UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TORINO

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1 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TORINO ESAME DI STATO PER L ABILITAZIONE ALL ESERCIZIO DELLA PROFESSIONE DI GEOLOGO PRIMA SESSIONE ANNO 2016 PRIMA PROVA SCRITTA Tema n. 1 Il rilevamento geologico tecnico dei depositi quaternari continentali. Tema n. 2 Il candidato esponga, in generale, le principali tipologie di indagini geognostiche e di tipo geofisico, le loro finalità, limiti e criteri di applicazione. Tema n. 3 In campo geotecnico sono ormai assodate, da diverse decine di anni, tecniche di monitoraggio finalizzate al rilevamento ed al controllo dei principali parametri che governano il comportamento dei mezzi naturali e delle strutture con cui gli stessi interagiscono. Il candidato, anche attingendo a tecniche ed esempi di sua specifica conoscenza, illustri il ruolo del monitoraggio geotecnico con riferimento sia al metodo osservazionale nella progettazione di opere, sia nella gestione delle situazioni di rischio per la pubblica incolumità e/o per la salvaguardia dei beni in concomitanza della realizzazione di opere infrastrutturali. Qualora lo ritenga necessario il candidato introduca nel testo schemi grafici esemplificativi.

2 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI TORINO ESAME DI STATO PER L ABILITAZIONE ALL ESERCIZIO DELLA PROFESSIONE DI GEOLOGO PRIMA SESSIONE ANNO 2016 Tema n. 1 SECONDA PROVA SCRITTA In un area pianeggiante sufficientemente ampia e lontana da limiti e vincoli geomorfologici e geostrutturali, alla quota media di circa 250 m s.l.m., è stato realizzato un pozzo (P1) a scopo idropotabile profondo 180 m. La successione stratigrafica semplificata, desunta dalla stratigrafia di sondaggio in asse pozzo, può essere così schematizzata: m argilla e argilla sabbiosa m sabbia fine m argilla, argilla sabbiosa, sabbia debolmente argillosa m alternanze di livelli a ciottoli, ghiaie e sabbie e di livelli argillosi. Nei depositi superficiali, ascritti al Pleistocene, è impostato un acquifero libero poco produttivo che, secondo la bibliografia disponibile ha un limite basale mediamente pari a 28 m da p.c. attuale. Al di sotto si sviluppa una sequenza plio-pleistocenica, conosciuta come Serie delle alternanze villafranchiane, di potenza pluridecametrica. Il pozzo, che alloggia un unica colonna di diametro pari a 400 mm, è stato realizzato interamente con tecnica a rotazione inversa e distruzione di nucleo, per un diametro di perforazione pari ad 800 mm. Il posizionamento dei filtri viene schematizzato nel seguito: m (7 m) m (3 m) m (3 m) m (4 m) m (9 m). Trattasi di un completamento multi filtro, realizzato nelle zone contraddistinte da livelli acquiferi in pressione, corrispondenti ad orizzonti produttivi costituiti da depositi prevalentemente ghiaiosi e sabbiosi. Il pozzo è isolato nel tratto compreso tra p.c. e 41 m, mentre a profondità superiori l intercapedine è riempita di ghiaietto calibrato. I filtri intercettano solo l 80% dei suddetti orizzonti produttivi. L opera è stata oggetto sia di prove di pozzo con gradini di portata di breve durate sia di prove di pompaggio di lunga durata. La prova di pozzo ha fornito i seguenti risultati: Gradini di Portate Abbassamenti prova emunte [m 3 /h] [m]

3 Il candidato, sulla base dei dati a sua disposizione, ricostruisca la curva caratteristica del pozzo, definisca le portate specifiche, gli abbassamenti specifici, la portata specifica per abbassamento unitario, l equazione della retta rappresentativa delle perdite di carico e fornisca indicazioni per la stima dell efficienza del pozzo. La prova di pompaggio di lunga durata a portata costante (16,5 l/s), eseguita in discesa, è stata protratta per un periodo di circa 6 ore, sufficiente a definire la dinamica di risposta dell acquifero adiacente al pozzo in pompaggio. La prova ha fornito i seguenti risultati: n Tempi Abbassamenti P1 [s] [m] Il candidato, sulla base dei dati a sua disposizione ed utilizzando l espressione di approssimazione logaritmica di C.E. Jacob, definisca i parametri idrodinamici dell acquifero T e k. Suggerisca inoltre la possibile modalità di realizzazione di un campo prova per una completa parametrizzazione idrodinamica dell acquifero. Nell ipotesi di una contaminazione da nitrati rilevata in un pozzo Pn, situato circa 500 m a monte del pozzo P1 rispetto alle linee di flusso, il candidato valuti il tempo di arrivo dell inquinante in P1, dati i seguenti parametri: i = 1% n e = 10%. Il candidato esponga quali interventi possono essere messi in atto per controllare e contrastare il flusso di sostanze advettive verso il pozzo P1 e, nell ipotesi che la fonte di inquinamento venga eliminata, per bonificare definitivamente l acquifero.

4 Tema n. 2 E in progetto la demolizione e ricostruzione di parte del fabbricato indicato in planimetria, con una struttura che avrà dimensioni di circa 240 m x circa 40 m. E richiesto lo studio geologico, sismico e lo studio geotecnico in rapporto alla caratterizzazione dei terreni, allo scopo di fornire i dati utili al dimensionamento delle fondazioni dell edificio, in riferimento alle Norme Tecniche per le costruzioni di cui al D.M. 14/01/2008 (NTC08) e della Circ. 2 febbraio 2009, n.617 C.S.LL.PP. Il sito è collocato in zona sismica 3, in un settore della media Valle di Susa. Il candidato, sulla base della documentazione in allegato: elenchi almeno due tipologie di documenti necessari ad ottenere il quadro della pericolosità geomorfologica, idrogeologica ed idraulica del sito ai fini dell utilizzazione urbanistica; rediga almeno due profili geologici, con indicazione delle principali unità litotecniche riconosciute, della soggiacenza della falda idrica, sulla base delle quali e delle informazioni geologiche e geomorfologiche a lui disponibili, elabori il modello geologico ed idrogeologico del sito; completi i profili geologici con i dati provenienti dalle prove penetrometriche continue ed in foro di sondaggio, stimando i principali parametri geotecnici medi dei terreni, sulla base di una valutazione qualitativa o, meglio, utilizzando, in modo ragionato, le più adatte tra le numerose formule presenti in letteratura; elabori il modello geotecnico del sito; indichi quale possa essere la tipologia ed il dimensionamento qualitativo della fondazione prevalente, considerando l importanza dell opera e gli elevati carichi di esercizio; spieghi il significato della prova sismica e l utilizzo dei risultati ai fini del dimensionamento geotecnico; indichi se, per un eventuale manufatto sostenuto da fondazioni superficiali, considerando una magnitudo degli eventi sismici attesi < 5, l opera sia soggetta a verifica della liquefazione secondo NTC08 ed esponga almeno tre criteri indicati nella normativa citata per escludere tale verifica; proponga, se lo ritiene, un progetto integrativo o alternativo delle indagini geognostiche eseguite, al fine di ottenere una più completa rappresentazione della distribuzione areale delle unità e delle loro caratteristiche geologiche e geotecniche; imposti la relazione geologica indicandone i principali capitoli e, sinteticamente, il contenuto da sviluppare. Viene allegata la seguente documentazione: All. 1: carta geologica CARG e relativa legenda; All. 2: n. 4 stratigrafie di sondaggi ; All. 3: n. 7 certificati di prove penetrometriche dinamiche continue All. 4: stratigrafia di sondaggio profondo eseguita per la TAV; All. 5: planimetria con ubicazione indagini; All. 6: certificato di prova geofisica tipo Downhole.

5 ALLEGATO 1A Stralcio della CARTA GEOLOGICA D ITALIA Foglio 154 Susa (scala 1:50.000)

6 ALLEGATO 1B Legenda della CARTA GEOLOGICA D ITALIA Foglio 154 Susa (scala 1:50.000)

7 ALLEGATO 1C Legenda della CARTA GEOLOGICA D ITALIA Foglio 154 Susa (scala 1:50.000)

8 ALLEGATO 1D Legenda della CARTA GEOLOGICA D ITALIA Foglio 154 Susa (scala 1:50.000)

9 Committente Cantiere Località Data Inizio Data Fine SONDAGGIO FOGLIO S1 1/1 Quota (p.c.) Profondita' Potenza Scala 1: Stratigrafia Descrizione Solette in calcestruzzo armato sovrapposte. Terreno di riporto eterogeneo, sabbioso ghiaioso limoso, con frammenti di laterizi, macerie edili, e sporadici ciottoli. Sabbia fine limosa; colore variabile grigio bruno rossiccio. Limo sabbioso; colore grigio bruno. Ghiaia eterometrica (diam. medio clasti 5 cm) con sporadici ciottoli in matrice sabbiosa eterometrica, prevalentemente sciolta. Presenza di locali livelli decimetrici sabbioso limosi, addensati. Colore grigiastro. Ciottoli e ghiaia in subordinata matrice sabbioso limosa; colore grigiastro. Ghiaia eterometrica (diam. medio clasti 5 cm) con sporadici ciottoli in matrice sabbiosa eterometrica, prevalentemente sciolta. Presenza di locali livelli decimetrici sabbioso limosi, addensati. Colore grigiastro. Ghiaia eterometrica (diam medio clasti 4-5 cm) e piccoli ciottoli in subordinata matrice sabbiosa, mediamente addensata; colore bruno. Sabbia con ghiaia; colore grigiastro. Ghiaia e ciottoli in abbondante matrice sabbiosa, a tratti debolmente limosa, mediamente addensata; colore variabile da grigiastro a bruno. Falda Perforazione 127 Rivestimento 90 % Carotaggio RQD Piezometro Inclinometro Prove S.P.T p.a Campioni 1.00 C C C C C5 7.20

10 Committente Cantiere Località Data Inizio Data Fine SONDAGGIO FOGLIO S2 1/1 Quota (p.c.) Profondita' Potenza 0.20 Scala 1: Stratigrafia Descrizione Terreno di riporto eterogeneo, sabbioso ghiaioso limoso, con frammenti di laterizi, macerie edili, frammenti ferrosi e sporadici ciottoli. Limo sabbioso; colore variabile grigio bruno rossiccio. Sabbia fine limosa; colore grigio. Ghiaia eterometrica (diam. medio clasti 5 cm) con sporadici ciottoli in matrice sabbiosa eterometrica, prevalentemente sciolta. Presenza di locali livelli decimetrici sabbioso limosi, addensati. Colore grigiastro. Ghiaia eterometrica con sporadici ciottoli (diam. max 8-10 cm) in subordinata matrice sabbioso limosa; colore grigio. Limo sabbioso, addensato, con ghiaia medio fine; colore grigiastro. Ghiaia eterometrica, sciolta, con sporadici piccoli ciottoli in scarsa matrice sabbiosa; colore grigio. Limo sabbioso, addensato, con ghiaia medio fine; colore grigio nocciola chiaro. Ghiaia eterometrica, prevalentemente sciolta (diam medio clasti 5-6 cm), con sporadici ciottoli (diam. max 8-10 cm) in subordinata matrice sabbiosa; colore grigio nocciola. Presenza di sottili livelli pluricentimetrici a matrice limosa prevalente. Ghiaia eterometrica (diam. medio clasti 3-4 cm) in abbondante matrice limoso sabbiosa, addensata; colore bruno nocciola. Falda Perforazione 127 Rivestimento 90 % Carotaggio RQD Piezometro Inclinometro Prove S.P.T p.a p.a p.a p.a. Campioni 1.00 C C C C C p.a.

11 Committente Cantiere Località Data Inizio Data Fine SONDAGGIO FOGLIO S3 1/3 Quota (p.c.) Profondita' Potenza Scala 1: Stratigrafia Descrizione Soletta in calcestruzzo. Terreno di riporto sabbioso ghiaioso, colore bruno rossiccio. Terreno di riporto sabbioso ghiaioso con ciottoli (diam max 10 cm); colore grigiastro. Limo sabbioso argilloso, mediamente consistente; colore grigiastro con screziature rossicce. Ghiaia eterometrica (diam. medio 5-6 cm) con ciottoli (diam. max 8-10 cm) in matrice limoso sabbiosa, addensata; colore grigiastro. Ghiaia eterometrica (diam. medio 6 cm) in matrice sabbiosa poco addensata, con presenza di occasionali piccoli ciottoli (diam. max 6-8 cm); colore grigiastro. presenza di livelli limoso sabbioso ghiaiosi addensati. Ghiaia media in matrice limoso sabbiosa, addensata. Presenza alla base di un livello di 15 cm di limo sabbioso argilloso. Colore grigiastro. Ghiaia fine in matrice sabbiosa; colore bruno. Ghiaia medio fine (diam. medio 1-3 cm) con ciottoli (diam. max 10 cm) in matrice sabbiosa, debolmente limosa, mediamente addensata; colore bruno. Ghiaia eterometrica con ciottoli (diam. max cm) in matrice sabbiosa e sabbioso limosa, a tratti abbondante; colore grigio bruno. Da m presenza di sabbia limosa con scarsa ghiaia. Falda Perforazione 127 Rivestimento 90 % Carotaggio RQD Piezometro Inclinometro Prove S.P.T R p.a R p.a p.a p.a p.a. Campioni 2.00 C C C C C5 9.20

12 Committente Cantiere Località Data Inizio Data Fine SONDAGGIO FOGLIO S3 2/3 Quota (p.c.) Profondita' Potenza Scala 1: Stratigrafia Descrizione Ghiaia eterometrica con ciottoli (diam. max cm) in matrice sabbiosa e sabbioso limosa, a tratti abbondante; colore grigio bruno. Da m presenza di sabbia limosa con scarsa ghiaia. Ghiaia medio fine in matrice sabbiosa grossolana, con passate sabbioso limose e presenza di rari piccoli ciottoli; colore grigiastro. Ghiaia eterometrica, prevalentemente medio fine, con presenza di sporadici ciottoli (diam. max 8-10 cm) in matrice limosa e limoso sabbiosa, addensata; colore bruno chiaro grigiastro. Limo e limo sabbioso con sporadica ghiaia fine. Sabbia limosa con ghiaia fine. Ghiaia eterometrica, prevalentemente medio fine, con presenza di sporadici ciottoli (diam. max 8-10 cm) in matrice limosa e limoso sabbiosa, addensata; colore bruno chiaro grigiastro. Limo sabbioso, debolmente ghiaioso. Ghiaia eterometrica, prevalentemente medio fine, con presenza di sporadici ciottoli (diam. max 8-10 cm) in matrice limosa e limoso sabbiosa, addensata; colore bruno chiaro grigiastro. Limo e limo sabbioso con ghiaia fine. Falda 101 Perforazione 127 Rivestimento 90 % Carotaggio RQD Piezometro Inclinometro Prove S.P.T R p.a R p.a R p.a. Campioni

13 Committente Cantiere Località Data Inizio Data Fine SONDAGGIO FOGLIO S3 3/3 Quota (p.c.) Profondita' Potenza Scala 1: Stratigrafia Descrizione Ghiaia eterometrica, prevalentemente medio fine, con presenza di sporadici ciottoli (diam. max 8-10 cm) in matrice limosa e limoso sabbiosa, addensata; colore bruno chiaro grigiastro. Limo e limo sabbioso con ghiaia fine. Ghiaia eterometrica, prevalentemente medio fine, con presenza di sporadici ciottoli (diam. max 8-10 cm) in matrice limosa e limoso sabbiosa, addensata; colore bruno chiaro grigiastro. Limo e limo sabbioso con ghiaia fine. Ghiaia grossolana e sporadici ciottoli. Sabbia limosa con ghiaia eterometrica. Limo sabbioso argilloso, debolmente ghiaioso, addensato. Ghiaia media in matrice sabbiosa e sabbioso limosa, addensata; colore bruno chiaro grigiastro. Falda 101 Perforazione 127 Rivestimento 90 % Carotaggio RQD Piezometro Inclinometro Prove S.P.T R p.a. Campioni Installato tubo 3" per esecuzione di prove geofisiche.

14 Committente Cantiere Località Data Inizio Data Fine SONDAGGIO FOGLIO S4 1/2 Quota (p.c.) Profondita' Potenza Scala 1: Stratigrafia Descrizione Soletta in calcestruzzo. Ghiaia sabbiosa di sottofondo. Terreno di riporto limoso sabbioso, con ghiaia e frammenti di laterizi; colore grigio bruno. Terreno di riporto sabbioso ghiaioso con frammenti di laterizi; colore bruno rossiccio. Terreno di riporto limoso sabbioso argilloso con macerie edili; colore bruno. Terreno di riporto sabbioso ghiaioso (clasti a spigoli vivi) con frammenti di laterizi; colore bruno rossiccio. Blocco di calcestruzzo. Ghiaia eterometrica (diam. medio 6 cm) con piccoli ciottoli (diam. max 10 cm) in matrice limoso sabbiosa; colore grigiastro. Ghiaia eterometrica (diam. medio clasti 3-5 cm) in matrice sabbiosa sciolta, prevalentemente grossolana. Colore grigiastro. Falda Perforazione 127 Rivestimento 90 % Carotaggio RQD Piezometro Inclinometro Prove S.P.T Campioni 2.00 C C C Sabbia medio grossolana, debolmente ghiaiosa, con ciottoli; colore bruno grigiastro. Ghiaia eterometrica (diam. medio clasti 3-5 cm) in matrice sabbiosa sciolta, prevalentemente grossolana. Colore grigiastro C4 7.50

15 Committente Cantiere Località Data Inizio Data Fine SONDAGGIO FOGLIO S4 2/2 Quota (p.c.) Profondita' Potenza Scala 1: Stratigrafia Descrizione Ghiaia eterometrica (diam. medio clasti 3-5 cm) in matrice sabbiosa sciolta, prevalentemente grossolana. Colore grigiastro. Ghiaia eterometrica (diam. medio 4-6 cm) in matrice sabbioso limosa, a tratti addensata; colore bruno chiaro grigiastro. Limo sabbioso, di media consistenza; colore bruno grigiastro. Ghiaia eterometrica in matrice sabbiosa, a tratti addensata; colore bruno chiaro grigiastro. Limo sabbioso con ghiaia medio fine, medamente consistente. Ghiaia (diam. medio 2-3 cm) in matrice sabbiosa, medio grossolana, sciolta; colore grigiastro. Ghiaia eterometrica (diam. medio 5-6 cm) in matrice sabbiosa; colore nocciola. Limo sabbioso con ghiaia fine (diam. medio 2 cm), mediamente consistente. Ghiaia eterometrica in matrice sabbiosa e sabbioso limosa; colore bruno chiaro grigiastro. Falda 101 Perforazione 127 Rivestimento 90 % Carotaggio RQD Piezometro Inclinometro Prove S.P.T R Campioni 9.30 C R

16 Prova n 1 Livello falda alla data di esecuzione: non rilevata Penetrometro dinamico tipo Pagani Tg 73/100 Quota di riferimento: p.c. (preforo a m. - 0,40) Quota (cm) N colpi Quota (cm) N colpi Quota (cm) N co lpi Quota (cm) N colpi R Profondità (cm) Numero colpi N

18 Prova n 3 Penetrometro dinamico tipo Pagani Tg 73/100 Livello falda alla data di esecuzione: non rilevata Quota di riferimento: p.c. Quota (cm) N colpi Quota (cm) N colpi Quota (cm) N co lpi Quota (cm) N colpi Profondità (cm) Numero colpi N

19 Prova n 4 Livello falda alla data di esecuzione: non rilevata Penetrometro dinamico tipo Pagani Tg 73/100 Quota di riferimento: p.c. (preforo a m. - 0,20) Quota (cm) N colpi Quota (cm) N colpi Quota (cm) N co lpi Quota (cm) N colpi Profondità (cm) Numero colpi N

21 Prova n 6 Livello falda alla data di esecuzione: non rilevata Penetrometro dinamico tipo Pagani Tg 73/100 Quota di riferimento: p.c. (preforo a m. - 0,40) Quota (cm) N colpi Quota (cm) N colpi Quota (cm) N co lpi Quota (cm) N colpi Profondità (cm) Numero colpi N

22 Prova n 7 Livello falda alla data di esecuzione: non rilevata Penetrometro dinamico tipo Pagani Tg 73/100 Quota di riferimento: p.c. (preforo a m. - 0,20) Nota: probabile intersezione con una soletta in calcestruzzo a m. - 4,00. Quota (cm) N colpi Quota (cm) N colpi Quota (cm) N co lpi Quota (cm) N colpi R Profondità (cm) Numero colpi N

23 Ubicazione e stratigrafia semplificata del sondaggio eseguito per la TAV. Estratto da ARPA Piemonte area webgis

24 P7

25 5 0 DOWN HOLE S3 Fig. 1: velocità onde S al variare della profondità Vs (m/s) Vs m/s Prof. (m) gd test Srl * Torino 1596_r01

26 Tema n. 3 Il candidato deve procedere alla redazione della relazione geologica da allegare al progetto definitivo di consolidamento di un tratto di versante in dissesto, interferente con la sottoscarpa di una strada provinciale che si snoda a mezza costa, in destra idrografica di un piccolo bacino di second ordine allungato in direzione NNW SSE. Sulla base dei primi rilievi in sito il tratto in dissesto è stato suddiviso in due segmenti caratterizzati da differenti evoluzione del pendio in sottoscarpa: sono stati individuati colamenti veloci dalla banchina stradale al fondovalle (tratti discontinui da G a M) e uno scivolamento rotazionale (a valle del tratto EF). Lo scivolamento ha mostrato evidenze di movimenti superficiali con danni all infrastruttura, in correlazione con eventi pluviometrici severi, durante un arco temporale d osservazione compreso tra il 2012 e il La relazione geologica dovrà essere accompagnata dalla sezione geologica interpretativa n 3, tracciata sulla Corografia con ubicazione del tratto stradale dissestato e delle indagini bibliografiche nonché dal profilo litotecnico S.4, tracciato sullo Stralcio di planimetria in scala 1:200 di rilievo topografico, relativo al tratto EF con ubicazione indagini effettuate. Il modello geologico di riferimento e i dati ricavabili dagli elaborati compilati dal candidato devono rappresentare una valida base per l impostazione di una verifica di stabilità del versante del lotto funzionale relativo al tratto EF, nell ipotesi di procedere alla realizzazione di gabbionate al piede del dissesto e di opera strutturale di sostegno per la viabilità provinciale. Si richiede, inoltre, di formulare alcune brevi considerazioni sull applicabilità e sul significato di uno studio di back analisys del pendio, nel caso in esame. Viene allegata la seguente documentazione: All. 1: CGI foglio n. 42 e relativa legenda; All. 2: Corografia con ubicazione del tratto stradale dissestato e delle indagini bibliografiche; All. 3: Stratigrafie di sondaggi reperite in bibliografia (Banca dati geotecnica consultabile on line dal webgis dell Arpa Piemonte) codice perforazione , , , , , ; All. 4: Stralcio di planimetria in scala 1:200 di rilievo topografico relativo al tratto EF, con ubicazione indagini effettuate; All. 5: Grafici campagna d indagini effettuate (prove penetrometriche). All. 6: Grafici campagna d indagini effettuate (prove geofisiche).