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.

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.

Geotecnica

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.

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

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

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.