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Geotechnics and Geology
NICOLA PERILLI
Academic year2023/24
CourseARCHITECTURE AND BUILDING ENGINEERING
Code003DH
Credits6
PeriodSemester 1
LanguageItalian

ModulesAreaTypeHoursTeacher(s)
GEOTECNICA E GEOLOGIAGEO/02,ICAR/07LEZIONI72
NICOLA PERILLI unimap
NUNZIANTE SQUEGLIA unimap
Obiettivi di apprendimento
Learning outcomes
Conoscenze

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.

Knowledge

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.

Modalità di verifica delle conoscenze

Sarà effettuata una prova scritta basata su di un questionario a risposta aperta ed un colloquio orale.

Assessment criteria of knowledge

written test and oral examination 

Capacità

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

Modalità di verifica delle capacità

Lo  studente presenta un elaborato individuale o di gruppo

Comportamenti
  • Lo studente potrà acquisire e/o sviluppare sensibilità alle problematiche di pianificazione territoriale o di gestione dei rischi naturali
  • Saranno acquisite opportune accuratezza e precisione nello svolgere attività di raccolta e analisi di dati sperimentali
Modalità di verifica dei comportamenti

si procede sulla base di quanto viene concordato con gli studenti agli inizi del semestre

Prerequisiti (conoscenze iniziali)

E' preferibile avere seguito Scienza delle Costruzioni ed Idraulica

Prerequisites

Hydraulic and continuum mechanics are suggested prerequisites

Indicazioni metodologiche
  • lezioni frontali, con ausilio di slide
  • le esercitazioni in aula/laboratorio  si formano gruppi,
  • tipo di strumenti di supporto (es.: siti web,)
  • tipo di interazione tra studente e docente (es.: uso di ricevimenti, uso della posta elettronica o di altri strumenti di comunicazione Team)
Programma (contenuti dell'insegnamento)

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

 

  • Terre/ni organici

 

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

  1. A) Fattori del metamorfismo

temperatura

pressione

fluidi attivi

 

tempo

composizione

 

  1. B) Tipi di metamorfismo

contatto*

seppellimento

regionale

 

laminazione vs foliazione

 

  1. C) Foliazioni:

clivaggio

scistosita

banding

 

  1. D) Tessiture metamorfiche

foliate

non foliate

Grado metamorfico

basso

medio

alto

  1. E) Criteri di classificazione

foliazione

composizione (minerali indice)

 

  1. F) Principali tipi di rocce metamorfiche

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);

 

Bibliografia e materiale didattico

incluso nel programma

Indicazioni per non frequentanti

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

Modalità d'esame

prova orale

Updated: 31/07/2023 14:33