ECTS - University of Pisa
Gli studenti saranno accompagnati in un percorso di maturazione che li porterà a comprendere i meccanismi base del comportamento meccanico dei terreni. Saranno trattati i metodi di classificazione, i metodi di prova e la definizione di problemi al finito, quali quelli relativi alle problematiche inerenti le fondazioni superficiali.
The aim of lessons is to provide a sufficient knowledge of basic mechanisms which rule mechnanical behaviour of soil. Classification method and testing method will be described. Some design example will be described, for example a simple design of a foundation.
Sarà effettuata una prova scritta basata su di un questionario a risposta aperta ed un colloquio orale.
written test and oral examination
1-capacita di interloquire con i geologi, 2- saper leggere e capitalizzare le infomazioni contenute nei documenti e nella cartografia geologica incluso la ricerca nel web, 3- capacita di elaborare una relazione geologia che descriva il contesto in cui il futuro professionista opererà
Lo studente presenta un elaborato individuale o di gruppo
si procede sulla base di quanto viene concordato con gli studenti agli inizi del semestre
E' preferibile avere seguito Scienza delle Costruzioni ed Idraulica
Hydraulic and continuum mechanics are suggested prerequisites
Minerali: introduzione e definizione
Origine dei minerali (magmatica, sedimentaria e metamorfica)
Minerali
Costituenti principali [Si, O, Al, Fe, Ca, K, Na, Mg, H]
Criteri di classificazione dei Minerali
Minerali polimorfi e Minerali isomorfi
Minerali principali
Elementi nativi (Oro, Argento, Rame)
Alogenuri(Fluorite, Salgemma)
Solfuri (Pirite, Galena)
Ossidi (Magnetite, Ematite, Limonite, Corindone)
Carbonati(Calcite, Dolomite, Aragonite)
Solfati(Gesso, Anidride, Barite)
Fosfati (Apatite)
Silicati
Nesosilicati(Olivine, Granati)
Sorosilicati (Epidoto)
Ciclosilicat (Berillo, Tormalina)i
Inosilicati(Pirosseni, Anfiboli)
Fillosilicati (Miche, Minerali argillosi)
Tectosilicati(Quarzo, Feldspati,)
Proprietà fisiche dei minerali
Struttura cristallina vs Abito cristallino
Sfaldatura (clivaggio)
Frattura
Alterabilità
Durezza
Densità e Peso specifico
Colore
Lucentezza
Trasparenza
Luminescenza
References: Scesi et alii (Cap. 3, pp. 35-46), Murck&Skynner (Cap 2, pp. 37-53); Press &Siever (Cap. 2, pp. 25-
Rocce magmatiche o ignee (introduzione)
plutoniche o intrusive
filoniane
vulcaniche o effusive
Fasi magmatiche
orto magmatica,
pegmatitica
pneumatolitica
idrotermale
Criteri di classificazione rocce magmatiche
tessitura,
composizione
mineralogia
indice di colore
Tessiture delle rocce magmatiche
faneritica
porfirica e pegmatitica
afanitica
vetrosa
vescicolare (pomici, scorie)
Classificazione composizionale rocce magmatiche
sialiche o acide
rocce intermedie
femiche o basiche
rocce ultrabasiche
Principali Minerali delle rocce magmatiche
quarzo
feldspati
feldspati alcalini (k feldspati)
plagioclasi (sodo-calcici)
muscovite
biotite
anfiboli
pirosseni
olivine
Classificazione Mineralogica delle
Principali rocce magmatiche
graniti/rioliti
granodioriti/dacite
sieniti/trachiti
dioriti /andesiti
gabbri /basalti
peridotiti
Plutoni: batoliti, laccolite, sill, dicchi
References: Scesi et alii (Cap. 3, pp. 35-46), Murck&Skynner (Cap 2, pp. 37-53); Press &Siever (Cap. 2, pp. 25-
Ciclo sedimentario e Sedimenti
Ciclo sedimentario: degradazione, erosione, trasporto e deposito
Degradazione
disgregazione meccanica
alterazione chimica
Clasti, sedimenti e/o depositi
Area di alimentazione, trasporto e deposito
Agenti erosione, trasporto e deposito
gravità
acqua
vento
ghiaccio
animali/vegetali
Modalità di trasporto
trascinamento
rotolamento
saltazione
sospensione
soluzione
Tipi di carico fondo
sospeso
soluzione
Diagramma di Hjulstrom
TESTI: Scesi et alii (Cap. 4 pp. 65-70); Murck&Skynner (Cap 7, pp 189-200; 206-208; Cap 7, pp 226-228); Press &Siever (Cap. 6 pp. 117-132)
Inoltre: Vasudev (Cap. 6, p.p. 57-60 - degradazione)
Tessitura e parametri tessiturali dei sedimenti clastici
clasti,
matrice,
vuoti
cemento,
granulometria
morfometria: forma, sfericita ed arrotondamento*
sorting o grado di classazione^
packing o addensamento
fabric: orientamento
colore
vuoti primari e secondari
Per la bibliografia vedi “Indice Rocce Sedimentarie
Diagenesi
Principali processi diagenetici e di litificazione
disseccamento
compattazione
cementazione
dissoluzione
ricristallizzazione
tipi di cemento
(argilloso, calcareo, siliceo)
TESTI: Murck&Skynner (Cap 7, p 225); Press &Siever (Cap. 7, 153-156);
Rocce sedimentarie
Classificazione genetica delle Rocce sedimentarie
clastiche o particellari
chimiche inorganiche/cristalline
biocostruite/biogeniche/biochimiche*,
residuali
* rocce ricche di sostanza organica
Classificazione composizionaledelle Rocce sedimentarie
terrigene/silicoclastiche
carbonatiche
silicee
evaporitiche
ricche di sostanza organica
residuali
Rocce terrigene/silicoclastiche
Classificazione granulometrica: conglomerati
arenarie
peliti (vedi minerali argillosi)
conglomerati e brecce*
Tessiture clasto- o matrice-sostenute^
^ortoconglomererati e paraconglomerati
Costituenti principali delle arenarie
quarzo
feldspati
frammenti di roccia (sed. magm. metam.)
muscovite, biotite, frammenti carboniosi etc
matrice e/o cemento
Rocce carbonatiche
clatiche,
biocostruite/biogeniche/bioclastiche
chimiche
Classificazione granulometrica (particellari/clastiche)
calciruditi,
calcareniti
calcilutiti
Classificazione tessiturale
mud-supported: mudstone e wackstone
grain-supported: packtoneegrainstone
Rocce carbonatiche biocostruite:
massive
stratificate
Rocce dolomitiche
Rocce miste: marne
Rocce silicee
Stratificate: radiolariti, diatomiti, spongoliti
Diagenetiche: Selci
Noduli, lenti, liste di selce
Rocce evaporitiche
Primarie: salgemma, gesso, anidride
Detritiche: gessoruditi e gessoareniti,
Diagenetiche: alabastro
Sedimenti e Rocce ricche di sostanza organica
Torba
Lignite
Carboni
Antracite
Argille e Rocce residuali
Argille residuali
Lateriti
Bauxiti
TESTI: Tucker (Cap. 3, pp. 36-42 x textural maturity; Cap. 3, pp. 19-34 x rock types, pp. 34-35 pyroclastic rocks;);
Inoltre: Murck&Skynner (Cap 8, pp. 219-224x weathering – 226-228 x lithification); Press &Siever (Cap. 6, 117-138 x wheathering; Cap. 7, 156-166 x classification); Parbin Cap. 13 pp. 297-312 x classification); Panizza (Cap. 3, 33-43 x weathering
Murck&Skynner (Cap 6 pp 201-203 x residual soil);
^ARGILLE E MINERALI ARGILLOSI
Origine
magmatica
sedimentaria
metamorfica
Criteri di classificazione
granulometrico
composizionale/mineralogico
Struttura cristallografica dei minerali argillosi
Tetraedrica (T)
Ottaedrica (O)
Isomorfismo dei minerali argillosi
Minerali argillosi
a 2 strati 1:1 TO
a 3 strati 2:1 TOT
a 4 strati 2:1 TOT T
Caolinite
Smectite gr.
Montmorillonite
Vermiculite
Illite
Caratteristiche dei minerali argillosi
Assorbimento di acqua
Assorbimento e/o scambio di ioni
TESTI: Scesi et alii (Cap. 3 pp. 47-54); Lancellotta (Cap. 1 pp. 6-10)
Elementi Fisiografici Della Catena Appeninica
Catene Montuose
Monti vs Colline
Dorsali (morfo_tettoniche)
Valli vs Pianure
Valli fluviali intramontane (a V ed a U)
fluviali(braided e meandriformi)
glaciali
tettoniche
pianure fluviali
costiere
Bacino idrografico e spartiacque
reticolo idrografico
ordine delle aste fluviali
tipo di reticolo idrografico
Tipi di aste fluviali
ruscello
torrente
fiume
Tipi di Fiumi
braided
meandriformi
Caratteristiche dei canali fluviali
larghezza
profondita
grado di anastomizzazione
grado di sinuosita
Elementi morfologici di un area alluvionale
alveo
argini
terrazzi*
area alluvionale
Strutture sedimentarie e Ambienti sedimentari
Strato e Stratificazione
Strati/lamine
origine
tipi
caratteri
Spessore e geometria degli strati e delle lamine(stratimetria)
Origine delle strutture sedimentarie
Strutture sedimentarie fisiche
Erosive. canali
Deposizionali: stratificazione (X //)
laminazione (X //)
gradazione
strati massivi
Post-deposizionali: slide/slump
strutture da carico
vulcani di sabbia o fango
Polarita degli Strati e delle Successioni sedimentarie
Strati e successioni sedimentarie
normali
rovesciate
Successioni sedimentarie e caratteristiche delle successioni sedimentarie
Geometrie dei corpi sedimentari/litologici
TESTI: Tucker (Cap. V): Bosellini, Mutti& Ricci Lucchi (Cap. 9; Cap. 12 pp 268-288)
Ambienti deposizionali: definizione e classificazione
Ambienti deposizionalicontinentali
alluvionale
lacustre e palustre
eolico (desertico)
glaciale
carsico
Ambienti deposizionali di transizione
delta ed estauri
spiaggia p.p.
piane tidali e lagune
Ambienti deposizionali marini:
spiagge addossate
separate
TESTI: Press &Siever (Cap. 8 pp. 173-181) e Murck & Skynner (Cap 8 pp. 2229-2236); Lancellotta Lanzelotta (Cap. 1 pp. 10-14)
Inoltre Press &Siever (Cap. 12 pp. 334-345, Cap. 14, 15 e 16pp. 354-375); Murck&Skynner (Cap 14)
Ambienti deposizionale alluvionali
Conoidi alluvionali°
forma
profilo longitudinale vs trasversale
tipi di canali
attivi
inattivi
porzioni
attiva
quiescente
prossimale
mediana
distale
tipi di depositi (prossimali, e distali)
strutture sedimentarie
geometria dei corpi
Fluviale braided (anastomizzato)
tipi di canali
tipi di barre
area alluvionale
periodi di magra
periodi di piena
tipi di depositi
strutture sedimentarie
caratteristiche del prisma sedimentario di un sistema braided
Fluviale meandriforme
tipo di canale
tipo di piana alluvionale
Erosione vs sedimentazione di un fiume meandriforme
evoluzione di un meandro
attivo
taglio del meadro
meadro morto
rottura del argine di un meandro (rotta)
aree alluvionali
aree paludose
tipi di depositi
strutture sedimentarie
caratteristiche del prisma sedimentario di un sistema meandri forme
Ambiente lacustre
Tipi di depositi
Strutture sedimentarie
Geometria dei prismi sedimentari
Ambiente Eolico (continentale e costiero)
Fattori che influenzano la deflazione e l’abrasione eolica
clima e vegetazione
area di fetch
tipo, velocita durata e del vento
Deflazione vs Abrasione eolica
Trasporto emodalita di trasporto
trascinamento
rotolamento
saltazione
sospensione
Depositi eolici
Ripples
Dune
Tipi di depositi eolici
sabbiosi
ciottolosi
Loess
Ambiente glaciale(continentale e montano) e Periglaciale
Tipi di ghiacciai
continentali
montani
Condizioni che favoriscono la formazione dei ghiacciai
Fattori che influenzano la rottura (plucking) e l’abrasione glaciale
Clima e vegetazione
Dimensione e velocita del ghiacciaio
Qualità e quantità del carico al punto di contatto
Natura del substrato (roccioso)
Tipi di trasporto e depositi glaciali
Accumuli depositi glaciali
morene (frontali, laterali, sospese e di fondo)
Depositi glaciali
tilliti
non stratificati (morene)
stratificati (depositi fluvioglaciali)
Ambienti deposizionali marini
Ambiente costiero vs spiaggia
Spiaggia
addossate (mainland beach)
separate(barrier island complex)
beach pocket
subambienti di spiaggia
backshore (spiaggia emera)
foreshore
shorefare (spiaggia sommersa)
sub ambienti dinamici della spiaggia
shoaling zone
breaking point
surfing zone
swash zone (run up and run down limit)
Profilo (morfologico e dinamico) della spiaggia
Barre e truogoli
Barre sommerse
Profilo estivo ed invernale
Tipi di depositi
Strutture sedimentarie
Geometria dei prismi sedimentari
Spiagge separate (barrierislandcomplex)
complesso di spiaggia
laguna o baia
stagni e paludi (marshes)
Spiagge vs coste
Forma della linea di costa
cordoni (split)
tomboli
barrieris land
Unità litologico-tecniche:
Terre/Terreni°
grossolani
fini
Rocce
dure
deboli
Ammassi rocciosi
Unita complesse
a prevalente componente lapidea
a prevalente componente: pelitica
UNITA LITOLOGICO TECNICHE INCOERENTI
Proprietà dei sedimenti/terreni
Costituenti
granuli
matrice
cemento
pori/vuoti/meati
aria
acqua
Porosità
totale
efficace
primaria
secondaria
indice dei vuoti
contenuto di acqua
grado di saturazione
Permeabilità
primaria
secondaria
°Terre/ni sistema trifase o bifase
Descrizione geologico tecnica dei terreni grossolani
(a prevalente comportamento attritivo*)
classificazione granulometrica (ghiaie, silt/limo, argilla)
classificazione litologica vs litologia dei clasti
classificazione litologica vs litologia della matrice
arrotondamento e sfericità
grado di addensamento
porosita e permeabilità
coesione ed angolo di attrito^*
resistenza al taglio drenata
grado di alterazione
grado di cementazione
sostanza organica§
Descrizione geologico tecnica dei terreni fini
(a prevalente comportamento coesivo^)
classificazione granulometrica
classificazione mineralogica°
grado di coesione
plasticita(grado)
porosita e permeabilità
consistenza (grado)
coesione ed angolo di attrito
resistenza al taglio drenata e non drenata
grado di alterazione
grado di cementazione
grado di umidita (grado)
colore
odore
reazione all’acido cloridrico
sostanza organica§
^*Attrito ed angolo di attrito
°° silt
°argilla vs minerali argillosi
Sistemi di classificazione delle terre/ni (soil)
USCS (Unified Soil Classification System)
ASSHTO
AGI
ASSHTO: American Association of State Highway and Transportation Officials
TESTI:Scesi et alii (Cap. 4 e 4.6 pp. 91-96)
STRATIGRAFIA E TETTONICA
Principi fondamentali di stratigrafia
1° principio o principio di orizzontalità originaria (principle of original horizontality)
2° principio o principio della continuità (principle of origan continuity)
3° principio o principio di sovrapposizione (principle of stratigraphic superposition)
principio delle intersezioni ( principle of cross-cutting relationships)
principio del contenuto faunistico (principle of faunal succession)
Limiti litologici
graduali
netti
erosivi
Successioni/Sequenze stratigrafiche
continue e discontinue
concordanti e discordanti
Discordanza
angolare (angular uncornformity)
semplice o disconformita (disconformity)
basale (non conformity)
paraconcordanza (paraconformity)
Principali unita stratigrafiche
Litostratigrafia ed unità litostratigrafiche
Formazione, membro, orizzonte e strato,
Elementi descrittivi di una formazione
Correlazioni litostratigrafiche
Biostratigrafia ed unità biostratigrafiche.
Correlazioni biostratigrafiche.
Unità Cronostratigrafiche e Geocronologiche
Cronostratigrafia e Correlazioni cronostratigrafiche
Scala Cronostratigrafiche standard
TESTI: Scesi et alii (Cap. 5 pp. 112-116); Press & Siever (Cap. 10); Murck & Skynner (Cap 9 pp. 241-256);
Inoltre Bosellini, Mutti & Ricci Lucchi (Cap. 12 pp 257-268 e Cap 14 pp. 317-326)
FAGLIE E FRATTURE, PIEGHE,
Elementi descrittivi delle faglie
superficie/piano di faglia
tetto/hanging wall
letto/footwall
direzione
immersione
inclinazione del piano di faglia
linea e zona di faglia,
scarpata di faglia
brecce di faglia
Classificazione delle faglie
normali o dirette
inverse
trascorrenti,
oblique
Horst, graben, semigraben
Faglie sintetiche ed antitetiche
Sovrascorrimenti e Falde di ricoprimento
Faglie vs Fratture (Per fratture vedi “ULT”)
Elementi descrittivi delle pieghe
cerniera e fianchi
linea di cerniera ed asse della piega
direzione, immersione ed inclinazione dell’asse e del piano assiale
superficie assiale verticale, inclinato, orizzontale
Classificazione delle pieghe
antiformi e sinformi;
anticlinali, e sinclinali
verticali
inclinate
coricate
simmetriche
asimmetriche
rovesciate
Vergenza delle pieghe e trasporto tettonico
TESTI: Scesi et alii (Cap. 5 pp. 103-112); Press & Siever (Cap. 11); Murck & Skynner (Cap 3 pp 57-66)
ROCCE METAMORFICHE
temperatura
pressione
fluidi attivi
tempo
composizione
contatto*
seppellimento
regionale
laminazione vs foliazione
clivaggio
scistosita
banding
foliate
non foliate
Grado metamorfico
basso
medio
alto
foliazione
composizione (minerali indice)
foliate
ardesie
filladi
scisti
gneiss
scisti verdi
non foliate
antracite
quarziti
marmi
anfibolite
granuliti
TESTI:Murck&Skynner (Cap 10 pp. 271-291); Press &Siever (Cap. 8, 169-184);
incluso nel programma
si invita lo studente a contattre il docente, e sulla base delle ragioni che hanno impedito di freqeuntare si danni indicazioni su come acquisire le consocenze e quali sono le modalita di esame, viene inoltre assicurato un tutoraggio via team se richiesto
prova orale
