Obiettivi Formativi

L'obiettivo del corso di Stabilità dei Pendii è quello di fornire allo studente di Ingegneria Civile le conoscenze per valutare le condizioni di stabilità di un pendio e gli effetti su tali condizioni derivanti dalla realizzazione di strutture e infrastrutture sul pendio e per studiare altresì pendii in frana al fine di definire e progettare gli interventi per la stabilizzazione. Tale obiettivo viene conseguito attraverso la comprensione delle principali caratteristiche delle frane, dei fattori predisponenti e dei segni premonitori di fenomeni di instabilità, dell’importanza della sperimentazione in sito e in laboratorio sulle terre, del monitoraggio delle grandezze che governano la risposta del pendio, dei possibili meccanismi di collasso che possono interessare i pendii in funzione delle condizioni topografiche e stratigrafiche del sito oggetto di studio e dei criteri per la scelta dei metodi di stabilizzazione. Alla fine del corso lo studente sarà in grado di applicare le conoscenze acquisite e la comprensione dei principi fondamentali della disciplina per: a) individuare e descrivere con terminologia rigorosa le caratteristiche delle frane; b) individuare le cause delle frane e pianificare le opportune campagne di indagini e di monitoraggio per eseguire compiutamente lo studio dei fenomeni di instabilità; c) studiare i moti di filtrazione dell’acqua nei pendii attraverso l’analisi critica di misure piezometriche, la formulazione di ipotesi sulle condizioni al contorno e l’uso di codici di calcolo per definire compiutamente il regime delle pressioni interstiziali nel pendio; d) eseguire analisi di stabilità in condizioni statiche e sismiche di pendii naturali, fronti di scavo e opere in terra, tenendo conto delle prescrizioni delle norme tecniche vigenti e utilizzando anche codici di calcolo; e) stimare gli spostamenti indotti nel pendio da azioni sismiche per valutare le condizioni di stabilità con un approccio di tipo prestazionale; f) progettare interventi di stabilizzazione dei pendii. Gli elementi di teoria consentiranno allo studente di identificare, formulare e risolvere problemi utilizzando metodi, tecniche e strumenti aggiornati, in modo da poter affrontare con successo problemi di geotecnica ricorrenti nella prassi professionale. La comprensione degli argomenti è volta a sviluppare la capacità di elaborazione dei concetti con piena autonomia di giudizio. Essa è supportata dall’apprendimento di un linguaggio tecnico appropriato e rigoroso, utile a presentare i risultati e sostenere argomentazioni teoriche su temi applicativi dell'Ingegneria, con particolare riferimento a quelli di ingegneria geotecnica finalizzati anche alla protezione del territorio. Essa permette altresì una sicura ed efficace comunicazione sia con interlocutori esperti nella materia che con interlocutori non specialisti e di diversa formazione.

Metodi didattici

Il corso prevede un impegno in aula di 48 ore e viene erogato mediante lezioni frontali (24 ore) ed esercitazioni in aula (24 ore). Le lezioni sono svolte alla lavagna stimolando frequentemente l'interazione con gli studenti e sono finalizzate all’acquisizione delle conoscenze sul comportamento meccanico delle terre. Le esercitazioni vengono svolte dagli studenti sotto la guida del docente. Esse sono finalizzate ad applicare le conoscenze acquisite e rappresentano un momento fondamentale di interazione e di partecipazione nel quale è incoraggiato il lavoro di gruppo e il confronto tra i risultati ottenuti. Nel corso delle esercitazioni gli studenti vengono chiamati alla lavagna per illustrare i risultati ottenuti in modo da stimolare la loro capacità di formulare soluzioni elaborate in autonomia o in gruppo, da acquisire dimestichezza con la presentazione dei loro risultati e da affinare la loro capacità di espressione utilizzando un linguaggio rigoroso.

Prerequisiti

Sono necessarie le conoscenze di base di Meccanica delle terre e di Geotecnica.

Verifiche dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento è effettuata attraverso una prova di esame orale. La prova consiste nella discussione di almeno tre argomenti ed è volta a verificare il livello di conoscenza e di comprensione dei contenuti del corso. Sono altresì oggetto di valutazione il rigore metodologico e la proprietà di linguaggio nell'esposizione degli argomenti. Ciascuno degli argomenti trattati all’esame è oggetto di separata valutazione in trentesimi. La valutazione finale, espressa in trentesimi, è il risultato di un giudizio complessivo della prova d’esame che tiene conto della media delle valutazioni della discussione dei vari argomenti.

Programma del Corso

Il corso è suddiviso in sette capitoli che, a partire dalla classificazione delle frane e dalle indagini e dal monitoraggio specifici per lo studio dei pendii, fino all’esame dei metodi di analisi per la valutazione delle condizioni di stabilità in condizioni statiche e sismiche e ai metodi di stabilizzazione dei pendii in frana, forniscono tutti gli strumenti necessari all’ingegnere civile per affrontare i problemi relativi allo studio della stabilità e della stabilizzazione dei pendii. L'elenco dettagliato degli argomenti trattati è il seguente: 1.CLASSIFICAZIONE DELLE FRANE E RICONOSCIMENTO DEI CARATTERI: Nomenclatura e classificazione delle frane; Segni premonitori di un fenomeno di instabilità; Individuazione della superficie di scorrimento. 2. INDAGINI GEOTECNICHE E MISURE IN SITO: Misure di spostamento; Prove di permeabilità. 3. APPROFONDIMENTI SULLE PROPRIETÀ MECCANICHE DEI TERRENI: Relazioni tensioni-deformazioni e resistenza al taglio; Meccanismi di rottura progressiva e resistenza residua; Influenza delle discontinuità sulla resistenza al taglio; Scelta dei parametri nelle analisi di stabilità. 4. LE PRESSIONI INTERSTIZIALI NEI PENDII: Richiami sui moti di filtrazione, moti non confinati, filtrazione in mezzi anisotropi ed eterogenei; Rappresentazione delle pressioni interstiziali: superficie piezometrica e coefficiente di pressione interstiziale; Valutazione delle sovrappressioni interstiziali in condizioni non drenate. 5.METODI DI ANALISI DI STABILITÀ DEI PENDII: Definizione del coefficiente di sicurezza; Metodi dell’equilibrio limite: metodi globali (pendio indefinito, metodo dei blocchi, metodo del cerchio d’attrito), metodi delle strisce (metodo di Fellenius, metodo di Bishop semplificato, metodo di Janbu semplificato, metodo di Morgenstern e Price, metodo di Spencer come caso particolare del metodo di Morgenstern e Price), confronto tra i metodi delle strisce; Uso di abachi di stabilità. 6.STABILITÀ DEI PENDII IN CONDIZIONI SISMICHE: Valutazione dell’azione sismica: Valutazione semplificata della risposta sismica, Amplificazione stratigrafica e topografica, Comportamento ciclico dei terreni a piccole, medie e grandi deformazioni, Approccio pseudostatico, abachi di Koppula; Riduzione della resistenza: valutazione delle sovrappressioni interstiziali e degradazione della resistenza non drenata; Analisi degli spostamenti: equazione del moto, accelerazione critica, metodi semplificati. 7. INTERVENTI DI STABILIZZAZIONE: Criteri di intervento per la stabilizzazione dei pendii; Riprofilatura del pendio e criterio della linea neutra; Drenaggi a gravità: tipologie e modalità costruttive, efficienza idraulica e stabilità di un pendio, caratteri di un processo di drenaggio, dimensionamento di un sistema di trincee drenanti, dimensionamento di un sistema di dreni tubolari; Interventi con strutture di sostegno.