L’insegnamento si propone di fornire agli studenti le basi teoriche e applicative della Meccanica delle Terre, con particolare riferimento al comportamento meccanico dei terreni e delle strutture interagenti con il terreno. Nel contesto del Corso di Laurea in Ingegneria per l’Ambiente e il Territorio, questi temi sono essenziali per affrontare i problemi legati alla progettazione e alla verifica delle opere geotecniche, quali fondazioni e opere di sostegno. L’approccio adottato integra aspetti teorici e applicativi, fornendo le conoscenze utili all’analisi del comportamento dei terreni e alla risoluzione dei problemi ingegneristici più ricorrenti.

Tra gli obiettivi dell'insegnamento rientrano l'acquisizione di conoscenze teoriche e lo sviluppo di abilità professionalizzanti. Le conoscenze teoriche rappresentano il fondamento della materia e sono propedeutiche ad applicazioni ingegneristiche, trattate sia nell'insegnamento medesimo che in insegnamenti più avanzati. In particolare, lo studente dovrà: 1. apprendere la ripartizione dello stato di sforzo tra le fasi costituenti (principio degli sforzi efficaci), assimilando il mezzo poroso a continui sovrapposti; 2. imparare la distinzione tra materiali a grana grossa e materiali a grana fine, il significato delle configurazioni drenate e non drenate e le relative implicazioni; 3. inquadrare il comportamento meccanico delle terre nell’ambito della teoria dello stato critico, comprendere il ruolo paritetico degli sforzi efficaci e delle variazioni di volume e assimilare concetti quali resistenza di picco, dilatanza, stato critico; 4. comprendere l’influenza della storia geologica sulla risposta dei materiali naturali; 5. inquadrare i problemi di analisi limite; Per quanto riguarda le abilità professionalizzanti, a fine insegnamento lo studente dovrà essere in grado di: 1. valutare il cedimento a lungo termine indotto dall'applicazione di un carico superficiale; 2. limitatamente alle condizioni monodimensionali, valutare il decorso temporale dei cedimenti e delle sovrappressioni in depositi di terreni a grana fine; 3. interpretare i risultati delle principali prove di laboratorio; 4. verificare la stabilità delle opere di sostegno rigide (muri) e flessibili (paratie, limitatamente al caso senza tiranti e con un ordine di tiranti); 5. dimensionare e verificare il carico limite (capacità portante) di fondazioni superficiali utilizzate nella realizzazione di infrastrutture ed opere ingegneristiche.

E’ propedeutica la conoscenza delle seguenti discipline: Analisi Matematica I (in particolare: derivate e integrali di funzioni di una variabile) e Analisi Matematica II (derivate seconde, derivate parziali e direzionali, teorema di Gauss), Algebra Lineare e Geometria (in particolare: spazi vettoriali, autovalori e autovettori), Fisica I (in particolare: dinamica e statica del corpo rigido), Idraulica (in particolare Moti di Filtrazione) e Scienza delle Costruzioni (in particolare: equazioni indefinite di equilibrio, equazioni cinematiche, elasticità lineare, criteri di Tresca e von Mises, solido di Saint Venant).

Parte prima: Descrizione e classificazione dei terreni (circa 0.5 CFU) - Origine, proprietà indice e storia geologica dei terreni. - Fasi e relazioni tra le fasi. - Classi di comportamento: proprietà indice e criteri di classificazione. - Caratteri dei depositi naturali. Parte seconda: idraulica dei terreni (circa 3 CFU) - Filtrazione nei mezzi porosi. - Moti di filtrazione in regime stazionario. - Teoria della consolidazione. Parte terza: Il comportamento dell’elemento di volume (circa 3 CFU) - Comportamento meccanico delle terre. - Tensioni efficaci: definizione e postulato. - Prove edometriche: tensione di preconsolidazione e compressibilità. Applicazione al calcolo del cedimento in condizioni monodimensionali. - Rappresentazione dei percorsi di carico. - Resistenza al taglio e deformabilità. - Teoria dello Stato Critico: interpretazione del fenomeno della dilatanza in campioni di sabbia densa; introduzione della resistenza a taglio non drenata come parametro di modello. Parte quarta: il comportamento al finito (circa 3.5 CFU) - Le verifiche di sicurezza: applicazioni della teoria della plasticità, stati di equilibrio limite attivo e passivo. - I metodi di Rankine, Lancellotta e Coulomb e il calcolo pratico delle spinte. - Dimensionamento di opere di sostegno (muri, paratie non tirantate e paratie con un ordine di tiranti). - Carico limite e dimensionamento delle fondazioni dirette.

L’insegnamento prevede lezioni ed esercitazioni in aula. Durante l’anno verranno assegnati tre homework, da svolgere obbligatoriamente. La consegna degli homework in tre diverse scadenze fissate a inizio semestre, e la loro valutazione positiva consentirà un parziale esonero dalla prova scritta. In alternativa, gli homework potranno essere consegnati direttamente all’orale, rinunciando però al parziale esonero della prova scritta.

Le dispense dell'insegnamento (presentazioni, appunti, esercizi) sono rese disponibili attraverso il portale della didattica. I testi di riferimento sono i seguenti: Lancellotta, R. (2012). Geotecnica. Zanichelli, Bologna. Atkinson, J. (1997). Geotecnica. Meccanica delle terre e fondazioni. McGraw-Hill, Milano. Per approfondimenti possono essere consultati i seguenti testi: Lancellotta, R., Calavera, J. (1999). Fondazioni. McGraw-Hill, Milano. Lancellotta, R., Costanzo, D., Ciancimino A. and Foti, S. (2019). Progettazione geotecnica secondo l’Eurocodice 7 e le Norme Tecniche per le Costruzioni 2018. Hoepli, Milano. Lambe, T.W., Whitman, R.V. (1997). Meccanica dei terreni, D. Flaccovio, Palermo. Berardi, R. (2020) Fondamenti di Geotecnica. Città Studi ed. Tonni, L., Gottardi, G. (2010). Esercizi di geotecnica. Esculapio, Bologna. Tordella, M.L. (1988). Esercizi di geotecnica, Levrotto e Bella, Torino.

Slides; Libro di testo; Esercizi; Esercizi risolti;

Modalita di esame: Prova scritta (in aula); Prova orale obbligatoria;

Exam: Written test; Compulsory oral exam;

... L’esame si compone di una prova scritta e di una prova orale. Entrambe sono obbligatorie. Il voto è determinato dalla somma dei voti maturati nell’arco delle due singole prove. Con la prova scritta si intende valutare la maturità conseguita in termini sia di conoscenze teoriche (principi fondamentali del comportamento idromeccanico delle terre), che di abilità professionalizzanti (dimensionamento di opere di sostegno e fondazioni superficiali). La prova scritta, della durata di due ore, consiste nella soluzione di esercizi: il punteggio massimo della prova è 15, il peso di ogni esercizio è riportato nel testo. Durante la prova scritta è consentita la consultazione di un libro di testo e di un formulario di massimo 4 pagine. Vengono ammesse all'orale le persone che ottengono un punteggio maggiore/uguale a 9. La prova orale è volta a valutare la capacità espositiva, le conoscenze teoriche e le abilità professionalizzanti, ha durata di circa mezzora e comprende sia domande teoriche che piccoli esercizi, con punteggio massimo pari a 15. La lode verrà attribuita se le risposte delle prove, oltre che essere corrette dal punto di vista numerico e dei contenuti, saranno particolarmente chiare e complete nell’esposizione. Durante il semestre verranno assegnati e caricati sulla pagina web tre homework, che potranno essere consegnati per essere corretti e valutati in tre diverse scadenze. Previo raggiungimento della sufficienza in tutti e tre gli homework sarà consentito un esonero parziale dallo scritto (peso 5/15). Qualora non consegnati e valutati durante il semestre, gli homework andranno consegnati all’orale, durante il quale verranno discussi.

Gli studenti e le studentesse con disabilita o con Disturbi Specifici di Apprendimento (DSA), oltre alla segnalazione tramite procedura informatizzata, sono invitati a comunicare anche direttamente al/la docente titolare dell'insegnamento, con un preavviso non inferiore ad una settimana dall'avvio della sessione d'esame, gli strumenti compensativi concordati con l'Unita Special Needs, al fine di permettere al/la docente la declinazione piu idonea in riferimento alla specifica tipologia di esame.