Politecnico di Torino
Politecnico di Torino
   
Login  
en
Politecnico di Torino
Anno Accademico 2007/08
02BVBGD
Opere in sotterraneo
Corso di L. Specialistica in Ingegneria Per L'Ambiente E Il Territorio - Torino
Docente Qualifica Settore Lez Es Lab Tut Anni incarico
Oreste Pierpaolo ORARIO RICEVIMENTO O2 ING-IND/28 42 14 0 0 12
SSD CFU Attivita' formative Ambiti disciplinari
ING-IND/28 5 B - Caratterizzanti Ingegneria per l'ambiente e il territorio
Obiettivi dell'insegnamento
Nel corso sono trattati i temi inerenti la progettazione e realizzazione di opere sotterranee, quali parcheggi, passanti stradali e ferroviari in ambito urbano, stazioni di metropolitana, caverne idroelettriche in roccia, cave e miniere, pozzi di uso civile e minerario.
Il corso si propone di impartire nozioni di base e metodologie pratiche per la pianificazione, progettazione e realizzazione delle principali opere sotterranee per scopi civili e minerari.
Programma
1. Introduzione sulle opere in sotterraneo (4 ore)
Cenni allo sviluppo demografico in ambiente urbano. Tipologia ed utilizzo delle opere in sotterraneo. Caratteristiche e problematiche di un'opera in sotterraneo. Vantaggi e svantaggi di un'opera in sotterraneo. Possibile utilizzo dei vuoti sotterranei. La valutazione economica dei benefici ambientali: cenni all'economia ambientale.
Confronto economico tra opera di superficie e opera sotterranea. Andamento della curva critica e influenza dell'economia ambientale sulla curva critica.

2. Metodi costruttivi (16 ore)
Cenni ai metodi costruttivi delle gallerie (tradizionale e meccanizzato). Organizzazione del cantiere di scavo tradizionale: il ciclo delle operazioni di cantiere, operazioni principali e secondarie in galleria.
Metodi costruttivi delle caverne e delle grandi cavitÓ sotterranee. Le caverne in roccia: attacco di calotta e ribassi a gradino diritto. Le grandi cavitÓ superficiali nei terreni (parcheggi sotterranei e stazioni della metropolitana): il Metodo Milano.
Metodi costruttivi dei pozzi.
Metodi di coltivazione adottati nelle miniere (metodi per vuoti, per frana, con ripiena), con particolare riferimento alle coltivazioni per vuoti. Metodo di coltivazione per camere e pilastri. Analisi della stabilitÓ di una grande camera. Il riuso dei vuoti minerari.

3. La realizzazione di un'opera in sotterraneo (8 ore)
La legge quadro in materia di opere pubbliche ed il regolamento di attuazione. Il progetto secondo la normativa italiana. Caratteristiche del progetto di un'opera in sotterraneo. Cenni sulla gestione del progetto (project management).
La direzione dei lavori, i documenti contabili, stati di avanzamento e certificati di pagamento. Il collaudo di un'opera pubblica. Riserve e contenziosi.
Cenni alla sicurezza del cantiere e problematiche ambientali di un'opera in sotterraneo. Piani di coordinamento e sicurezza, fascicolo tecnico di un'opera pubblica. Le figure responsabili della sicurezza: responsabile dei lavori, coordinatore in fase di progettazione, coordinatore in fase di esecuzione.

4. Metodi di calcolo (10 ore)
Metodi analitici per la verifica della stabilitÓ di un'opera in sotterraneo: il metodo dell'equilibrio limite.
Metodi numerici per la verifica della stabilitÓ di un'opera in sotterraneo: metodi del continuo e del discontinuo. Vantaggi e svantaggi. Il metodo agli elementi finiti (FEM). Fondamenti matematici del FEM. Procedura per la costruzione di un modello numerico FEM: le condizioni al contorno, la discretizzazione, l'inserimento dei parametri dell'ammasso roccioso, l'inizializzazione delle tensioni litostatiche, la simulazione delle fasi di scavo.

5. Strutture di rinforzo e sostegno (12 ore)
Le berlinesi di micropali e di jet-grouting e i diaframmi in calcestruzzo per il sostegno delle pareti di scavi delle opere sotterranee superficiali (Metodo Milano). Aspetti tecnologici e calcoli di dimensionamento. Il concetto della paratia equivalente. La valutazione dell'andamento dei momenti flettenti in una paratia libera e contrastata, attraverso l'approccio alla Winkler. L'effetto dei tiranti sul comportamento della paratia.
Caratteristiche tecnologiche delle opere di rinforzo della roccia e dei tiranti di ancoraggio.
Il dimensionamento dei bulloni sulla calotta di una caverna.
Dimensionamento del bulbo di ancoraggio dei tiranti.
Le caratteristiche del calcestruzzo impiegato nelle costruzioni in sotterraneo. Mix design del calcestruzzo.
Programma (Prof. P. Oreste)
1. Introduzione sulle opere in sotterraneo
Cenni allo sviluppo demografico in ambiente urbano. Tipologia ed utilizzo delle opere in sotterraneo. Caratteristiche e problematiche di un'opera in sotterraneo. Vantaggi e svantaggi di un'opera in sotterraneo. Possibile utilizzo dei vuoti sotterranei. La valutazione economica dei benefici ambientali: cenni all'economia ambientale.
Confronto economico tra opera di superficie e opera sotterranea. Andamento della curva critica e influenza dell'economia ambientale sulla curva critica.

2. Metodi costruttivi
Cenni ai metodi costruttivi delle gallerie (tradizionale e meccanizzato). Organizzazione del cantiere di scavo tradizionale: il ciclo delle operazioni di cantiere, operazioni principali e secondarie in galleria.
Metodi costruttivi delle caverne e delle grandi cavitÓ sotterranee. Le caverne in roccia: attacco di calotta e ribassi a gradino diritto. Le grandi cavitÓ superficiali nei terreni (parcheggi sotterranei e stazioni della metropolitana): il Metodo Milano.
Metodi costruttivi dei pozzi.
Metodi di coltivazione adottati nelle miniere (metodi per vuoti, per frana, con ripiena), con particolare riferimento alle coltivazioni per vuoti. Metodo di coltivazione per camere e pilastri. Analisi della stabilitÓ di una grande camera. Il riuso dei vuoti minerari.

4. Metodi di calcolo
Metodi analitici per la verifica della stabilitÓ di un'opera in sotterraneo: il metodo dell'equilibrio limite.
Metodi numerici per la verifica della stabilitÓ di un'opera in sotterraneo: metodi del continuo e del discontinuo. Vantaggi e svantaggi. Il metodo agli elementi finiti (FEM). Fondamenti matematici del FEM. Procedura per la costruzione di un modello numerico FEM: le condizioni al contorno, la discretizzazione, l'inserimento dei parametri dell'ammasso roccioso, l'inizializzazione delle tensioni litostatiche, la simulazione delle fasi di scavo.

5. Strutture di rinforzo e sostegno
Le berlinesi di micropali e di jet-grouting e i diaframmi in calcestruzzo per il sostegno delle pareti di scavi delle opere sotterranee superficiali (Metodo Milano). Aspetti tecnologici e calcoli di dimensionamento. Il concetto della paratia equivalente. La valutazione dell'andamento dei momenti flettenti in una paratia libera e contrastata, attraverso l'approccio alla Winkler. L'effetto dei tiranti sul comportamento della paratia.
Caratteristiche tecnologiche delle opere di rinforzo della roccia e dei tiranti di ancoraggio.
Il dimensionamento dei bulloni e dei tiranti per la stabilizzazione di blocchi instabili al contorno di un'opera in sotterraneo.
Dimensionamento degli interventi di stabilizzazione dei blocchi che tendono a scivolare in una parete rocciosa: i bulloni passivi e i tiranti. Analisi del comportamento dei bulloni attraverso lo studio dell'interazione trasversale e longitudinale tra il bullone e la roccia. Verifiche tensionali all'interno del bullone e allo sfilamento. Dimensionamento del bulbo di ancoraggio dei tiranti.
Le caratteristiche del calcestruzzo impiegato nelle costruzioni in sotterraneo. Mix design del calcestruzzo.


Laboratori e/o esercitazioni
Esercitazione sul confronto economico tra opera in superficie ed opera in sotterraneo, determinazione della curva critica e scelta della tipologia.
Esercitazione sulla organizzazione dei cantieri di scavo di una grande caverna e sulla valutazione del tempo totale di costruzione.
Esercitazione su analisi di stabilitÓ in grande di una grande caverna con un metodo numerico.
Esercitazione sul dimensionamento degli interventi di rinforzo sulla calotta di una caverna.
Esercitazione sul calcolo e dimensionamento (dello spessore e dei ferri d'armatura) di un diaframma in calcestruzzo tirantato
Bibliografia

a) Appunti e dispense del corso elaborati dal docente;
b) Testi di approfondimento segnalati man mano per ogni argomento trattato, disponibili nella biblioteca del Dipartimento DITAG.
Testi e materiale didattico (Prof. P. Oreste)
a) Appunti e dispense del corso elaborati dal docente;
b) Testi di approfondimento segnalati man mano per ogni argomento trattato, disponibili nella biblioteca del Dipartimento DITAG.


Controlli dell'apprendimento / ModalitÓ d'esame
L'esame Ŕ in forma orale e riguarda i concetti trattati durante il corso e le esercitazioni svolte.
ModalitÓ di verifica dell'apprendimento (Prof. P. Oreste)
esame scritto e orale con discussione delle esercitazioni svolte durante il corso


Orario delle lezioni
Statistiche superamento esami

Programma definitivo per l'A.A.2005/06
Indietro



© Politecnico di Torino
Corso Duca degli Abruzzi, 24 - 10129 Torino, ITALY
WCAG 2.0 (Level AA)
Contatti