GEOLOGIA APPLICATA (9 CFU) A.Y. 2016/2017

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1 The english version follows the italian version in the second half of the document CORSO DI LAUREA IN SCIENZE GEOLOGICHE GEOLOGIA APPLICATA (9 CFU) A.Y. 2016/2017 MODULO I Docente: Prof. Gabriele Scarascia Mugnozza, Dipartimento di Scienze della Terra, III piano, stanza 326 tel fax ; posta el. gabriele.scarasciamugnozza@uniroma1.it Studenti target: anno 3, semestre I e II (pro-parte) Livello dell Unità: introduttivo Pre-requisiti:. Crediti: Modulo 1 - CFU 6 Modalità di erogazione: tradizionale Frequenza: Facoltativa ma fortemente consigliata Descrizione del programma INTRODUZIONE: La geologia applicata nella mitigazione dei rischi geologici (sismico, di inquinamento delle falde, di frana e di alluvione); la geologia applicata alle opere di ingegneria civile in superficie ed in sotterraneo. CARATTERISTICHE E PROPRIETA DEI TERRENI. Proprietà e caratteristiche delle terre e delle rocce. Terreni come sistemi multifase. Proprietà indice e parametri di stato. Composizione granulometrica e limiti di consistenza. Attività e stato di consistenza delle argille. Densità relativa. Criteri e sistemi di classificazione di terre e rocce. Argille extrasensibili. Proprietà idrauliche delle terre. Caratteristiche mineralogiche e tecniche delle argille. Fenomeni di capillarità: altezze e stati tensionali di equilibrio. AMMASSI ROCCIOSI FRATTURATI. Principali proprietà e metodi di caratterizzazione degli ammassi fratturati. INDAGINI IN SITO. Finalità e principi: cenni sulle tecniche d indagine. Indagini dirette nel sottosuolo. Perforazioni meccaniche. STATI TENSIONALI. Stato di sollecitazione e deformazione: concetti di base. Tensioni geostatiche: loro determinazione e metodi di rappresentazione. Stati tensionali naturali e modificazioni indotte. Elementi di meccanica dei solidi: tensioni principali e cerchi di Mohr. Rappresentazione grafica degli stati di sollecitazione in un elemento di terreni. Moduli. MOTI DI FILTRAZIONE. Fluidi ideali, (equazione di continuità del flusso, teorema di Bernoulli). Moti di filtrazione nel terreno (legge di Darcy), gradiente idraulico, altezze idrauliche; diagrammi delle altezze idrauliche e moti di filtrazione; coefficienti di permeabilità orizzontale e verticale; filtrazione nel terreno, pressione e forza di filtrazione. Saperi pregressi (da corsi degli anni precedenti o dalla carriera scolastica precedente) Sono richieste le conoscenze acquisite nei corsi di Matematica, Fisica, Chimica, Mineralogia, Petrografia Geologia I e II, Geomorfologia, Fisica Terrestre. Saperi imprescindibili Vedi i risultati attesi dall apprendimento Obiettivi formativi e risultati di apprendimento attesi (conoscenze, competenze e abilità) Obiettivi formativi: Obiettivo primario è fornire gli elementi teorici di base relativi alla caratterizzazione litotecnica dei materiali ed, in particolare, alle caratteristiche tecniche ed alle proprietà idrauliche delle terre e delle rocce per la risoluzione di problemi geologico-applicativi. Inoltre, sono forniti gli strumenti essenziali per la conoscenza delle indagini in sito e delle norme che regolano l esercizio della professione. Risultati dell apprendimento: Capacità di classificare terre e rocce, corretta definizione e descrizione di parametri fisici ed idraulici delle terre; capacità di determinare gli stati tensionali nei terreni in condizioni geostatiche; capacità di valutare i fenomeni di capillarità nei terreni; capacità di definire la deformabilità

2 di terre e rocce; capacità di discutere la distribuzione delle altezze idrauliche e dei relativi stati tensionali indotti in condizioni idrodinamiche 1D. CONTENUTO Ore in aula Ore studente a Ore studente Valutazione (6CFU) casa totali 4.5 Aula (Lezioni prove non selettive 1 frontali) Esercitazioni (test di autoapprendimento) in 0.5 Laboratorio naturale (escursioni) itinere e valutazione relazione di gruppo sulle attività di terreno Valutazione finale Prova scritta ed orale Testi consigliati: LANCELLOTTA R. (2004) - Geotecnica. Ed. Zanichelli, III edizione. LAMBE T.W., WHITMAN R.V. (1997) - Meccanica dei terreni. Ed. Dario Flaccovio, traduzione a cura di C. Valore. PIPKIN B.W., TRENT D.D., HAZLETT R. (2007) Geologia Ambientale, Ed. Piccin. Appunti e dispense.

3 BACHELOR OF SCIENCE IN GEOLOGY ENGINEERING GEOLOGY A.A. 2016/2017 MODULE I Teacher: Prof. Gabriele Scarascia Mugnozza, Dipartimento di Scienze della Terra, III floor, room 326 tel fax ; gabriele.scarasciamugnozza@uniroma1.it Target students: 3 rd year, I e II (pro-parte) semesters Unit level: starting Pre-requisits:. Credits: Module I - CFU 6 Teaching modality: traditional Attendance: Optional but strongly recommended Description of the contents INTRODUCTION: Engineering geology in mitigating geological risks, in planning land use, in planning works, buildings and infrastructures. TECHNICAL CHARACTERS AND PROPERTIES OF SOILS: Index properties and parameters. Classifications of soils. Clays in mineralogy and engineering geology. STRESS IN SOILS: Basic concepts about state of stress and deformation. Geostatic stress. Capillarity. Principles of continuum mechanics: principal stresses and Mohr circles. SEEPAGE IN SOILS: ideal fluids, (Bernoulli s equation). Darcy s law, hydraulic gradient, hydraulic heads, hydraulic conductivity, seepage force. SITE INVESTIGATIONS: Basic principles. ROCK MASSES: Characterization and classification. Previous knowledge (from past courses or from the educational career) Mathematic, Physic, Chemistry, Geology (I and II), Mineralogy, Petrology, Geomorphology, Solid Earth Physics. Unavoidable knowledge see the learning outcomes Developing competences and learning outcomes Educational goals: Basic information about technical and hydraulic properties in order to solve geological-technical issues. Rock properties will be briefly introduced Learning ouctomes: Classification of rocks and soils, correct definition of physical and hydraulic properties of soils, analysis of stresses under geostatic conditions, capillarity, deformability, graphical solution for stress distribution in soil media and site investigation; discussion on stresses induced by 1D groundwater flow in soil columns. CONTENTS (6 CFU) Classroom hours Home work Hours total Evaluation 4.5 Frontal lessons Practice Field excursions

4 Final evaluation Written and oral test Suggested texts: LANCELLOTTA R. (2004) - Geotecnica. Ed. Zanichelli, III edizione. LAMBE T.W., WHITMAN R.V. (1997) - Meccanica dei terreni. Ed. Dario Flaccovio, traduzione a cura di C. Valore. PIPKIN B.W., TRENT D.D., HAZLETT R. (2007) Geologia Ambientale, Ed. Piccin. Appunti e dispense; CD relativo alle norme di interesse per la professione di geologo.

5 The english version follows the italian version in the second half of the document MODULO I I Docente: Prof. Salvatore Martino, Dipartimento di Scienze della Terra, piano 3, stanza 336 tel salvatore.martino@uniroma1.it Studenti target: 3 anno II semestre Livello dell Unità: introduttivo Pre-requisiti: Modulo I Crediti: Modulo II - 3CFU Modalità di erogazione: tradizionale. Frequenza: Facoltativa ma fortemente consigliata. Descrizione del progr amma DEFORMABILITA E COMPORTAMENTI MECCANICI: legami costitutivi, rigidezza, elasticità, plasticità. PROVE EDOMETRICHE E CEDIMENTI. Prove edometriche e relative curve; cedimenti: cause, processi, effetti; tensione di snervamento e preconsolidazione; cedimento primario: indici, coefficienti, curve di compressibilità e loro significato (stato naturale, condizioni di laboratorio). RESISTENZA AL TAGLIO IN CONDIZIONI DRENATE DI TERRE. Basi concettuali; curve tensionideformazioni e moduli di deformabilità; apparecchio di taglio diretto, inviluppi a rottura da prove di taglio diretto; prove triassiali e cerchi di Mohr, inviluppi a rottura da prove triassiali consolidate drenate con confinamento isotropo (CDI); resistenza residua; significato e campi di applicazione delle prove di taglio diretto e triassiali. RESISTENZA AL TAGLIO IN CONDIZIONI DRENATE DI ROCCE. Basi concettuali; criteri di rottura di Patton, Barton&Choubey; Hoek&Bown; prove di caratterizzazione meccanica speditiva su roccia intatta; misure di resistenza e rugosità su giunti d ammasso; elementi di deformabilità equivalente di ammasso; cenni alle classificazioni geomeccaniche di ammasso roccioso. Saperi pregressi (da corsi degli anni precedenti o dalla carriera scolastica precedente) Gli stessi del Modulo I Saperi imprescindibili vedi i risultati attesi dall apprendimento Obiettivi formativi e risultati di apprendimento attesi (conoscenze, competenze e abilità) Obiettivo primario è fornire gli elementi teorici di base relativi al comportamento meccanico delle terre, e solo preliminarmente delle rocce, per la risoluzione di problemi geologico-applicativi. Risultati dell apprendimento Corretta definizione e descrizione delle proprietà meccaniche delle terre. Capacità di lettura dei parametri meccanici dai risultati di prove edometriche, triassiali e di taglio diretto. Capacità di calcolo dei cedimenti indotti da sovraccarichi statici. Capacità di costruzione di inviluppi a rottura sul piano di Mohr. Capacità di definire e descrivere un ammasso roccioso fratturato. CONTENUTO (3CFU) 2 Aula (Lezioni frontali) Ore in aula Ore studente a casa Ore studente totali Valutazione prove non selettive (test di auto-

6 BACHELOR OF SCIENCE IN GEOLOGY ENGINEERING GEOLOGY A.A. 2015/2016 MODULE II Teacher: Prof. Salvatore Martino, Dipartimento di Scienze della Terra, floor 3, room 336 tel Target students: 3 rd year, II semester Level unit: starting Pre-requisits: Module I Credits: Module II - 3CFU Teaching modality: traditional. Attendance: Optional but strongly recommended. Description of the contents STRESS-STRAIN PRINCIPLES. Concept of constitutive law, stiffness, elasticity, plasticity. SETTLEMENTS. Oedometer test, yield stress, settlement of soil columns. FRICTION AND SHEAR STRENGTH. Basic concepts, moduli and deformability of soils, stress-strain behaviour for elasto-plastic conditions, direct shear test, isotropically condolidated drained triaxial tests (CDI), experimental plots; residual strength. ROCK MASS STRENGHT. Basic concepts; strength measurements on intact rock; strength and roughness measurements on rock mass joints; failure criteria of Patton, Barton&Choubey; Hoek&Brown; elements of equivalent stiffness for rock masses; introduction to rock mass classification. Previous knowledge (from past courses or from the educational career) The same for Module I Unavoidable knowledge see the learning outcomes Developing competences Basic information about mechanical properties and behaviour of soils in order to solve geologicaltechnical issues. Rock behaviour will be briefly introduced. Learning outcomes Definition and description of mechanical soil properties. Interpretation of experimental results from laboratory tests. Computation of settlements for soil columns. Strength envelope from laboratory test. Definition and description of jointed rock masses. CONTENUTO (3 CFU) Classroom hours Home work Hours total Evaluation 2 Frontal lessons Practice Final Evaluation Written and oral test Suggested texts: LANCELLOTTA R. (2004) - Geotecnica. Ed. Zanichelli, III edizione. LAMBE T.W., WHITMAN R.V. (1997) - Meccanica dei terreni. Ed. Dario Flaccovio, traduzione a cura di C. Valore.

7 PIPKIN B.W., TRENT D.D., HAZLETT R. (2007) Geologia Ambientale, Ed. Piccin. Geoingegneria Gonzalez De Vallejo Pearson. Teaching material provided during the course.