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Il programma è accademicamente progettato per fornire una conoscenza approfondita, basata su concetti avanzati già acquisiti nel mondo dell'Ingegneria Civile e da un punto di vista di applicazione pratica, degli aspetti geotecnici più importanti che si possono trovare in diversi tipi di opere civili.

Il contenuto spazia dal comportamento specifico dei suoli e delle rocce, con una costante differenziazione di entrambi i tipi di terreno in tutti gli argomenti, alla loro applicazione diretta nelle fondazioni e nelle strutture.

Il programma è suddiviso in 10 moduli che mescolano un carico teorico più applicato (come quelli che si riferiscono ai modelli di comportamento del suolo, i requisiti necessari per una buona identificazione di terreni e rocce o l'interazione del suolo con perturbazioni sismiche), con altri con un'eminente componente di analisi pratica, dove le conoscenze acquisite sul comportamento del suolo e i suoi stati di sforzo-deformazione in questa prima parte vengono applicate alle strutture abituali dell'Ingegneria Geotecnica: pendii, muri, schermi, gallerie, ecc.

L'Ingegneria Geotecnica e la sua applicazione nelle fondazioni e nelle strutture è presente in innumerevoli progetti e opere di Ingegneria Civile. Questo percorso, che va dalla compattazione e dalle considerazioni sismiche nelle opere lineari all'esecuzione di tunnel e gallerie, è quello che si realizza con i casi di studio trattati in ciascuno degli argomenti didattici. È prioritario che questi casi pratici siano attuali e rilevanti. Questo permette un'analisi originale e orientata all'applicazione dei concetti teorici sviluppati durante il corso.

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Modulo 1. Comportamento del suolo e della roccia

1.1. Principi fondamentali e grandezze

1.1.1. Il terreno come sistema trifase
1.1.2. Tipi di stati di stress
1.1.3. Quantità e rapporti costitutivi

1.2. Terreni semi-saturi

1.2.1. Compattazione del terreno
1.2.2. Acqua in mezzi porosi
1.2.3. Tensioni a terra
1.2.4. Comportamento dell'acqua nei suoli e nelle rocce

1.3. Modelli di comportamento del suolo

1.3.1. Modelli costituenti
1.3.2. Modelli elastici non lineari
1.3.3. Modelli elastoplastici
1.3.4. Formulazione di base dei modelli di stato critico

1.4. Dinamica del suolo

1.4.1. Comportamento dopo le vibrazioni
1.4.2. Interazione terreno-struttura
1.4.3. Effetto del suolo sulle strutture
1.4.4. Comportamento nella dinamica del terreno

1.5. Terreni espansivi

1.5.1. Processi di saturazione. Gonfiore e collasso
1.5.2. Pavimenti pieghevoli
1.5.3. Comportamento del suolo sotto gonfiore

1.6. Meccanica delle rocce

1.6.1. Proprietà meccaniche delle rocce
1.6.2. Proprietà meccaniche delle discontinuità
1.6.3. Applicazioni della meccanica delle rocce

1.7. Caratterizzazione dell'ammasso roccioso

1.7.1. Caratterizzazione delle proprietà dei massicci
1.7.2. Proprietà di deformazione dei massicci
1.7.3. Caratterizzazione post-rottura del massiccio

1.8. Dinamica delle rocce

1.8.1. Dinamica della crosta terrestre
1.8.2. Elasticità - plasticità della roccia
1.8.3. Costanti elastiche della roccia

1.9. Discontinuità e instabilità

1.9.1. Geomeccanica delle discontinuità
1.9.2. Acqua nelle discontinuità
1.9.3. Famiglie di discontinuità

1.10. Stati limite e perdita di equilibrio

1.10.1. Sollecitazioni naturali del terreno
1.10.2. Tipi di rottura
1.10.3. Rottura piatta e rottura a cuneo

Modulo 2. Indagine sul terreno: caratterizzazione e auscultazione

2.1. Lo studio geotecnico

2.1.1. Riconoscimento sul campo
2.1.2. Contenuto dello studio geotecnico
2.1.3. Test e prove in loco

2.2. Regolamento per l'esecuzione dei test

2.2.2. Confronto degli standard internazionali
2.2.3. Risultati e interazioni

2.3. Sondaggi e indagini sul campo

2.3.1. Sondaggi
2.3.2. Test di penetrazione statici e dinamici
2.3.3. Test di permeabilità

2.4. Test di identificazione

2.4.1. Test di stato
2.4.2. Test di resistenza
2.4.3. Test di espandibilità e aggressività

2.5. Considerazioni pre-proposta per indagini geotecniche

2.5.1. Programma di perforazione
2.5.2. Prestazioni e programmazione geotecnica
2.5.3. Fattori geologici

2.6. Fluidi di perforazione

2.6.1. Varietà di fluidi di perforazione
2.6.2. Caratteristiche del fluido: viscosità
2.6.3. Additivi e applicazioni

2.7. Test geologico-geotecnico, stazioni geomeccaniche

2.7.1. Tipologia di testimonianza
2.7.2. Determinazione delle stazioni geomeccaniche
2.7.3. Caratterizzazione a grande profondità

2.8. Pozzi di pompaggio e prove di pompaggio

2.8.1. Tipologia e mezzi necessari
2.8.2. Pianificazione del processo
2.8.3. Interpretazione dei risultati

2.9. Ricerca geofisica

2.9.1. Metodi sismici
2.9.2. Metodi elettrici
2.9.3. Interpretazione e risultati

2.10. Auscultazione

2.10.1. Auscultazione superficiale e ferma
2.10.2. Auscultazione di movimenti, sollecitazioni e dinamiche
2.10.3. Applicazione delle nuove tecnologie nell'auscultazione

Modulo 3. Comportamento dell'acqua sul terreno

3.1. Terreni parzialmente saturi

3.1.1. Funzione di stoccaggio e curva caratteristica
3.1.2. Condizioni e proprietà dei suoli semi-saturi
3.1.3. Caratterizzazione dei suoli parzialmente saturi nella modellazione

3.2. Pressioni effettive e totali

3.2.1. Pressioni totali, neutre ed efficaci
3.2.2. La legge di Darcy sul terreno
3.2.3. Permeabilità

3.3. Incidenza del drenaggio sui test

3.3.1. Prove di taglio drenato e non drenato
3.3.2. Prove di consolidamento drenato e non drenato
3.3.3. Drenaggio post-rottura

3.4. Compattazione del terreno

3.4.1. Principi fondamentali della compattazione
3.4.2. Metodi di compattazione
3.4.3. Test, prove e risultati

3.5. Processi di saturazione

3.5.1. Rigonfiamento
3.5.2. Aspirazione
3.5.3. Liquefazione

3.6. Sollecitazioni in terreni saturi

3.6.1. Spazi di trazione in terreni saturi
3.6.2. Evoluzione e trasformazione degli sforzi
3.6.3. Spostamenti associati

3.7. Applicazione a carreggiate e spianate

3.7.1. Valori di compattazione
3.7.2. Capacità portante del terreno
3.7.3. Test specifici

3.8. Idrogeologia nelle strutture

3.8.1. Idrogeologia in diversi terreni
3.8.2. Modello idrogeologico
3.8.3. Problemi che le acque sotterranee possono causare

3.9. Comprimibilità e preconsolidamento

3.9.1. Comprimibilità del suolo
3.9.2. Termini di pressione di preconsolidamento
3.9.3. Oscillazioni della falda acquifera preconsolidamento

3.10. Analisi del flusso

3.10.1. Flusso unidimensionale
3.10.2. Gradiente idraulico critico
3.10.3. Modellazione del flusso

Modulo 4. Sismicità. Meccanica dei mezzi continui e modelli costitutivi. Applicazione a suoli e rocce

4.1. Risposta sismica dei terreni

4.1.1. Effetto sismico sui terreni
4.1.2. Comportamento non lineare nei suoli
4.1.3. Effetti indotti dall'azione sismica

4.2. Studio sismico nei regolamenti

4.2.1. Interazione tra i regolamenti internazionali
4.2.2. Confronto dei parametri e convalide

4.3. Stima del movimento del suolo sotto il terremoto

4.3.1. Frequenza predominante in uno strato
4.3.2. Teoria della spinta di Jake
4.3.3. Simulazione di Nakamura

4.4. Simulazione e modellazione di terremoti

4.4.1. Formule semi-empiriche
4.4.2. Simulazioni nella modellazione a elementi finiti
4.4.3. Analisi dei risultati

4.5. Sismicità nelle fondazioni e nelle strutture

4.5.1. Moduli di elasticità nei terremoti
4.5.2. Variazione nella relazione sforzo-deformazione
4.5.3. Regole specifiche per le palafitte

4.6. Sismicità negli scavi

4.6.1. Influenza dei terremoti sulla pressione terrestre
4.6.2. Tipologie di perdite di equilibrio nei terremoti
4.6.3. Misure per controllare e migliorare lo scavo durante i terremoti

4.7. Indagini sul sito e calcoli della pericolosità sismica

4.7.1. Criteri generali di progettazione
4.7.2. Rischi sismici nelle strutture
4.7.3. Sistemi speciali di costruzione sismica per fondazioni e strutture

4.8. Liquefazione in terreni granulari saturi

4.8.1. Fenomeno della liquefazione
4.8.2. Affidabilità dei calcoli contro la liquefazione
4.8.3. Evoluzione dei parametri nei suoli liquefatti

4.9. Resilienza sismica nei suoli e nelle rocce

4.9.1. Curve di fragilità
4.9.2. Calcolo del rischio sismico
4.9.3. Stima della resilienza nei suoli

4.10. Trasmissione di altri tipi di onde nel terreno. Suono attraverso il terreno

4.10.1. Vibrazioni presenti nel terreno
4.10.2. Trasmissione di onde e vibrazioni in diversi tipi di terreno
4.10.3. Modellazione della trasmissione dei disturbi

Modulo 5. Trattamento e miglioramento del terreno

5.1. Obiettivi. Movimenti e miglioramenti della proprietà

5.1.1. Proprietà interne e globali migliorate
5.1.2. Obiettivi pratici
5.1.3. Miglioramento del comportamento dinamico

5.2. Miglioramento tramite iniezione di composto ad alta pressione

5.2.1. Tipologia di miglioramento del terreno mediante iniezione ad alta pressione
5.2.2. Caratteristiche del Jet-grouting
5.2.3. Pressioni di iniezioni

5.3. Colonne di ghiaia

5.3.1. Uso complessivo delle colonne di ghiaia
5.3.2. Quantificazione dei miglioramenti ai terreni
5.3.3. Indicazioni e controindicazioni d'uso

5.4. Miglioramento tramite impregnazione e iniezione chimica

5.4.1. Caratteristiche delle iniezioni di impregnazione
5.4.2. Caratteristiche delle iniezioni chimiche
5.4.3. Limitazioni del metodo

5.5. Congelamento

5.5.1. Aspetti tecnici e tecnologici
5.5.2. Materiali e proprietà diverse
5.5.3. Aree di applicazione e limitazioni

5.6. Precarico, consolidamento e compattazione

5.6.1. Il precarico
5.6.2. Precarico drenato
5.6.3. Controllo durante l'esecuzione

5.7. Miglioramento tramite drenaggio e pompaggio

5.7.1. Drenaggio e pompaggio temporaneo
5.7.2. Utilità e miglioramento quantitativo delle proprietà
5.7.3. Comportamento dopo la restituzione

5.8. Ombrelli micropalo

5.8.1. Esecuzione e limitazioni
5.8.2. Resilienza
5.8.3. Schermi di micropali e tappi di pali stuccati

5.9. Confronto dei risultati a lungo termine

5.9.1. Analisi comparativa delle metodologie di trattamento dei terreni
5.9.2. Trattamenti secondo la loro applicazione pratica
5.9.3. Combinazione di trattamenti

5.10. Decontaminazione del terreno

5.10.1. Processi fisico-chimici
5.10.2. Processi biologici
5.10.3. Processi termici

Modulo 6. Analisi e stabilità del pendio

6.1. Equilibrio e calcolo della pendenza

6.1.1. Fattori che influenzano la stabilità dei pendii
6.1.2. Stabilità della fondazione del pendio
6.1.3. Stabilità del corpo in pendenza

6.2. Fattori che influenzano la stabilità

6.2.1. Stabilità geotecnica
6.2.2. Carichi di pendenza convenzionali
6.2.3. Carichi accidentali in pendenza

6.3. Pendenze in terreni

6.3.1. Stabilità dei pendii nei terreni
6.3.2. Elementi che influenzano la stabilità
6.3.3. Metodi di calcolo

6.4. Pendii rocciosi

6.4.1. Stabilità dei pendii rocciosi
6.4.2. Elementi che influenzano la stabilità
6.4.3. Metodi di calcolo

6.5. Fondazioni e base di pendii

6.5.1. Requisiti importanti del terreno
6.5.2. Tipologia di fondazioni
6.5.3. Considerazioni e miglioramenti al terreno di base

6.6. Rotture e discontinuità

6.6.1. Tipi di instabilità dei pendii
6.6.2. Rilevamento caratteristico delle perdite di stabilità
6.6.3. Miglioramenti della stabilità a breve e lungo termine

6.7. Protezione dei pendii

6.7.1. Parametri che influenzano il miglioramento della stabilità
6.7.2. Protezione dei pendii a breve e lungo termine
6.7.3. Validità temporale di ogni tipo di elemento di protezione

6.8. Pendii in dighe di materiale sciolto

6.8.1. Elementi particolari dei pendii nelle dighe
6.8.2. Comportamento di carico in pendenza di dighe di materiale sciolto
6.8.3. Auscultazione e monitoraggio dello sviluppo della pendenza

6.9. Dighe in opere marittime

6.9.1. Elementi particolari di pendenze nelle opere marittime
6.9.2. Comportamento del pendio sotto i carichi delle opere marittime
6.9.3. Auscultazione e monitoraggio dello sviluppo della pendenza

6.10. Software di simulazione e benchmarking

6.10.1. Simulazioni per pendii in terreni e in roccia
6.10.2. Calcoli bidimensionali
6.10.3. Modellazione agli elementi finiti e calcoli a lungo termine

Modulo 7. Fondazioni superficiali

7.1. Plinto e lastre di fondazione

7.1.1. Tipologie di plinto più comuni
7.1.2. Plinto rigido e flessibile
7.1.3. Fondazioni superficiali di grandi dimensioni

7.2. Criteri di progettazione e regolamenti

7.2.1. Fattori che influenzano il disegno dei plinto
7.2.2. Elementi inclusi nei regolamenti internazionali delle fondazioni
7.2.3. Confronto generale tra i criteri normativi per le fondazioni poco profonde

7.3. Azioni sulle fondazioni

7.3.1. Azioni negli edifici
7.3.2. Azioni sulle strutture di sostegno
7.3.3. Azioni specifiche del terreno

7.4. Stabilità della fondazione

7.4.1. Capacità portante del terreno
7.4.2. Stabilità di scorrimento del plinto
7.4.3. Stabilità al ribaltamento

7.5. Attrito al suolo e migliore adesione

7.5.1. Caratteristiche del terreno che influenzano l'attrito terra-struttura
7.5.2. Attrito terra-struttura a seconda del materiale di fondazione
7.5.3. Metodologie di miglioramento dell'attrito del suolo

7.6. Riparazione di fondazioni. Sottofondo

7.6.1. Necessità di riparazione delle fondazioni
7.6.2. Tipologia di riparazione
7.6.3. Sottofondo di fondazioni

7.7. Spostamento negli elementi di fondazione

7.7.1. Limitazione dello spostamento nelle fondazioni poco profonde
7.7.2. Considerazione dello spostamento nel calcolo delle fondazioni poco profonde
7.7.3. Calcolo degli spostamenti stimati a breve e lungo termine

7.8. Costi relativi comparativi

7.8.1. Valutazione stimata dei costi di fondazione
7.8.2. Confronto secondo il tipo di fondazioni poco profonde
7.8.3. Costo stimato delle riparazioni

7.9. Metodi alternativi Fosse di fondazione

7.9.1. Fondazioni semi-profonde e poco profonde
7.9.2. Calcolo e uso dei pozzi di fondazione
7.9.3. Limiti e incertezze della metodologia

7.10. Tipi di fallimento delle fondazioni poco profonde

7.10.1. Fallimenti classici e perdite di capacità di fondazioni poco profonde
7.10.2. Resistenza ultima delle fondazioni poco profonde
7.10.3. Capacità complessive e coefficienti di sicurezza

Modulo 8. Fondazioni profonde

8.1. Pali di fondazione: calcolo e dimensionamento

8.1.1. Tipi di pali di fondazione e applicazione ad ogni struttura
8.1.2. Limiti dei pali come fondazioni
8.1.3. Calcolo dei pali come elementi di fondazione profonda

8.2. Fondazioni profonde alternative

8.2.1. Altri tipi di fondazioni profonde
8.2.2. Caratteristiche speciali delle alternative ai pali di fondazione
8.2.3. Lavori speciali che richiedono fondazioni alternative

8.3. Gruppi di pali e tappi di pali

8.3.1. Limiti dei pali come elemento individuale
8.3.2. Tappi per gruppi di pali
8.3.3. Limiti dei gruppi di pali e interazioni tra i pali

8.4. Attrito negativo

8.4.1. Principi fondamentali e influenza
8.4.2. Conseguenze dell'attrito negativo
8.4.3. Calcolo e attenuazione dell'attrito negativo

8.5. Capacità massime e limitazioni strutturali

8.5.1. Limite strutturale a palo singolo
8.5.2. Capacità massima del gruppo di pali
8.5.3. Interazione con altre strutture

8.6. Fallimenti di fondazioni profonde

8.6.1. Instabilità strutturale della fondazione profonda
8.6.2. Capacità massima del terreno
8.6.3. Diminuzione delle caratteristiche dell'interfaccia terra-palo

8.7. Riparazione di fondazioni profonde

8.7.1. Intervento sul terreno
8.7.2. Intervento sulle fondazioni
8.7.3. Sistemi non convenzionali

8.8. Pali in grandi strutture

8.8.1. Requisiti speciali per fondazioni speciali
8.8.2. Pali misti: tipologia e uso
8.8.3. Modifiche profonde miste in strutture speciali

8.9. Controlli di continuità sonica e auscultazione

8.9.1. Ispezioni pre-implementazione
8.9.2. Controllo dello stato del calcestruzzo: controlli sonici
8.9.3. Auscultazione di fondazioni in servizio

8.10. Software di dimensionamento delle fondazioni

8.10.1. Simulazioni di pali individuali
8.10.2. Modellazione di tappi per pali e assemblaggi strutturali
8.10.3. Metodi agli elementi finiti nella modellazione delle fondazioni profonde

Modulo 9. Strutture di contenimento: muri e schermi

9.1. Spinte a terra

9.1.1. Spinte presenti nelle strutture di sostegno
9.1.2. Impatto dei carichi di superficie sulle spinte
9.1.3. Modellazione dei carichi sismici sulle strutture di sostegno

9.2. Moduli di pressione e zavorra e coefficienti di zavorra

9.2.1. Determinazione delle proprietà geologiche che influenzano le strutture di sostegno
9.2.2. Modelli a molla per la simulazione di strutture di sostegno
9.2.3. Modulo di pressione e coefficiente di zavorra come elementi di resistenza del terreno

9.3. Muri: tipologia e basi

9.3.1. Tipologia di muri e differenze nel comportamento dei muri
9.3.2. Particolarità di ciascuna delle tipologie per quanto riguarda il calcolo e le limitazioni
9.3.3. Fattori che influenzano la fondazione dei muri

9.4. Palancole continue, palancole e schermi per pali

9.4.1. Differenze fondamentali nell'applicazione di ciascuna delle tipologie di display
9.4.2. Caratteristiche particolari di ogni tipo
9.4.3. Limiti strutturali di ogni tipologia

9.5. Progettazione e calcolo dei pali

9.5.1. Schermi a pila
9.5.2. Limitazione dell'uso dei vagli a pila
9.5.3. Pianificazione, performance e specificità dell'implementazione

9.6. Progettazione e calcolo di vagli continui

9.6.1. Schermi continui: tipi e particolarità
9.6.2. Limitazione degli usi di display continui
9.6.3. Pianificazione, performance e specificità dell'implementazione

9.7. Ancoraggio e rinforzo

9.7.1. Elementi di limitazione del movimento nelle strutture di sostegno
9.7.2. Tipi di ancoraggio ed elementi limitanti
9.7.3. Controllo delle iniezioni e dei materiali da iniezione

9.8. Movimenti del terreno nelle strutture di sostegno

9.8.1. Rigidità di ogni tipo di struttura di contenimento
9.8.2. Limitazione dei movimenti a terra
9.8.3. Metodi di calcolo empirico e agli elementi finiti per i movimenti

9.9.  Diminuzione della pressione idrostatica

9.9.1. Carichi idrostatici su strutture di sostegno
9.9.2. Comportamento a lungo termine della pressione idrostatica delle strutture di sostegno
9.9.3. Drenaggio e impermeabilizzazione di strutture

9.10.    Affidabilità nella progettazione di strutture di sostegno

9.10.1. Calcolo statistico nelle strutture di sostegno
9.10.2. Coefficienti di sicurezza per il criterio di progettazione
9.10.3. Tipologia di cedimenti nelle strutture di sostegno

Modulo 10. Ingegneria dei tunnel e delle miniere

10.1. Metodologie di scavo

10.1.1. Applicazioni di metodologie secondo la geologia
10.1.2. Metodologie di scavo secondo la lunghezza
10.1.3. Rischi di costruzione delle metodologie di scavo dei tunnel

10.2. Tunnel di terra - tunnel di roccia

10.2.1. Differenze fondamentali nello scavo di tunnel secondo il terreno
10.2.2. Problemi nello scavo di tunnel nei terreni
10.2.3. Problemi presenti nello scavo di tunnel nelle rocce

10.3. Tunnel con metodi convenzionali

10.3.1. Metodologie di scavo convenzionale
10.3.2. Scavo del terreno
10.3.3. Rendimenti secondo la metodologia e le caratteristiche geotecniche

10.4. Tunnel con metodi meccanici (TBM)

10.4.1. Tipologie di TBM
10.4.2. Supporti in gallerie scavate con TBM
10.4.3. Rendimenti secondo la metodologia e le caratteristiche geomeccaniche

10.5. Microtunnel

10.5.1. Gamma di utilizzo dei microtunnel
10.5.2. Metodologie secondo gli obiettivi e la geologia
10.5.3. Rivestimenti e limiti dei microtunnel

10.6. Supporto e rivestimenti

10.6.1. Metodologia generale di calcolo del sostegno
10.6.2. Dimensionamento dei rivestimenti finali
10.6.3. Comportamento a lungo termine dei rivestimenti

10.7. Pozzi, gallerie e collegamenti

10.7.1. Dimensionamento di pozzi e gallerie
10.7.2. Connessioni e brecce di tunnel temporanei
10.7.3. Elementi ausiliari nello scavo di pozzi, gallerie e collegamenti

10.8. Ingegneria mineraria

10.8.1. Caratteristiche particolari dell'ingegneria mineraria
10.8.2. Tipi particolari di scavo
10.8.3. Piani particolari di scavo della miniera

10.9. Movimenti a terra Posti a sedere

10.9.1. Fasi di movimento negli scavi di tunnel
10.9.2. Metodi semi-empirici per la determinazione dei posti a sedere nelle gallerie
10.9.3. Metodologie di calcolo agli elementi finiti

10.10. Carichi sismici e idrostatici nei tunnel

10.10.1. Influenza dei carichi idraulici sui supporti  Rivestimenti
10.10.2. Carichi idrostatici a lungo termine nei tunnel
10.10.3. Modellazione sismica e il suo impatto sulla progettazione dei tunnel

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