iarg-24

Scuola di dottorato GNIG in Ingegneria Geotecnica 2024

La scuola di dottorato di ingegneria geotecnica si svolgerà presso la sede di Gaeta dell’Università di Cassino e del Lazio meridionale, dal 2 al 4 settembre 2024, prima dello IARG 2024. Il tema di ricerca prescelto è il consolidamento dei terreni e delle rocce.

Programma delle lezioni:

lunedì 2 settembre, ore 14-18.

• Prof. Paolo Croce: “Obiettivi e tecniche di consolidamento dei terreni”;
• Prof. Giuseppe Modoni: “Progettazione degli interventi colonnari basata su evidenze sperimentali”;
• Dott. Erminio Salvatore: “Sperimentazione di laboratorio per lo sviluppo e l’ottimizzazione delle tecniche di consolidamento”.

Il consolidamento ovvero miglioramento dei terreni (ground improvement) può essere definito come la modifica delle proprietà del terreno finalizzata a garantire i requisiti di stato limite ultimo (SLU) e/o stato limite di servizio (SLS) delle opere di ingegneria civile. Tale obiettivo può essere ottenuto mediante varie tecniche, opportunamente selezionate e applicate in funzione delle caratteristiche geotecniche dei terreni e delle finalità progettuali. In linea generale, si possono distinguere gli interventi finalizzati al miglioramento diffuso delle proprietà dei terreni (diffused improvement), mediante addensamento e/o cementazione, dagli interventi che consentono di realizzare elementi di rinforzo distinti (rigid inclusions) costituiti da terreno cementato.

Nella prima lezione si passano brevemente in rassegna le principali tecniche di consolidamento e le loro possibili applicazioni per la realizzazione di fondazioni, opere di sostegno, rilevati e gallerie.
La seconda lezione riguarda il ruolo dell’osservazione sperimentale nella progettazione dei consolidamenti colonnari. Partendo dall’analisi teorico-sperimentale dei meccanismi generati da alcune tecniche maggiormente in uso, si sviluppano i modelli per la caratterizzazione fisica e meccanica dei terreni consolidati, valutando l’incertezza nella determinazione dei parametri caratteristici con l’ausilio delle osservazioni di sito.
Nella terza lezione si analizzano alcune tecniche di trattamento che prevedono la cementazione dei terreni, evidenziandone le principali problematiche tecniche che ne condizionano l’impiego. Si illustrano quindi i risultati di alcune indagini sperimentali di laboratorio per mostrare l’efficacia dei provvedimenti finalizzati ad ottimizzare l’efficacia dei trattamenti e a definire opportuni criteri di progettazione.

Martedì 3 settembre, ore 9-13.

• Prof. Claudia Vitone: L’ingegneria geotecnica e i sedimenti marini: tra caratterizzazione, consolidamento e gestione sostenibile;
• Dott. Rossella Petti: Trattamenti chemo-meccanici dei sedimenti di dragaggio: dalle tecniche tradizionali ad alcune soluzioni innovative;
• Prof. Manuela Cecconi: Il contributo della vegetazione nel rinforzo meccanico di coltri superficiali di versante

Le tecniche di trattamento e rinforzo dei terreni appaiono oggi molto promettenti per la soluzione di problematiche ambientali di stringente attualità, quali il riciclo dei sedimenti marini e la protezione dall’erosione mediante tecniche “green”.

Nella prima lezione si analizzeranno le caratteristiche dei sedimenti marini caratterizzati dalla presenza di conchiglie, materia organica, diatomee, sali nell’acqua interstiziale e frequenti contaminazioni antropiche. Si discuteranno gli effetti di tale complessità sul comportamento idro- meccanico dei sedimenti mediante l’analisi di osservazioni sperimentali multiscalari. Si presenteranno inoltre alcuni casi emblematici affrontati negli ultimi anni, evidenziando l’approccio di studio interdisciplinare ed enucleando il ruolo dell’ingegneria geotecnica.

Nella seconda lezione si illustreranno alcune strategie innovative di trattamento chemo-meccanico dei sedimenti di dragaggio. Nel dettaglio, si presenteranno alcuni risultati sperimentali che aprono la strada alla trasformazione dei sedimenti (contaminati e non) in nuovi geomateriali utili per l’industria, sviluppati facendo uso di leganti sostenibili e basati sul riuso dei gusci di mitili, che rappresentano uno scarto prodotto in grandi quantità di costoso e lungo smaltimento.

Nella terza lezione si tratterà il tema dell’interazione terreno-vegetazione. L’impiego razionale della vegetazione rappresenta infatti un metodo sostenibile per il controllo dell’erosione e per la protezione dei fronti di scavo e delle coltri superficiali di versanti instabili. Nel corso della lezione si affronteranno i concetti generali alla base dei fenomeni di interazione terreno-vegetazione-atmosfera ed i meccanismi attraverso i quali la vegetazione favorisce il rinforzo meccanico di coltri superficiali di versante, alla luce dei più recenti sviluppi della ricerca scientifica.

Martedì 3 settembre, ore 14-18.

• Prof. Anna Maria Ferrero: “Caratterizzazione di ammassi rocciosi e consolidamento di pendii in roccia”;
• Prof. Gessica Umili: “Dimensionamento di interventi di consolidamento e difesa in pendii in roccia”.

I fenomeni di instabilità in ammassi rocciosi sono fortemente condizionati dal loro grado di fratturazione. Le discontinuità costituiscono piani di debolezza e ne determinano la possibilità e modalità di cinematismo. Per questo motivo la conoscenza e misurazione delle loro caratteristiche geometriche e meccaniche rappresenta un punto di partenza imprescindibile per la valutazione delle caratteristiche di stabilità in roccia e per la conseguente progettazione delle opere di consolidamento. Nell’ambito della prima lezione dedicata alle rocce saranno illustrate le modalità di rilievo geomeccanico di ammassi rocciosi (con tecniche tradizionali ed avanzate) e i metodi di calcolo per determinare le possibilità cinematiche di movimento.

La seconda lezione sarà dedicata alla valutazione delle condizioni di stabilità di pendii in roccia e al dimensionamento degli interventi e difesa dei pendii in roccia. In particolare, si affronteranno le tecniche statistiche avanzate per l’analisi dei dati di rilievo al fine di quantificare le distribuzioni di frequenza dei volumi potenzialmente instabili sulla base dei quali è possibile pianificare la strategia degli interventi e il loro dimensionamento. Si illustreranno inoltre modalità di calcolo di interventi con riferimento alla possibilità di applicazione di Reliability State Design applicato al fenomeno della prevenzione e protezione della caduta massi.

Mercoledì 4 settembre, ore 9-13.

• Prof. Mariarita Migliazza: "Aspetti teorici e sperimentali per la progettazione di scavi sotterranei";
• Prof. Andrea Segalini: "Dimensionamento di interventi di consolidamento in scavi sotterranei".

Le opere di consolidamento impiegate negli scavi in sotterraneo hanno il principale scopo di mantenere le condizioni di sicurezza sia nelle fasi realizzative, sia in quelle di esercizio dell'opera. La scelta ed il dimensionamento di tali interventi dipendono dalle caratteristiche meccaniche dell'ammasso roccioso (schematizzabile come un mezzo discontinuo, continuo o continuo equivalente) e dallo stato tensio- deformativo in esso indotto. Nella prima lezione della giornata si illustreranno gli effetti dei principali fattori influenzanti la perturbazione tensio-deformativa al contorno degli scavi e, quindi, il dimensionamento delle opere di consolidamento (caratteristiche meccaniche dell'ammasso roccioso, stato di tensione iniziale, metodo e fasi di scavo, presenza di discontinuità, ....) e i principali metodi analitici e numerici impiegabili per la loro progettazione. Nella seconda lezione si analizzeranno alcuni interventi reali di consolidamento di scavi in sotterraneo, partendo dalla fase di progettazione, passando per la fase esecutiva per giungere al risultato finale.