STUDIO DEGLI AMMASSI ROCCIOSI E MECCANICA DELLE ROCCE

Il corso è articolato in 2 parti:

- Studio degli ammassi rocciosi (docente prof.ssa Giovanna Pappalardo) 

- Meccanica delle rocce (docente prof. Simone Mineo).

Conoscenza e comprensione

La parte di Studio degli ammassi rocciosi ha come obiettivo quello di fornire conoscenza dell'ammasso roccioso e le sue componenti attraverso il rilievo geomeccanico ed il calcolo dei principali parametri. La capacità di sapere caratterizzare gli ammassi rocciosi. La conoscenza dei criteri di resistenza al taglio in ammassi rocciosi e le loro applicazioni della progettazione di opere ingegneristiche. La capacità di valutare gli effetti della presenza di acqua sia nella stabilità che come infiltrazione nel sottosuolo. Di sapere pianificare attività estrattive negli ammassi rocciosi.

La parte di Meccanica delle rocce ha l’obiettivo di fornire agli/alle studenti/esse una panoramica completa sulle principali proprietà fisico-meccaniche della roccia, sulla relativa caratterizzazione di laboratorio mediante prove strumentali dirette ed indirette e sulle tecniche di rilievo dei parametri geomeccanici. Sarà inoltre posta particolare enfasi sulla proiezione stereografica di dati giaciturali di discontinuità in ammassi rocciosi e sull'utilizzo di applicativi informatici per l'analisi di stabilità.

Capacità di applicare conoscenza e comprensione

Alla fine del corso le studentesse e gli studenti saranno in grado di riportare autonomamente su appositi diagrammi i dati dell’orientazione delle discontinuità e disporranno delle conoscenze necessarie alla relativa analisi cinematica e di stabilità, nonché all’esecuzione ed interpretazione dei principali test di laboratorio su roccia. Avranno la capacità di misurare e interpretare le proprietà fisiche e petrofisiche delle rocce,  nonché di applicare metodologie di rilievo e classificazione geomeccanica per descrivere la struttura e il comportamento degli ammassi rocciosi, e verificarne le condizioni di stabilità.

Autonomia di giudizio

Lo/la studente/essa sarà in grado di interpretare autonomamente le informazioni derivanti dall'esecuzione di rilievi su ammassi rocciosi e prove di laboratorio, di selezionare metodologie opportune per parametri e contesti, e di analizzare criticamente dati e modelli.

Abilità comunicative

Lo/la studente/essa acquisirà le capacità di redigere documentazione tecnica (relazioni, report), di esporre i concetti trattati con proprietà di linguaggio tecnico a diversi interlocutori, sia specialisti e che non specialisti. L’esame orale consentirà agli/alle studenti/esse di affinare il linguaggio tecnico e le capacità comunicative.

Capacità di apprendimento

Lo/la studente/essa sarà in grado di ampliare autonomamente le proprie conoscenze sugli argomenti trattati attraverso l’approfondimento su testi, banche dati, letteratura scientifica e riferimenti normativi, nonché tramite spunti offerti dalle attività di laboratorio ed eventuali ulteriori attività formative organizzate all’interno dell’insegnamento.

L'insegnamento si svolge mediante lezioni in aula e presso il laboratorio di Geologia Applicata ed Idrogeologia Ambientale con il supporto di materiale multimediale (slide proiettate durante le lezioni) ed eventuali dispense. Il docente mostrerà inoltre alcune delle strumentazioni di laboratorio impiegate nell’ambito della caratterizzazione fisico-meccanica di provini di roccia. 

Sono altresì previste esercitazioni collettive in aula su proiezioni stereografiche e prove di laboratorio, nonché un'esercitazione pratica sulla redazione di un report di rilievo geomeccanico da eseguire sulla base di dati raccolti direttamente dagli studenti sul campo nell’ambito di un’escursione didattica. Qualora l’escursione didattica non potrà essere svolta, i dati per la redazione del report saranno forniti dai docenti. Questa esercitazione rappresenta un’utile occasione in cui gli/le studenti/esse potranno mettere in pratica, direttamente e personalmente, le nozioni acquisite durante il corso. Le esercitazioni sono finalizzate anche a potenziare le competenze digitali come la gestione di un foglio di calcolo e l'utilizzo di software specialistici.

Qualora l’insegnamento venisse impartito in modalità mista o a distanza potranno essere introdotte le necessarie variazioni rispetto a quanto sopra dichiarato, al fine di rispettare il programma previsto e riportato nel presente syllabus.

La frequenza alle lezioni è obbligatoria come da regolamento didattico.

Modulo Studio degli ammassi rocciosi

1. Introduzione al corso; illustrazione organizzazione dell'insegnamento; modalità dell'esame, richiami e riallineamento delle conoscenze di base.

2. Introduzione alla meccanica delle rocce e principali campi di applicazione.

3. Definizione di ammasso roccioso, descrizione e zonazione dell’affioramento.

4. Mezzo continuo e discontinuo, effetto scala.

5. Rilievo geomeccanico e parametri dell’ammasso roccioso secondo ISRM.

6. Classificazione geomeccanica degli ammassi rocciosi.

7. Analisi cinematica secondo i modelli di Hoek and Bray 1981.

8. Resistenza e deformabilità degli ammassi rocciosi.

9. Idrogeologia del fratturato, valutazione della permeabilità e pressioni dell’acqua.

10. Influenza delle condizioni geologiche e parametri geomeccanici di progetto in gallerie.

11.Geologia per le attività estrattive in ammassi rocciosi

Modulo di Meccanica delle Rocce

1) Introduzione al corso, illustrazione organizzazione dell'insegnamento e delle modalità dell'esame, richiami e riallineamento delle conoscenze di base

2) Proiezioni stereografiche di dati geostrutturali degli ammassi rocciosi e relativa interpretazione.

3) Analisi di stabilità attraverso i test di Markland, Matheson/Goodman anche attraverso specifici software.

4) Principali parametri fisici della roccia intatta e relativa determinazione in laboratorio: definizione e metodi di determinazione di massa volumica apparente e reale, porosità totale ed efficace.

5) Principali parametri meccanici della roccia intatta e relativa determinazione in laboratorio: definizione e metodi di determinazione di resistenza alla compressione monoassiale e triassiale, resistenza a trazione, resistenza a flessione, deformazioni assiali e radiali.

6) Criterio di rottura di Hoek & Brown ed interpretazione dati anche attraverso specifici software.

7) Resistenza al taglio lungo discontinuità: definizione dei parametri JCS, JRC ed angolo di attrito. Prova di taglio diretto (scatola di Hoek), criterio di Barton, modello di Patton.

2) Caratterizzazione geomeccanica per la progettazione ingegneristica, Bruno Giovanni, Dario Flaccovio Editore

3) Elementi di meccanica e ingegneria delle rocce, Marco Barla, CELID

4) Materiale didattico (slide e dispense) che sarà messo a disposizione sulla piattaforma Studium

5) Geologia Applicata all'ambiente. Canuti, Crescenti, Francani. Casa editrice Ambrosiana-slide/dispense docente

La verifica dell’apprendimento viene svolta in modalità orale, attraverso domande sul programma svolto. L’esame sarà effettuato in forma congiunta con il modulo di Studio degli ammassi rocciosi e verterà sui contenuti di entrambi i moduli. Al/la candidato/a sarà richiesta la preventiva consegna di un elaborato scritto (report o slide su rilievo geomeccanico) da inviare via e-mail ad entrambi i docenti del corso qualche giorno prima della data prevista per il sostenimento dell’esame. I contenuti e la forma dell’elaborato, che saranno commentati dallo studente con la commissione durante l’esame di profitto, costituiscono elementi rilevanti ai fini della valutazione dell’esame. L’eventuale valutazione negativa dell’elaborato da parte della commissione non pregiudica la possibilità di sostenere l’esame, il cui voto finale rappresenterà la sintesi equilibrata tra la preparazione e le capacità di sintesi, esposizione e collegamento mostrate dal/la candidato/a durante l’esame; si terrà altresì conto dell’impegno, della costanza e dell’interesse mostrati dallo/a studente/essa nel corso delle lezioni frontali. Durante l’esame potrà inoltre essere richiesto di riportare per iscritto eventuali formule studiate e/o di schematizzare a mano libera alcuni concetti di natura applicata (es. proiezioni stereografiche di dati geostrutturali, stereogrammi con esempi di analisi cinematica e test di Markland, diagrammi e grafici di prova).

E' previsto lo svolgimento di una esercitazioni in aula su proiezioni stereografiche ed in laboratorio.

Informazioni per studenti/esse con disabilità e/o DSA: a garanzia di pari opportunità e nel rispetto delle leggi

vigenti, gli/le studenti/esse interessati/e possono chiedere un colloquio personale con il docente al fine di

programmare eventuali misure compensative e/o dispensative, in funzione degli obiettivi didattici e delle

specifiche esigenze. È possibile rivolgersi anche al docente referente CInAP (Centro per l’integrazione Attiva e

Partecipata - Servizi per le Disabilità e/o i DSA, https://www.cinap.unict.it/) del Dipartimento, prof. Gabriele

Lanzafame (https://www.cinap.unict.it/content/referenti).

- Qual è la differenza tra porosità totale e porosità efficace in una roccia?

- Descrivere la prova di laboratorio che consente di stimare la resistenza a flessione di un provino di roccia.

- Disegnare a mano libera la proiezione stereografica di un piano di discontinuità avente una specifica orientazione.

- Cosa si intende per angolo di attrito di base?

- Quale elemento introduce Patton nel suo modello relativo alla resistenza al taglio lungo un giunto?

- Come si possono misurare le deformazioni durante una prova di compressione uniassiale?

- Cosa si intende per JRC?