ECTS - University of Pisa
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
| GEOLOGIA APPLICATA | GEO/05 | LEZIONI | 116 |
|
Obiettivo del corso è quello di fornire un’adeguata formazione geologico-applicativa di base, finalizzata alla conoscenza degli elementi essenziali per svolgere attività nei campi della geotecnica e della geognostica, delle risorse idriche, delle costruzioni e dei rischi geologici.
The aim of the course is to provide an adequate basic geological-applicative training, aimed at the knowledge of the essential elements to carry out activities in the fields of geotechnics and geognostics, water resources, construction and geological risks.
La verifica delle conoscenze sarà effettuata tramite esame orale in cui saranno discusse le tematiche affrontate durante le lezioni frontali e l'elaborato che ciascun studente dovrà preparare come sintesi della lezione fuori sede.
The knowledge will be verified through an oral exam in which the topics addressed during the lectures will be discussed as well as the report that each student will have to prepare as a summary of the on site lesson.
Alla fine del corso lo studente dovrà essere in possesso di adeguate conoscenze di base per poter affrontare problemi di natura geologico-applicativa.
At the end of the course the student must be in possession of adequate basic knowledge to be able to face applied geological problems.
Durante il corso saranno effettuate esercitazioni su problemi concreti con lavoro autonomo dello studente sotto la supervsione del docente.
During the course, practical exercises will be carried out on real problems with self-employment of the student under the supervision of the teacher.
Lo studente potrà acquisire e/o sviluppare sensibilità alle problematiche geologico-applicative.
The student can acquire and / or develop sensitivity to geological-application issues.
Materie propedeutiche di base e materie caratterizzanti di ambito geografico/cartografico e geologico.
Basic preparatory subjects and characterizing subjects of geographical/cartographic and geological tipology.
Lezioni frontali con ausilio di slide in aula. Esercitazioni su problemi geologico-applicativi reali. Lezione fuori sede alla fine del corso con osservazione e discussione in campagna di tematiche affrontate nelle lezioni frontali.
Il materiale relativo alle lezioni frontali è fornito su file acquisibili attarverso la piattaforma Moodle. Il materiale relativo alle esercitazioni è fornito su supporto cartaceo.
Al di fuori delle ore di lezione, l'interazione fra studente e docente potrà avvenire durante gli orari di ricevimento dei docenti e/o mediante ricevimenti telematici e/o posta elettronica.
Frontal lessons with the help of classroom slides. Exercises on real geological-applicative problems. Lesson on site at the end of the course with observation and discussion of issues addressed in the lectures.
The material related to lectures is provided on files that can be acquired through the Moodle platform. The material related to the exercises is provided on paper during the lessons.
Outside class hours, the interaction between student and teacher can take place during live o telematic meetings and/or by e-mail.
Introduzione al corso
La Geologia Applicata: campi di studio, applicazioni. Organizzazione del corso, modalità di verifica.
Elementi di Geotecnica e geognostica
Caratteristiche geotecniche delle terre e delle rocce: proprietà fisiche di stato e proprietà indice, classificazioni, analisi granulometriche, limiti di consistenza e loro determinazione. Pressioni totali, efficaci e neutre; compressibilità, tensioni litostatiche, deformazioni e storia dello stato tensionale. Resistenza alla compressione e al taglio e prove di determinazione in sito e in laboratorio. Indagini per la caratterizzazione geologico-tecnica del sottosuolo. Metodi diretti: sondaggi a percussione, rotazione, roto-percussione, campionamento; prove penetrometriche statiche e dinamiche: metodologia, parametri desumibili e problematiche; altre prove. Metodi indiretti: indagini sismiche a rifrazione e a riflessione, prove sismiche in foro (down-hole, cross-hole), indagini geoelettriche. Cenni di pericolosità sismica e microzonazione sismica.
Fondamenti di Litotecnica e rilevamento geologico-tecnico
Proprietà fisico-meccaniche e classificazione di rocce e terre in campagna e in cantiere. Unità litologico-tecniche, definizione e cartografia. Criteri di classificazione geomeccanica degli ammassi rocciosi; la classificazione RMR di Bieniawski.
Fondamenti di Idrogeologia
Il problema acqua; l’idrogeologia e il ruolo dell’idrogeologo. Ciclo idrologico; bilancio idrologico e suoi componenti; determinazione dei parametri di bilancio di un bacino imbrifero: precipitazioni, evapotraspirazione, deflusso superficiale, infiltrazione. Proprietà delle rocce nei confronti dell’acqua: porosità, permeabilità. Ripartizione dell’acqua nel sottosuolo: concetto di falda; falde libere e confinate. Leggi di circolazione dell’acqua nei mezzi porosi: la Legge di Darcy; concetti di gradiente idraulico, coefficiente di permeabilità, trasmissività, coefficiente di immagazzinamento. Acquiferi e falde idriche; rappresentazione degli acquiferi e delle falde; costruzione ed interpretazione di carte piezometriche. Intrusione marina nelle falde costiere. Cenni su acquiferi fessurati. Le sorgenti: metodologie di studio e classificazione. Perforazione, completamento e sviluppo pozzi. Piezometri: tipologie, modalità di esecuzione e applicazioni.
Frane e stabilità dei pendii
Fattori e cause delle frane; caratteristiche, nomenclatura e criteri di classificazione; la classificazione di Cruden & Varnes (crollo, ribaltamento, scorrimento, espansione, colamento); stato, distribuzione e stile di attività. Studio di una frana: accertamenti geologici, geognostici e geotecnici; monitoraggio in sito e in remoto (inclinometri, estensimetri, piezometri, metodi topografici, interferometrici e satellitari, ecc.); analisi di stabilità e fattore di sicurezza; metodi di stabilizzazione e difesa.
Rischi naturali
Frane, alluvioni, terremoti, sinkhole. Concetti fondamentali e valutazione: pericolosità, vulnerabilità, rischio, mitigazione.
Cenni sul ruolo della Geologia Applicata in altri settori
Costruzioni, opere di fondazione, attività estrattive, smaltimento dei rifiuti, ecc.
Esercitazioni
Costruzione e lettura di carte tematiche (es. piezometriche, ecc.) e sezioni tematiche (es. geologiche, litostratigrafiche, idrogeologiche, ecc.); impostazione di un bilancio idrogeologico. Elaborazione di prove penetrometriche. Analisi granulometriche e ricostruzione di curve granulometriche. Determinazione dei limiti di consistenza. Caratteristiche e modalità di utilizzo di apparecchiature di laboratorio per la determinazione di parametri geotecnici e geomeccanici di terre e rocce. Fotointerpretazione e restituzione cartografica di aree in frana.
Lezioni fuori sede
Incentrate su temi specifici che possono variare di anno in anno in funzione di esigenze, disponibilità, ecc. (indagini geognostiche, movimenti franosi, strutture idrogeologiche, opere di captazione, grandi opere). La lezione fuori sede prevede la stesura di un elaborato a cura dello studente.
Introduction to the course
Applied Geology: fields of study, applications. Course organization, verification method.
Geotechnical and geognostic elements
Geotechnical characteristics of soils and rocks: physical properties of state and index properties, classifications, grain size analyzes, Atterberg limitsand their determination. Total, effective and neutral pressures; compressibility, lithostatic tensions, deformations and history of the stress state. Compressibility and shear tests. Investigations for the geological-technical characterization of the subsoil. Direct methods: boreholes by percussion, rotation, roto-percussion, sampling; static and dynamic penetrometric tests: methodology, deducible parameters and criticisms; other tests. Indirect methods: seismic refraction and reflection investigations, seismic in-hole tests (down-hole, cross-hole), geoelectric surveys. Basics of seismic hazard and seismic microzonation.
Elements of Litotecnics and geological-technical survey
Physico-mechanical properties and classification of rocks and soils on site. Lithological-technical units, definition and cartography. Geomechanical classification criteria for rock masses; the RMR classification of Bieniawski.
Elements of Hydrogeology
The water problem; the hydrogeology and the role of the hydrogeologist. Hydrological cycle; hydrological budget and its components; determination of the water budget parameters of a catchment: precipitation, evapotranspiration, runoff, infiltration. Hydraulic properties of rocks: porosity, permeability. Subsurface water distribution: groundwater and aquifer concepts; unconfined and confined aquifers. Water circulation laws in porous media: Darcy's Law; concepts of hydraulic gradient, hydraulic conductivity, transmissivity, storage coefficient. Representation of aquifers; construction and interpretation of piezometric maps. Seawater intrusion in the coastal aquifers. Notes on fractured aquifers. Springs: study methods and classification. Water well drilling, completion and development. Piezometers: types, execution methods and applications.
Landslides and slope stability
Factors and causes of landslides; characteristics, nomenclature and classification criteria; the classification of Cruden & Varnes (fall, topple, slide, spread, flow); state, distribution and style of activity. Study of a landslide: geological, geognostic and geotechnical assessments; on-site and remote monitoring (inclinometers, strain gauges, piezometers, topographic, interferometric and satellite methods, etc.); stability and safety factor analysis; stabilization methods.
Natural hazards
Landslides, floods, earthquakes, sinkholes. Fundamental concepts and evaluation: hazard, vulnerability, risk, mitigation.
Notes on the role of Applied Geology in other sectors
Construction, foundations, quarries, waste disposal, etc.
Exercises
Construction and reading of thematic maps (eg piezometric, etc.) and thematic sections (eg geological, lithostratigraphic, hydrogeological, etc.); water budget. Processing of penetrometric tests. Grain size analysis and granulometric curve reconstruction. Determination and interpretation of Atterberg limits. Characteristics and methods of use of laboratory equipment for the determination of geotechnical and geomechanical parameters of lands and rocks. Aerial view interpretation and mapping of landslide areas.
On site lessons
Focus on specific topics that may vary from year to year depending on needs, availability, etc. (geognostic investigations, landslides, hydrogeological structures, collection works, large works). The off-site lesson involves the drafting of a paper by the student.
Berardi R. (2017) – Fondamenti di Geotecnica. Città Studi,
Casadio M. & Elmi C. (2006) - Il manuale del geologo. Pitagora, Bologna.
Celico P. (1986) - Prospezioni idrogeologiche. Voll. 1 e 2. Liguori, Napoli.
Civita M. (2005) - Idrogeologia applicata e ambientale. Ambrosiana, Milano.
Colombo P. & Colleselli F. (2004) - Elementi di geotecnica. Zanichelli, Bologna.
Gonzalez De Vallejo L.I. (2005) - Geoingegneria. Pearson Education Italia, Milano.
Scesi L., Papini M., Gattinoni P., Longoni L. (2015) - Geologia Tecnica. Casa Editrice Ambrosiana, Milano.
Turner A.K. & Schuster R.L. eds. (1996) - Landslides, investigation and mitigation. National Academy Press, Washington D.C.
Dispense del docente.
Berardi R. (2017) – Fondamenti di Geotecnica. Città Studi,
Casadio M. & Elmi C. (2006) - Il manuale del geologo. Pitagora, Bologna.
Celico P. (1986) - Prospezioni idrogeologiche. Voll. 1 e 2. Liguori, Napoli.
Civita M. (2005) - Idrogeologia applicata e ambientale. Ambrosiana, Milano.
Colombo P. & Colleselli F. (2004) - Elementi di geotecnica. Zanichelli, Bologna.
Gonzalez De Vallejo L.I. (2005) - Geoingegneria. Pearson Education Italia, Milano.
Scesi L., Papini M., Gattinoni P., Longoni L. (2015) - Geologia Tecnica. Casa Editrice Ambrosiana, Milano.
Turner A.K. & Schuster R.L. eds. (1996) - Landslides, investigation and mitigation. National Academy Press, Washington D.C.
Slides of the teacher.
La frequenza del corso è libera, tranne eventuali attività di laboratorio e la lezione fuori sede.
E' utile una preiscrizione informale, comunemente effettuata nelle prime 2-3 lezioni in aula o contattando il docente.
Course attendance is free, except for any laboratory activities and the on site lesson.
An informal pre-registration is useful, commonly carried out in the first 2-3 lessons in the classroom or by contacting the teacher.
Esame orale con voto (con discussione dell’elaborato relativo alla lezione fuori sede; l'elaborato scritto dovrà essere inviato al docente entro 5 giorni lavorativi dalla data di esame). L'esame si considererà superato se lo studente dimostrerà di avere compreso i concetti di base della Geologia Applicata e di saperli esporre con linguaggio appropriato.
Oral exam with grade (with discussion of the report relative to the lesson off-site; the report must be sent to the teacher within 5 working days from the exam date). The exam will be considered passed if the student demonstrates that has understood the basic concepts of Applied Geology, presented by using an appropriate language.
