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PORTALE DELLA DIDATTICA

Meccanica delle rocce

05BPMMX

A.A. 2018/19

Corsi di studio

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Civile - Torino

Organizzazione del corso
Didattica Ore
Lezioni 64
Esercitazioni in aula 4
Esercitazioni in laboratorio 12
Tutoraggio 16
Docenti
Docente Qualifica Settore h.Lez h.Es h.Lab h.Tut Anni incarico
Scavia Claudio Professore Ordinario ICAR/07 48 0 0 0 7
Collaboratori
Espandi

Didattica
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ICAR/07 8 B - Caratterizzanti Ingegneria civile
2018/19
L’insegnamento si propone di fornire gli elementi base della Meccanica delle Rocce e la loro applicazione allo studio della stabilità degli scavi, in superficie e in sotterraneo (gallerie) e dei pendii naturali. La presenza di discontinuità naturali, ad ogni scala, pone problematiche sperimentali e teoriche in parte diverse rispetto a quelle affrontate nei corsi di Geotecnica e di Scienza delle Costruzioni. In tal senso nel corso vengono descritte le caratteristiche meccaniche delle discontinuità naturali e a partire dal concetto di volume elementare rappresentativo vengono presentati i metodi di calcolo del continuo equivalente e del discontinuo. Tali elementi di base vengono applicati allo studio della stabilità dei pendii e delle cavità sotterranee facendo riferimento a casi di studio reali.
The aim of the course is to provide the fundamental elements of Rock Mechanics and of their application to the assessment of the excavations, in the surface and underground (tunnels), and to the rock slope stability. The presence of natural discontinuities in rock masses, at different scales, leads to experimental and theoretical subjects, which are partly different from those studied in Soil Mechanics (Geotechnical Engineering) and Structural Mechanics courses. As to this during the course the mechanical behaviour of natural discontinuities is described and the methods of the equivalent continuous and discontinuous are introduced. These basic elements are applied to the analysis of rock slope and excavation stability, by referring to real case histories.
Acquisizione degli elementi di base per lo studio delle rocce alla scala del laboratorio e del sito. Utilizzo degli strumenti di analisi e calcolo per l'esecuzione di verifiche di stabilità con il metodo dell'equilibrio limite ed analisi tensionali e deformative per opere in sotterraneo, pendii e fronti di scavo.
Knowledge of the fundamental rock mechanics subjects, both in laboratory and in situ scales. Ability of using analytical methods for the assessment of the stability of rock slopes, excavation faces and underground excavations, using the limit equilibrium method and stress and strain analyses.
Geotecnica
Geotechnics
Descrizione quantitativa delle discontinuità naturali (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 empirici per la caratterizzazione dell’ammasso roccioso; definizione dello stato di tensione in sito. Metodi dell’equilibrio limite per la verifica di stabilità dei pendii in roccia: scivolamenti bi e tridimensionali e ribaltamenti bidimensionali. Progetto di interventi di sostegno, rinforzo e stabilizzazione dei pendii. Progettazione, metodi di scavo e di costruzione di gallerie superficiali e profonde; metodi empirici 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 necessari ad assicurare condizioni di sicurezza; misure e sistemi di monitoraggio in corso d’opera.
Quantitative description of natural discontinuities (surveys in situ); shear strength of discontinuities (strength resistance criteria, in situ and laboratory tests); mechanical properties of rock matrix (laboratory tests); empirical methods for the rock mass; evaluation of the in situ state of stress. Limit equilibrium methods for the rock slope stability assessment: bi and tri-dimensional sliding mechanisms and bi-dimensional toppling. Supports and retaining systems design for slope stability. Excavation methods for surface and underground tunnels; empirical methods for the design of the supports and retaining systems for deep tunnels; analytical methods for the evaluation of stress and strain distribution around underground excavations; rock support interaction analysis for the assessment of the stability of tunnel supports; monitoring of tunnel behaviour during excavation.
L’insegnamento consiste in una serie di lezioni e di esercitazioni. Vengono proposti agli studenti alcuni esercizi da svolgere a casa sugli argomenti trattati nel corso delle esercitazioni in aula. Ciascuna esercitazione può essere svolta in gruppi di massimo 3 persone. Le esercitazioni vengono corrette e valutate. Le relazioni devono essere consegnate all’esercitatore entro la data di volta in volta comunicata; le esercitazioni consegnate in ritardo non saranno corrette e daranno contributo negativo alla valutazione finale. Le esercitazioni vertono sui seguenti argomenti: (1) rappresentazione grafica delle discontinuità mediante stereogrammi, (2) analisi dei dati di rilievo su ammasso roccioso – applicazione del codice DIPS, (3) prove di laboratorio: determinazione delle caratteristiche di deformabilità e resistenza della roccia intatta, (4) prove di laboratorio su discontinuità: determinazione delle caratteristiche di resistenza lungo discontinuità. (5) classificazione e caratterizzazione degli ammassi rocciosi, (6) analisi delle zone di rottura attorno ad una galleria circolare, determinazione delle linee caratteristiche del cavo e del sostegno, applicazione del codice ROCSUPPORT, (7) analisi di stabilità di pendii per scivolamento piano, (8) Analisi di stabilità di pendii per caduta massi
The course consists in lectures and exercises. Students are given homework to solve in reference to what they have previously analyzed. Each homework can be carried out by groups of a maximum of three people. The essays assigned are afterword corrected and evaluated by the teacher, and the students have to deliver them to the instructor within the planned term; the essays handed back late will not be corrected and will contribute negatively to final evaluation. The topics of the exercises are: (1) stereographic graphical representation of natural discontinuities, (2) analysis of natural discontinuities characteristics, through the use of the DIPS code, (3) laboratory test: determination of rock matrix deformability and strength parameters, (4) laboratory tests on natural discontinuities: shear strength parameters evaluation, (5) rock mass classification, (6) evaluation of the plastic zone around a circular tunnel, evaluation of the rock-support interaction in circular tunnels, use of the ROCSUPPORT code, (7) bi-dimensional rock slope stability analysis, (8) slope stability analysis in reference to rockfall.
Vengono rese disponibili le presentazioni power point proiettate nel corso delle lezioni e delle esercitazioni , che però da sole non sono sufficienti per la preparazione dell’esame ma devono essere integrate mediante gli appunti presi in aula. Per chi volesse approfondire gli argomenti trattati si consigliano i seguenti testi: (1) E. Hoek, E.T. Brown. "Underground excavation in rock ", IMM, London, 1980. (2) E. Hoek, Bray, "Rock slope stability ", IMM, London, 1981. (3) J. A. Hudson and J. P. Harrison. "Engineering rock mechanics: an introduction to the principles ", Pergamon. 1997 (4) J.P. Harrison and J.A. Hudson, "Engineering rock mechanics: part 2: illustrative worked examples ", Pergamon, 2000
Power Point slides used during the course are available to the students. These slides must be integrated by the notes taken by the students in the classroom during the lectures. References can be made also to the following texts: (1) E. Hoek, E.T. Brown. "Underground excavation in rock ", IMM, London, 1980. (2) E. Hoek, Bray, "Rock slope stability ", IMM, London, 1981. (3) J. A. Hudson and J. P. Harrison. "Engineering rock mechanics: an introduction to the principles ", Pergamon. 1997. (4) J.P. Harrison and J.A. Hudson, "Engineering rock mechanics: part 2: illustrative worked examples ", Pergamon, 2000.
Modalità di esame: prova scritta; prova orale obbligatoria; elaborato scritto prodotto in gruppo;
L’esame si svolge in due fasi: una scritta e una orale. La prova scritta consiste in esercizi finalizzati a verificare l’abilità ad applicare le conoscenze teoriche fornite dal corso. La prova orale mira a verificare le conoscenze teoriche e l’abilità a metterle in relazione ai fini della progettazione delle strutture in roccia. Condizione necessaria al sostenimento dell’esame orale è l’avvenuta consegna di tutte le esercitazioni complete entro 15 giorni dalla data di assegnazione. Il voto finale è basato su un giudizio complessivo che tiene conto dell’esito delle due fasi e della qualità delle esercitazioni svolte dallo studente durante il corso.
Exam: written test; compulsory oral exam; group essay;
The exam consists in an oral and a written sections. The written part consists in a series of exercises aimed at verifying the ability of the students to apply the theoretical knowledge learnt during the course. The oral test is aimed at verifying the degree of learning of the theoretical concepts and procedures and the ability of the students to relate them in the rock structures design. Necessary condition for carrying out the oral test is the delivery of all the essays within 15 days . The final evaluation is based on a total judgment, taking into account the results of the oral and written tests and of the homework.


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