Il corso ha lo scopo di fornire le conoscenze di base sulle tecniche di scavo in roccia e in terra, i criteri per la scelta delle macchine e dei mezzi per l'esecuzione dei lavori di scavo, le regole per l'impostazione, l'organizzazione e la conduzione di tali lavori in modo tecnicamente corretto e sicuro.

Acquisire competenze sulle tecniche per l'esecuzione di lavori di scavo in differenti configurazioni (cantieri a giorno, in sotterraneo, subacquei); affrontare criticamente la scelta delle macchine e dei mezzi più idonei alla conduzione del lavoro, in funzione dell'obiettivo da perseguire.

Geologia per l'ingegnere; Meccanica applicata.

Generalità sui lavori di scavo. Tipologia e definizioni; finalità; caratteristiche dei mezzi in cui gli scavi si sviluppano; geometria degli scavi; fasi del lavoro.
Scavi in roccia mediante esplosivi. Dati chimici e fisici degli esplosivi commerciali; reazioni esplosive; proprietà degli esplosivi ai fini dell'impiego nell'abbattimento. Artifizi ed esploditori: micce ordinarie; detonatori ordinari; detonatori elettrici (istantanei, a ritardo ordinario, a microritardo); micce detonanti; relais detonanti; detonatori Nonel e unità di connessione; innovazioni d'uso non ancora corrente. Mine: definizione; alloggiamento della carica nei fori da mina; effetti dell'esplosione nel mezzo circostante; criteri di dimensionamento di una mina in vista di un dato effetto; esecuzione del caricamento. Volate: definizione; dimensionamento delle volate; circuiti di brillamento; piani di tiro.
Volate per abbattimento a giorno. Preparazione della fronte di scavo; volate sistematiche per abbattimento a gradino; mine verticali su una o più file; carica e ordine di scoppio; volate per lo scavo di canali, trincee, fondazioni; volate di grandi mine a camera.
Volate per abbattimento in sotterraneo. Cenni sullo scavo di gallerie. Disposizione delle cariche e ordine di sparo; consumo specifico e sezione di scavo; tipi di apertura; conformazione del cumulo di abbattuto. Volate per lo scavo di vie verticali o inclinate (pozzi e fornelli). Volate di produzione in sotterraneo: criteri di dimensionamento di volate a raggiera e a fori paralleli; geometria del cantiere di scavo.
Metodi di profilatura. Abbattimento controllato a giorno ed in sotterraneo.
Vibrazioni e sovrapressioni indotte da esplosivi.
Demolizione di edifici e strutture industriali o civili mediante esplosivi.
Macchine per la perforazione dei fori da mina e relativi utensili. Tipi di perforazione; perforabilità delle rocce; classificazione dei martelli perforatori; carri di perforazione.
Sgombero della roccia abbattuta. Sistemi in uso per lo scavo a giorno, in sotterraneo e subacqueo.
Scavo in roccia con mezzi meccanici, a giorno e in sotterraneo. Considerazioni sull'interazione fra roccia e utensili; macchine, loro prestazioni e criteri di scelta in funzione del tipo di roccia e delle finalità del lavoro; previsione delle produttività e dei consumi in diverse situazioni.
Tecniche per l'escavazione di marmi, graniti e altre pietre da decorazione, pavimentazione, copertura. Spacco con uso controllato dell'esplosivo; taglio meccanico.
Scavo in terra, a cielo aperto. Criteri per l'organizzazione del cantiere di scavo.
Macchine per lo scavo in terra, loro prestazioni e criteri di scelta.
Escavatori ed impianti fissi di scavo ad azione discontinua (ciclica); escavatori a funzionamento continuo; macchine per scavo e trasporto simultanei.
Scavi sotterranei in terra. Generalità; criteri per l'organizzazione dei cantieri.
Scavo subacqueo. Draghe ad azione ciclica e continua, a ruota o a catena di tazze; draghe a suzione; prestazioni e campi d'impiego. Trasporto del materiale dragato.
Generalità sui sondaggi e quadro d'insieme. Sondaggi a carotaggio in roccia. Sonde; Batterie di aste, tagliatori, carotieri. Aste ordinarie per sondaggi. Aste per sondaggi Wire Line. Sondaggi per indagini estrattive. Sondaggi per indagini geotecniche: scopo, estensione e tipologia delle indagini; qualità dei campioni di terreno; sondaggi a rotazione con carotaggio; sondaggi profondi in roccia; carotaggio dei terreni superficiali. Attraversamento a distruzione, con tubaggio, dei terreni superficiali: metodi a percussione e a rotazione; metodi speciali (tubaggio a scarpa perforante, perforazione con utensili eccentrici). Prelievo di campioni rimaneggiati di terre mediante sondaggio a distruzione. Prelievo di campioni indisturbati di terre: principi generali; conformazione del tagliente; campionatori a tubo aperto; campionatori a pistone; campionatori a rotazione a doppia parete con scarpa tagliente avanzata; campionatori Kjellman. Prelievo di campioni di terre dal fondo di fori incubati.
Trivellazioni idriche: infissione di tubi senza trivellazione; trivellazione a percussione con spurgo a cucchiaia.
Trivellazione a roto-percussione con martello fondo foro. Trivellazione rotativa, senza circolazione e con circolazione.

Le esercitazioni seguiranno gli argomenti delle lezioni; in parte saranno svolte alla lavagna dal docente ed in parte richiederanno la partecipazione attiva degli allievi, che saranno invitati a risolvere individualmente problemi di calcolo per la scelta del metodo di scavo più idoneo o delle macchine e dei mezzi da adottare in funzione della tipologia di cantiere.

Berta G., 1989. L'esplosivo strumento di lavoro. Italesplosivi, Milano.
Langefors U., Kihlström B., 1967. The modern technique of rock blasting (2nd Ed.). Almqvist & Wiksell, Stockolm.
Mancini R., Gaj F., Cardu M., 1995. Atlas of blasting rounds for tunnel driving. Politeko Ed., Torino.
Mancini R., Cardu M., 2000. Ingegneria degli Scavi, Politeko Ed., Torino.
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E' previsto un esame scritto e orale, a fine corso.
La prova scritta comporta la soluzione sia di quesiti teorici sia di esercizi di calcolo.
L'orale consiste nella discussione delle esercitazioni (da redigere e consegnare preventivamente al docente) e della prova scritta.