. Indagini di laboratorio su roccia intatta e discontinuità. Caratterizzazione geotecnica di un ammasso roccioso e classi di qualità. Criteri di resistenza per roccia intatta e ammasso roccioso. Tensioni, deformazioni e
caratteristiche di comportamento dei materiali rocciosi. La stabilità dei versanti e dei fronti di scavo in roccia. Lo scivolamento planare in roccia e lungo intersezione di discontinuità. Il ribaltamento nelle rocce: i metodi
dell'equilibrio limite per il ribaltamento flessionale e di blocchi. Cenni sulle valanghe di roccia. Metodi numerici per l'analisi di stabilità di pendii in roccia e casi applicativi.

Approfondimenti sulla stabilità dei pendii:
Caratteri generali di pendii naturali e artificiali in terra e in roccia. Analisi di stabilità: definizione del coefficiente di sicurezza. Pendio infinitamente esteso. La stabilità di un fronte di scavo e calcolo del fattore di sicurezza di un pendio in argilla. Metodi globali dell'equilibrio limite. Metodi delle strisce: formulazione generale. Metodi di Fellenius, Bishop, Janbu, Spencer, Morgenstern & Price. Confronto tra i diversi metodi delle strisce. Analisi di stabilità in condizioni sismiche e metodo pseudo-statico. Riferimenti normativi sull’analisi di stabilità dei pendii.
Caso di studio: analisi di stabilità di un pendio mediante metodi dell’equilibrio limite, impiegando il codice di calcolo SLIDE (Rocscience).
Caso di studio: analisi di stabilità di un pendio mediante metodi FEM, impiegando il codice di calcolo RS2 (Rocscience).
Analisi del regime delle pressioni interstiziali nei versanti naturali. Moti di filtrazione nei pendii naturali e artificiali. Applicazione del metodo degli elementi finiti ai problemi di filtrazione: esempi applicativi su pendii naturali e argini fluviali.

Opere di stabilizzazione dei versanti:
Concetti di base sulla spinta delle terre. Interventi di stabilizzazione di pendii in frana: criteri generali d’intervento e progettazione secondo la normativa vigente. Criteri di dimensionamento e verifica di muri di sostegno e paratìe. Palificate per la stabilizzazione dei versanti. Criteri di dimensionamento e verifica di tiranti di ancoraggio. Stabilizzazione mediante l’uso di geotessili, terre rinforzate e opere di drenaggio. Esempi di casi reali.

Attività seminariali:
Movimenti franosi superficiali indotti da piogge. Approcci alla valutazione del rischio da innesco. Analisi numerica del fattore di sicurezza al variare del diagramma pluviometrico. Analisi di stabilità multi-scala: dalla scala di versante alla scala regionale. Piattaforme di monitoraggio real-time.

Bibliografia

Testi consigliati:
Airò Farulla C.: Analisi di stabilità dei pendii. Hevelius Edizioni
Barla M.: Elementi di meccanica e Ingegneria delle rocce. Ed. Celid
Froldi P.: Progettazione delle opere geotecniche secondo le NTC 2018 e gli Eurocodici. Maggioli Editore.

Testi di approfondimento:
Bromhead E.N.: The Stability of Slopes. Blachie and Son ltd R.
Lu N. & Godt J.: Hillslope hydrology and stability. Ed. Cambridge.
Cornforth D.H.: Landslides in practice. Ed. John Wiley and Sons

Ulteriore materiale didattico:
Copia elettronica delle slides utilizzate durante il corso.

Metodi didattici

Il corso si articola in una serie di lezioni frontali e di esercitazioni numeriche in laboratorio informatico.
Le lezioni sono svolte avvalendosi di presentazioni in Power Point. Copia delle presentazioni utilizzate è disponibile sulla piattaforma Elly sin
dall'inizio del corso. Il materiale didattico presente su Elly viene comunque aggiornato settimanalmente dal docente. Le slide del corso
presenti su Elly sono considerate parte integrante della bibliografia di riferimento.
Le esercitazioni sono presentate in aula e svolte numericamente in maniera autonoma da ogni studente.

Nel caso si rendesse necessario condurre le attività didattiche a distanza, le lezioni si svolgeranno in telepresenza attraverso l’utilizzo delle piattaforme Teams ed Elly. In particolare, saranno realizzate lezioni in modalità sincrona (via Teams) con partecipazione diretta degli studenti, e anche asincrona (slide e lezioni registrate, caricate sulla pagina Elly del corso). Durante le lezioni in modalità sincrona (diretta), si alterneranno momenti prevalentemente frontali a momenti interattivi con gli studenti. Per promuovere la partecipazione attiva al corso, verranno proposte diverse attività (esercitazioni) sia individuali che a piccoli gruppi, attraverso l’utilizzo delle risorse presenti in Elly, quali i Forum di discussione e i Diari di bordo.
Le esercitazioni numeriche saranno svolte in maniera autonoma da ogni studente, mediante l'utilizzo di una versione personale dei software necessari. Le esercitazioni verranno poi condivise e discusse durante la lezione in modalità sincrona.

Modalità verifica apprendimento

La verifica della preparazione consiste in una prova pratica ed un colloquio orale.
La prova pratica consiste nella redazione di una relazione che riguarda l’analisi di stabilità di un pendio tipo e la progettazione delle opere
di stabilizzazione. La relazione costituisce una sintesi delle esercitazioni di laboratorio svolte durante il corso.
Nel colloquio orale lo studente dovrà esporre i contenuti della relazione e dovrà dimostrare di avere una conoscenza approfondita degli argomenti trattati nelle lezioni.
Nel colloquio orale lo studente dovrà rispondere a domande di carattere teorico, riguardanti anche l’applicazione della teoria a problemi originali.
Nella valutazione delle prove le diverse componenti di apprendimento saranno così pesate: 40% per la capacità di analisi di un problema reale
(competenza), 30% per l’ individuazione della procedura più conveniente di soluzione (autonomia di giudizio), 30% per la capacità di esposizione
specialistica (capacità comunicativa).
Il voto finale, comprensivo delle predette componenti, è espresso globalmente in trentesimi e viene proposto allo studente al termine del colloquio orale.

Altre informazioni

E' vivamente consigliata la frequenza delle lezioni