Obiettivi formativi
Lo studente acquisisce gli elementi di base della meccanica delle rocce descrivendo il comportamento meccanico ed i processi empirici e sperimentali per caratterizzazione degli ammassi rocciosi.
Effettua dimensionamenti e calcoli e che, fondati sul bagaglio di conoscenze teoriche ed operative, lo abilitano alla progettazione di elementi di sostegno e rinforzo di masse rocciose.
Il corso richiede agli studenti di svolgere attività in gruppo che contribuiscono a sviluppare capacità comunicative e di confronto; inoltre viene richiesto di accompagnare gli esercizi con una relazione scritta.
Prerequisiti
Sono indispensabili per la comprensione del corso concetti di analisi matematica, metodi numerici e di geotecnica
Contenuti dell'insegnamento
Comportamento meccanico delle rocce: Definizione di massa rocciosa, di matrice rocciosa e di discontinuità; Descrizione quantitativa delle discontinuità (indagini in sito con sondaggi e rilievi); Resistenza a taglio delle discontinuità (criteri di resistenza, misure in sito e in laboratorio); Proprietà meccaniche della roccia intatta (prove di laboratorio); Metodi di classificazione delle masse rocciose; Metodi empirici per la caratterizzazione della massa rocciosa; Prove in sito per la caratterizzazione meccanica della massa rocciosa; Flusso d’acqua nei mezzi rocciosi (prove in sito); Metodi numerici per la modellazione di masse rocciose.
Ingegneria delle rocce: Impiego della proiezione stereografica per l’analisi dei cinematismi di blocchi di roccia. Metodi dell’equilibrio limite per la verifica di stabilità di scavi a cielo aperto. Strutture di sostegno e/o di rinforzo di masse rocciose e loro dimensionamento. Metodi numerici per l’analisi del comportamento meccanico di strutture in roccia. Cenni su casi reali di coltivazioni di miniere a cielo aperto, grandi opere civili e fondazioni in roccia.
Gallerie e opere sotterranee: progettazione, metodi di scavo e di costruzione di gallerie superficiali e profonde; metodi empirici (attraverso l’impiego di classificazione di ammassi rocciosi) per la scelta del metodo di costruzione e della tipologia dei sostegni di gallerie profonde; soluzioni analitiche per il calcolo dello stato di tensione e di deformazione nell’intorno di vuoti sotterranei; metodo della curva caratteristica e suo impiego per la progettazione dei sostegni – rinforzi necessari alle condizioni di sicurezza; misure e sistemi di monitoraggio in corso d’opera ; metodi numerici agli elementi distinti e agli elementi finiti per la progettazione di gallerie e grandi vuoti sotterranei.
Programma esteso
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Bibliografia
Testi consigliati
J.A. Hudson, J.P. Harrison – Engineering Rock Mechanics: an introduction to the principles – Pergamon. – disponibile in Biblioteca politecnica di Ingegneria e Architettura.
B. H. G. Brady, E. T. Brown - Rock mechanics for underground mining - Chapman & Hall – London 1993. – disponibile in Biblioteca politecnica di Ingegneria e Architettura.
M. Barla – Elementi di Meccanica e Ingegneria delle Rocce - Celid
Metodi didattici
Lezioni frontali, esercitazioni numeriche in gruppi
Modalità verifica apprendimento
Prova orale comprendente domande su argomenti di teoria e domande sulle esercitazioni. Le domande verificano conoscenza, comprensione e la capacità di applicarle nonché la proprietà di espressione.
Altre informazioni
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