RISCHI DI FRANE E MECCANICA DELLE ROCCE E ANALISI DI STABILITA DEI VERSANTI

9 CFU - 2° semestre

Docenti titolari dell'insegnamento

GIOVANNA PAPPALARDO - Modulo RISCHI DI FRANE E MECCANICA DELLE ROCCE - GEO/05 - 6 CFU
ERNESTO MOTTA - Modulo ANALISI DI STABILITA DEI VERSANTI - ICAR/07 - 3 CFU

Obiettivi formativi

RISCHI DI FRANE E MECCANICA DELLE ROCCE
Il corso ha l'obiettivo di fare acquisire e conoscere:
1. le linee guida (UNESCO) per la valutazione della pericolosità e del rischio da frana;
2. la classificazione delle frane secondo le linee guida internazionali;
3. le cause predisponenti ed innescanti delle frane;
4. la capacità di elaborare programmi di indagine per la mitigazione del rischio;
5. il computo metrico per indagini geologiche;
6. il principio di meccanica delle rocce e differenze nello studio della geotecnica delle terre;
7. la caratterizzazione geomeccanica e classificazione degli ammassi rocciosi;
8. il rilievo geomeccanico attraverso misure in situ;
9. la capacità di elaborare dati del rilievo geomeccanico attraverso l’utilizzo di software;
10. la conoscenza dei criteri di resistenza al taglio in ammassi rocciosi;
11. la conoscenza delle principali prove in situ ed in laboratorio per caratterizzare l’ammasso roccioso e le discontinuità;
12. la valutazione della stabilità dei pendii in roccia.
ANALISI DI STABILITA DEI VERSANTI
Valutazione critica delle stabilità di un pendio e individuazione delle cause delle frane indotte da azioni naturali o antropiche.

Modalità di svolgimento dell'insegnamento

RISCHI DI FRANE E MECCANICA DELLE ROCCE
L’esame si articolerà in una prova pratica (redazione di una relazione geologica, da presentare a fine corso); ed una prova orale sui contenuti teorici.
ANALISI DI STABILITA DEI VERSANTI
lezioni frontali ed esercitazioni

Prerequisiti richiesti

RISCHI DI FRANE E MECCANICA DELLE ROCCE
Aver acquisito i concetti del Corso di Geologia applicata, idrogeologia, frane, meccanica delle terre; geofisica applicata
ANALISI DI STABILITA DEI VERSANTI
conoscenze di base ti tipo geotecnico

Frequenza lezioni

RISCHI DI FRANE E MECCANICA DELLE ROCCE
Obbligatoria
ANALISI DI STABILITA DEI VERSANTI
fortemente raccomandata

Contenuti del corso

RISCHI DI FRANE E MECCANICA DELLE ROCCE
Parte I_Meccanica delle rocce
1. Introduzione al corso; illustrazione organizzazione dell'insegnamento; modalità dell'esame.
2. Introduzione alla meccanica delle rocce e principali campi di applicazione.
3. Cenni sulla genesi delle rocce lapidee. Le rocce ignee, metamorfiche e sedimentarie e la loro diffusione.
4. Definizione di roccia intatta, di discontinuità e di ammasso roccioso. Mezzo continuo e discontinuo, effetto scala.
5. Rilievo geomeccanico degli ammassi rocciosi secondo ISRM, acquisizione ed elaborazione dati.
6. Proiezioni stereografiche. Utilizzo di software dedicati.
7. Classificazione geomeccanica degli ammassi rocciosi: Bieniawski, Barton, Romana e GSI
8. Analisi cinematica secondo i modelli di Hoek and Bray 1981.
9. Analisi di stabilità mediante il Test di Markland
10. Comportamento fragile e comportamento plastico. Le rocce a comportamento fragile: frattura stabile, instabile, cedimento e rottura in condizioni di sollecitazione monoassiale e triassiale
11. Criterio di rottura per la roccia intatta di Hoek e Brown I parametri della resistenza al taglio m ed s.
12. Misura dei parametri fisici e meccanici della roccia intatta. Densità; Massa volumica reale ed apparente; porosità totale e effettiva; Tilt Test; Prove di compressione monoassiale; Prove di compressione triassiale; Prove di trazione brasiliana; Prova di flessione; Misura delle deformazioni.
13. Resistenza al taglio delle discontinuità: sperimentazione di laboratorio, scatola di taglio per rocce lapidee. L'inviluppo bilineare di Patton. Equazione della resistenza al taglio di una discontinuità scabra secondo Barton. Definizione dei parametri JCS, JRC e f. Effetti scala. Metodi di misura e di valutazione
14. Calcolo del fattore di sicurezza secondo il metodo dell’equilibrio limite per scivolamenti planari, a cuneo e per ribaltamento
Parte II_ Rischi di Frane Il rischio idrogeologico in Italia e normativa
1. Definizione di rischio di frana e metodi per la valutazione
2. Classificazione delle frane I.A.E.G. 1990
3. Tipologie di frane secondo Varnes 1978
4. Classificazione secondo Cruden e Varnes, 1996
5. Definizione della forma e dell’estensione dei dissesti
6. Studio di una frana: programma di indagini e prove in situ ed in laboratorio
7. Esempio di computo metrico
ANALISI DI STABILITA DEI VERSANTI
Elementi di base di Geotecnica; Filtrazione, Consolidazione, Resistenza dei terreni; principio delle tensioni efficaci, meccanismi di rottura nei pendii. Meccanismi traslazionali: pendio di altezza finita; pendio indefinito. Meccanismi rotazionali e di tipo complesso: metodo dei conci: metodo di Fellenius, di Bishop, di Bell.

Testi di riferimento

RISCHI DI FRANE E MECCANICA DELLE ROCCE
1. Rock slope engineering civil and mining 4th edition, Duncan C.W. and Mah C.W., Spon Press Taylor & Francis Group
2. Cruden D.M. & Varnes D.J., Landslides Types and Processes. In: Turner A.K. &
3. Schuster R.L. (Eds.) Landslides: Investigation and Mitigation. Transportation Research Board Special Report 247. National Academy Press, WA, 36-75.
4. Meccanica delle rocce, Alberto Bruschi, Dario Flaccovio Editore
5. Fenomeni franosi, Maurizio Tanzini, Dario Flaccovio Editore
6. Caratterizzazione geomeccanica per la progettazione ingegneristica, Bruno Giovanni, Dario Flaccovio Editore
7. Elementi di meccanica e ingegneria delle rocce, Marco Barla, CELID
8. RIG_1993_2_151
9. Relazione generale del PAI Sicilia: http://www.sitr.regione.sicilia.it/pai/CD_PAI/UNITA_09/09_PDF/Testi/RELAZIONE%20GENERALE%20P.A.I..pdf
ANALISI DI STABILITA DEI VERSANTI
Lancellotta: Geotecnica, Ed: Zanichelli
Airò Farulla : Analisi di stabilità dei pendii, Ed: Hevelius

Altro materiale didattico

RISCHI DI FRANE E MECCANICA DELLE ROCCE
Dispense fornite dal docente ed approfondimenti nel laboratorio di Geologia Applicata del Dipartimento sulle prove di meccanica delle rocce
ANALISI DI STABILITA DEI VERSANTI
appunti delle lezioni e materiale del sito personale del docente

Programmazione del corso

RISCHI DI FRANE E MECCANICA DELLE ROCCE
	Argomenti	Riferimenti testi
1	Introduzione al corso di geomeccanica, definizione ed applicazioni. Definizione di ammasso roccioso, roccia intatta e discontinuità. Effetto scala e mezzo continuo e discontinuo. Esempi di applicazione.	1,4,6,7
2	Rilievo geomeccanico, esempio di esecuzione ed obiettivo. Richiami sulle categorie di rocce. Raccomandazioni ISRM: spaziatura, persistenza, rugosità, apertura, riempimento, condizioni idrauliche, resistenza monoassiale con sclerometro, RQD, volume roccia unitario, frequenza spaziatura, Jv, Jb.	1,6,8
3	Classificazione geomeccanica, introduzione e obiettivi: Bieniawski 1989. Classificazione geomeccanica : Barton, Romana, GSI.	4,6
4	Classificazione di Hoek e applicazione del criterio di rottura di Hoek e Brown Criterio di rottura per la roccia intatta di Hoek e Brown I parametri della resistenza al taglio m ed s.	1,4,7
5	Analisi cinematica, meccanismi secondo Hoek e Bray. individuazione principali set, e creazione attraverso software delle aree critiche per il ribaltamento, scivolamento planare e di cuneo. Analisi di stabilità mediante il Test di Markland	1,5
6	Calcolo del fattore di sicurezza secondo il metodo dell’equilibrio limite per scivolamenti planari, a cuneo e per ribaltamento	1,4
7	Comportamento fragile e comportamento plastico. Le rocce a comportamento fragile: frattura stabile, instabile, cedimento e rottura in condizioni di sollecitazione monoassiale e triassiale	4, 6
8	Caratterizzazione fisico-meccanica della roccia intatta: Prove fisiche secondo UNIEN: massa volumica apparente e reale; porosità totale e aperta; peso specifico. Misura dei parametri di deformazione e di resistenza della roccia intatta. Prove di compressione monassiale con la pressa; Point Load Test.	1,4,6,7
9	Prove di compressione triassiale; Prove di trazione Brasiliana; Prova di flessione. Misura delle deformazioni. Tilt test Resistenza al taglio delle discontinuità, criterio di rottura lineare e curvilineo: sperimentazione di laboratorio, scatola di taglio (scatola di Hoek) per rocce lapidee. L'inviluppo bilineare di Patton. Equazione della resistenza al taglio di una discontinuità scabra secondo Barton. Definizione dei parametri JCS, JRC.	1,4,6,7
10	Introduzione alla seconda parte della disciplina. Il rischio idrogeologico in Italia e normativa. Piano di assetto idrogeologico, PAI. Definizione di rischio di frana e metodi per la valutazione	2,3,5,9
11	Classificazione delle frane I.A.E.G. 1990 Tipologie di frane secondo Varnes 1978: crolli, ribaltamenti, espandimenti laterali, scorrimenti rotazionali scivolamenti planari, colate, complesse. Classificazione secondo Cruden e Varnes, 1996	2,3,5
ANALISI DI STABILITA DEI VERSANTI
	Argomenti	Riferimenti testi
1	Classificazione dei terreni; resistenza al taglio dei terreni; prove di laboratorio; Stabilità dei Pendii; meccanismi di rottura piana: pendio di altezza finita; pendio indefinito; superfici di scorrimento di forma qualunque; metodo dei conci; metodo di Fellenius; metodo di Bishop; pendii in condizioni di carico sismico.p	Lancellotta : ''Geotecnica'' Zanichelli Airò Farulla '' Il metodo dell'equilibrio limite nella stabilità dei pendii

Verifica dell'apprendimento

MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

RISCHI DI FRANE E MECCANICA DELLE ROCCE
Realilzzazione di un report a fine corso sulle misure effettuate durante l'esercitazione esterna di rilievo geomeccanico.

L'esame finale è orale
ANALISI DI STABILITA DEI VERSANTI
esame orale

ESEMPI DI DOMANDE E/O ESERCIZI FREQUENTI

RISCHI DI FRANE E MECCANICA DELLE ROCCE
Tutti gli argomenti del corso
ANALISI DI STABILITA DEI VERSANTI
il metodo di fellenius, equazione di pendio indefinito

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