Offerta Didattica

 

INGEGNERIA CIVILE E DEI SISTEMI EDILIZI

MECCANICA DELLE TERRE

Classe di corso: L-7,23 - Ingegneria civile e ambientale
AA: 2020/2021
Sedi:
SSDTAFtipologiafrequenzamoduli
ICAR/07CaratterizzanteLiberaLiberaNo
CFUCFU LEZCFU LABCFU ESEOREORE LEZORE LABORE ESE
64024824024
Legenda
CFU: n. crediti dell’insegnamento
CFU LEZ: n. cfu di lezione in aula
CFU LAB: n. cfu di laboratorio
CFU ESE: n. cfu di esercitazione
FREQUENZA:Libera/Obbligatoria
MODULI:SI - L'insegnamento prevede la suddivisione in moduli, NO - non sono previsti moduli
ORE: n. ore programmate
ORE LEZ: n. ore programmate di lezione in aula
ORE LAB: n. ore programmate di laboratorio
ORE ESE: n. ore programmate di esercitazione
SSD:sigla del settore scientifico disciplinare dell’insegnamento
TAF:sigla della tipologia di attività formativa
TIPOLOGIA:LEZ - lezioni frontali, ESE - esercitazioni, LAB - laboratorio

Obiettivi Formativi

L'obiettivo del corso di Meccanica delle Terre è quello di fornire allo studente di Ingegneria Civile e dei Sistemi Edilizi le conoscenze di base sul comportamento meccanico delle terre, gli strumenti per la caratterizzazione delle terre attraverso l'analisi critica dei dati sperimentali e soluzioni teoriche consolidate per la risoluzione di problemi di geotecnica ricorrenti nella prassi professionale. Tale obiettivo viene conseguito attraverso la comprensione delle principali caratteristiche del terreno come materiale naturale che può essere descritto come un mezzo poroso multifase, dell’importanza della sperimentazione sulle terre finalizzata alla soluzioni di problemi di ingegneria civile e dell’importanza del comportamento meccanico delle terre sulla risposta delle opere di ingegneria nelle condizioni ultime e di esercizio. Alla fine del corso lo studente sarà in grado di applicare le conoscenze acquisite e la comprensione dei principi fondamentali della disciplina per: a) interpretare le prove di laboratorio per la determinazione delle proprietà fisiche e meccanichedelle terre; b) valutare lo stato di tensione in un deposito di terreni; c) risolvere problemi riguardanti moti di filtrazione dell’acqua, sia in condizioni stazionarie che in condizioni transitorie; d) eseguire la valutazione della spinta delle terre sulle opere di sostegno; e) valutare le tensioni indotte in un deposito di terreno dell'applicazione di un carico in superficie, calcolare i cedimenti del terreno prodotti dal carico applicato e la loro evoluzione nel tempo e verificare che il carico applicato non produca la formazione di un meccanismo plastico. Gli elementi di teoria consentiranno allo studente di identificare, formulare e risolvere problemi utilizzando metodi, tecniche e strumenti aggiornati, in modo da poter affrontare con successo la professione di ingegnere. La comprensione degli argomenti è accompagnata dall’uso di linguaggio appropriato erigoroso,utile a sviluppare la capacità di elaborazione dei concetti con piena autonomia di giudizio, a presentare i risultati e sostenere argomentazioni teoriche su temi applicativi dell'Ingegneria civile-edile, con particolare riferimento a quelli riguardanti le opere e i sistemi geotecnici, e a permettere una sicura ed efficace comunicazione sia con interlocutori esperti nella materia che con interlocutori non specialisti e di diversa formazione. ​​​​​​​

Learning Goals

​​​​​​​The aim of the course of Soil mechanics is to provide the student of Civil Engineering and Building Systems the basic knowledge on the mechanical behaviour of soils, tools for soil characterization through the critical analysis of the experimental data and robust theoretical solutions for the resolution of recurrent geotechnical problems in professional practice. This is achieved by understanding the main characteristics of the soil as a natural material that can be described as a multiphase porous medium, the importance of laboratory tests on soil samples aimed at solving problems of civil engineering and the importance of the mechanical behaviour of soils on the response of engineering structures in the ultimate and operating conditions. At the end of the course the student will be able to apply the acquired knowledge and the understanding of the basic principles of the discipline for: a) interpret laboratory tests for the determination of physical and mechanical properties of soils; b) assess the state of stress in a soil deposit; c) solve problems concerning the seepage of water, both in stationary and transient conditions; d) carry out the evaluation of the soil on the retaining structures; e) evaluate stresses in a soil deposit induced by the application of a load at the ground surface, calculate the soil settlements produced by the applied load and their evolution over time and verify that the applied load does not produce the development of a failure condition. Elements of theory will allow the student to identify, formulate and solve problems using up-to-date methods, techniques and tools, in order to successfully address geotechnical problems frequently recurring in professional practice. The understanding of the topics is aimed at developing the ability to process concepts with complete autonomy of judgment and is supported by the learning of an appropriate and rigorous technical language, useful to present the results and to support theoretical arguments on practical issues of Engineering, with particular reference to those of soil mechanics and geotechnical engineering, and is aimed also at allowing an effective communication both with interlocutors experienced in the field of soil mechanics and geotechnical engineering and with interlocutors not specialized in this field having a different education background.

Metodi didattici

Il corso viene erogato mediante lezioni frontali (24 ore) ed esercitazioni in aula (24 ore). Le lezioni sono svolte alla lavagna stimolando frequentemente l'interazione con gli studenti. Le esercitazioni vengono svolte dagli studenti sotto la guida del docente. Esse rappresentano un momento fondamentale di interazione e di partecipazione nel quale è incoraggiato il lavoro di gruppo e il confronto tra i risultati ottenuti. Nel corso delle esercitazioni gli studenti vengono chiamati a turno alla lavagna per illustrare i risultati ottenuti in modo da stimolare la loro capacità di formulare soluzioni elaborate in autonomia o in gruppo, da acquisire dimestichezza con la presentazione dei loro risultati e da affinare la loro capacità di espressione utilizzando un linguaggio rigoroso. Il confronto tra gli studenti è volto alla loro complessiva maturazione, che va oltre il mero apprendimento della disciplina.

Teaching Methods

The course is delivered through lectures (24 hours) and classroom exercises (24 hours). Lessons are given at the blackboard, frequently stimulating interaction with students. The exercises are carried out by the students under the guidance of the teacher. They represent a fundamental moment of interaction and participation in which teamwork and comparison among different solutions and results are encouraged. During the classroom exercises the students are asked to illustrate the results they obtained in order to stimulate their ability to formulate solutions developed independently or in groups, to become familiar with the presentation of their results and to refine their ability to express technical information using rigorous language. Discussion among students is aimed at their personal and professional growth, which goes beyond the mere learning of the subject.

Prerequisiti

Conoscenze di analisi matematica (concetti di limite, derivata, integrale, equazioni differenziali), conoscenze di fisica (concetti di forze, tensioni, deformazioni, equilibrio); conoscenze di idraulica (carico idraulico, equazione di Bernoulli).

Prerequisites

Basic knowledge in mathematics, physics and hydraulics

Verifiche dell'apprendimento

La verifica dell’apprendimento è effettuata attraverso un esame che consta di una prova scritta e di una prova orale. La prova scritta consiste nella risoluzione di un problema e in generale contempla diversi argomenti trattati durante le lezioni e le esercitazioni. Essa è volta a valutare la capacità dello studente di risolvere un problema applicativo, sviluppando la soluzione a partire dalla analisi dei dati, individuando le soluzioni teoriche da applicare e analizzando criticamente i risultati. Le formule e i diagrammi necessari per lo svolgimento della prova vengono forniti insieme al testo del problema. Questo viene letto a voce alta prima dell'inizio della prova, chiarendo eventuali dubbi relativi alla effettiva comprensione dei dati e dei risultati richiesti. La durata della prova scritta è di tre ore durante le quali lo studente lavora in autonomia. La prova scritta è valutata in trentesimi e lo studente è ammesso a sostenere la prova orale se il giudizio espresso sulla prova scritta è almeno sufficiente. Le prove scritte superate hanno validità per la sessione d’esame in corso. La prova orale è volta a valutare il grado di preparazione dello studente, l'approfondimento degli argomenti, la capacità di collegare le diverse parti del programma. Sono altresì oggetto di valutazione il rigore metodologico e la proprietà di linguaggio nell'esposizione degli argomenti. La prova orale consiste generalmente nella discussione della prova scritta e nella formulazione di tre quesiti per ciascuno dei quali è prevista una valutazione in trentesimi. Tra le modalità di verifica dell’apprendimento non sono previste prove in itinere o preparazione di elaborati da parte dello studente. La valutazione finale dell'esame tiene conto per il 25% del risultato della prova scritta e per il 75% della valutazione complessiva delle risposte ai tre quesiti della prova orale.Il voto finale non è la semplice media pesata delle valutazioni ma tiene conto dell’andamento complessivo dell’esame. Non sono previste specifiche modalità di valutazione dell’apprendimento per gli studenti non frequentanti.

Assessment

The level of learning is checked by means of an examination consisting of a written test and an oral test. The written test consists in the resolution of a problem and in general includes several topics dealt with during the lessons and exercises. It aims to assess the student’s ability to solve a problem of geotechnical engineering by developing the solution starting from data analysis, identifying the theoretical solutions to be applied and critically analyzing the results. The formulae and diagrams necessary for the test are given together with the text of the problem. This is read out loud before the start of the test, clarifying any doubts regarding the actual understanding of the data provided and results required. The duration of the written test is three hours during which the student works independently. The written test is evaluated in 30th and the student is allowed to take the oral test if the written test is at least sufficient. The written test passed by the student is valid for the whole examination period. The oral test consists in the discussion of the written test and in the discussion of at least three topics. It is aimed at evaluating the degree of preparation of the student, the depth of understanding of the topics and the ability to connect them to each other finalizing them to the solution of problems of soil mechanics and geotechnical engineering. The methodological rigor and appropriate vocabulary in the presentation of the topics are also assessed. Each of the topics dealt with during the oral test is assessed separately with a mark expressed in 30th. Ongoing tests and documents prepared by the student are not included in the examination procedure. The evaluation of the examination takes into account the result of the written test and of the discussion of the three topics of the oral test, weighing for about 25% and 75% of the final mark, respectively. The final mark is not merely the weighted average of the results of the written and oral tests but accounts for the overall performance of the exam. The same procedures for checking the level of learning is considered for non-attending students.

Programma del Corso

Il corso è suddiviso in sei capitoli che riguardano i fenomeni naturali di formazione dei depositi di terreni sedimentari, argomenti di meccanica del continuo necessari per la valutazione dello stato di sforzo e deformazione nei terreni, tenendo conto della loro natura di mezzi porosi multifase, la modellazione teorica del comportamento meccanico e la valutazione sperimentale, mediante prove di laboratorio, dei parametri che governano tale comportamento, i problemi connessi ai moti di filtrazione all'interno dei terreni e infine, le soluzioni teoriche utili per la risoluzioni di problemi applicativi. L'elenco degli argomenti trattati è il seguente: 1. Natura e costituzione delle terre, relazione tra le fasi, sistemi di classificazione e identificazione 2. Stati di tensione e deformazione nelle terre, principio delle tensioni efficaci 3. Modellazione del comportamento meccanico delle terre, criteri di resistenza, condizioni drenate e condizioni non drenate 4. Prove di laboratorio per la determinazione della resistenza al taglio e delle caratteristiche di deformabilità dei terreni 5. Moti di filtrazione monodimensionali e piani in regime stazionario, moti di filtrazione in regime vario, teoria della consolidazione, cedimenti di consolidazione. 6.Introduzione a problemi applicativi: stati di equilibrio limite e teoria di Rankine, tensioni indotte dai carichi superficiali e calcolo dei cedimenti, resistenza ai carichi superficiali. Il programma dettagliato del corso è reso disponibile dal docente tra il materiale di riferimento per il corso.

Course Syllabus

The course is divided into six chapters dealing with the natural phenomena of deposition of sedimentary soils, topics of continuous mechanics necessary for the evaluation of the state of stress and strain in soils, taking into account their nature as multiphase porous media, the theoretical modelling of mechanical behaviour and the experimental evaluation, by laboratory tests, of the parameters governing this behaviour, problems related to the seepage motion of water through the soil and finally, theoretical solutions useful for the resolution of practical problems. The list of subjects covered is as follows: 1. Soil nature and description, phase relationships, classification and identification properties of soils 2. Stresses and strains in soils, principle of effective stresses 3. Mechanical behaviour of soils, failure criteria, drained and undrained conditions 4. Laboratory tests: soil shear strength, one-dimensional compressibility, soil stiffness 5. Flow of water in soils, seepage theory, one-dimensional consolidation theory, consolidation settlements 6. Introduction to practical problems: Rankine’s theory of earth pressure, stresses induced by loads applied on the ground surface, soil bearing capacity and settlement analysis A detailed list of subjects is provided to the student.

Testi di riferimento: Gli argomenti affrontati nel corso sono trattati su molti libri di testo, utili anche ad approfondire e ampliare la conoscenza della disciplina. Nel corso delle lezioni vengono indicati i testi che di volta in volta riflettono meglio gli argomenti trattati in aula. Vengono suggeriti anche alcuni testi in lingua inglese per stimolare gli studenti ad acquisire il linguaggio tecnico inglese specifico della disciplina. I testi di riferimento, tutti disponibili nella biblioteca del Dipartimento, sono: “Meccanica delle Terre” – A. Burghignoli - Hevelius Ed. “Geotecnica” – R.Lancellotta– Zanichelli. “SoilMechanics: concepts and applications” – W. Powrie – Spon Press “Fondazioni” – C. Viggiani - Hevelius Ed. “Applied analysis in Geotechnics” – F. Azizi – E & FN Spon

Elenco delle unità didattiche costituenti l'insegnamento

Docente: ERNESTO CASCONE

Orario di Ricevimento - ERNESTO CASCONE

GiornoOra inizioOra fineLuogo
Mercoledì 15:00 17:30Dipartimento di Ingegneria - Blocco A, piano 7
Note:
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