Università degli Studi Guglielmo Marconi

Insegnamento
Scavi e strutture di sostegno
Docente
Prof.ssa Lirer Stefania
Settore Scientifico Disciplinare
ICAR/07
CFU
12
Descrizione dell'insegnamento

Il corso di Scavi e Strutture di Sostegno è uno degli insegnamenti caratterizzanti tenuto al secondo anno del Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Civile.

Il Corso di Fondazioni, dopo un breve richiamo delle nozioni di Geotecnica affrontate nella laurea di primo livello, intende fornire tutte le conoscenze e abilità necessarie alla progettazione delle opere per il sostegno degli scavi a cielo aperto. Il corso, dopo una prima parte di richiami delle nozioni fondamentali di Geotecnica, affronta nei dettaglio le varie tipologie di opere di sostegno quali: muri a gravità, muri a mensola, paratie, palancole metalliche, muri in terra rinforzata ed in soil nailing. Per tutte le differenti tipologie di opere di sostegno, il corso fornisce le conoscenze di base necessarie alla scelta della tipologia di opera di sostegno idonea alle differenti condizioni del territorio. Il corso fornisce inoltre le conoscenze dei metodi di dimensionamento e di verifica seguendo gli approcci indicati dalla normativa vigente italiana.

Il corso fornisce quindi, mediante una preparazione teorica ed applicativa, una conoscenza e comprensione approfondita degli aspetti e dei concetti chiave necessari alla progettazione di opere di sostegno. Ciò consente al futuro laureato in ingegneria civile di potere affrontare problematiche caratterizzate da un elevato livello di complessità, di elaborare e/o applicare idee originali, anche in un contesto di sviluppo e ricerca.

Obiettivi formativi (espressi come risultati di apprendimento attesi)
Conoscenze e capacità di comprensione
Il corso fornisce allo studente delle conoscenze sui comportamento delle opere di sostegno e della spinta dei terreni fondamentali per acquisire le capacità di progettazione di questa tipologia di Opere Geotecniche. Le conoscenze fornite riguardano anche le nuove tecnologie costruttive ed i risultati delle ricerche scientifiche più innovative sulle tematiche geotecniche. Lo studio degli argomenti del corso svilupperà la capacità di comprensione di problematiche caratterizzate da un elevato livello di complessità, di elaborare e/o applicare idee originali, anche in un contesto di sviluppo e ricerca.

Le conoscenze e capacità attese sono:
- progettare una campagna di indagini in sito idonea alla struttura che si vuole progettare;
- comprendere ed interpretare i risultati delle indagini in sito al fine di individuare un modello di sottosuolo;
- identificare i margini di sicurezza di un versante naturale o artificiale;
- scegliere la tipologia di opera di sostegno adatta al caso specifico e le relative caratteristiche tecnologiche;
- stimare nella maniera più accurata la spinta dei terreni su opere di sostegno rigide (muri a gravità e a mensola) e flessibili (paratie);
- dimensionare e verificare l’opera di sostegno scelta con gli approcci della normativa vigente italiana.

Abilità e capacità di applicare conoscenza e comprensione
Attraverso le conoscenze teoriche, progettuali e sperimentali acquisite nel corso, lo studente sarà in grado di sviluppare capacità critiche, selettive e sintetiche per la progettazione di opere di contenimento delle terre, tenendo altresì in considerazione i fenomeni di interazione terreno-struttura.

Le capacità acquisite consentiranno di:
- interpretare e descrivere problemi complessi di interazione terreno struttura, al fine di determinare la scelta progettuale più idonea ad ogni singolo caso applicativo, anche attraverso approcci di tipo interdisciplinare;
- ideare, pianificare, progettare e gestire strutture geotecniche nel settore dell'Ingegneria Geotecnica;
- progettare interventi di protezione del territorio anche non usuali o di elevata complessità.

Competenze trasversali
Lo studente alla fine del corso acquisirà una autonomia di giudizio nell’identificare, formulare e risolvere casi con differente livello difficoltà che chiamano in gioco anche le nozioni acquisite nelle altre discipline delle aree di apprendimento specifiche e trasversali. Ciò consentirà allo studente di avere la capacità di integrare le conoscenze acquisite; di formulare giudizi anche sulla base di informazioni limitate o incomplete; di effettuare attente riflessioni sulle possibili soluzioni ad uno stesso problema. L’autonomia di giudizio verrà sviluppata in particolare tramite le attività di esercitazioni, svolte sia nell’ambito della didattica erogativa sia nell’ambito della didattica interattiva, dove il docente interagisce direttamente con il singolo studente nonché con gruppi di studenti. La valutazione dell’acquisizione dell’autonomia di giudizio avverrà sia in itinere, in particolare sulla base degli esiti dei questionari e delle esercitazioni proposte dal docente, sia durante la prova di accertamento finale.

Allo stesso modo, le abilità comunicative dello studente si concretizzeranno nella capacità di comunicare in modo chiaro e preciso le scelte progettuali adottate, nonché le conoscenze e le valutazioni effettuate. L’acquisizione, nonché la valutazione e la verifica del conseguimento di tali abilità, verrà infatti effettuata principalmente in occasione della prova di accertamento finale. Tuttavia, ciò verrà fatto anche mediante sessioni di tipo seminariale (aule virtuali) nelle quali singoli studenti o gruppi di essi verranno chiamati a illustrare lo svolgimento di applicazioni o casi progettuali assegnati dal docente.

Infine, per quanto riguarda le capacità di apprendimento, lo studente acquisirà capacità tali da consentirgli di impostare in modo autonomo lo studio di differenti soluzioni strutturali, comprese quelle non incluse nel programma. Tali capacità si tradurranno in conoscenza e strumenti metodologici per la crescita culturale e per l’aggiornamento continuo autonomo delle proprie conoscenze. La verifica della capacità di apprendimento verrà effettuata tramite le prove d’esame, nonché sulla base delle discussioni tenute nell’ambito delle aule virtuali riguardanti gli esercizi svolti dal docente nonché gli esercizi/questionari svolti in autonomia dallo studente.
Prerequisiti

Le conoscenze richieste per comprendere i contenuti del corso e raggiungere gli obiettivi formativi previsti riguardano gli argomenti trattati nel corso di Geotecnica, con particolare riferimento allo studio del comportamento meccanico dei terreni, all’analisi dello stato tensionale geostatico agente in un sottosuolo, all’elaborazione di prove di laboratorio e in sito ai fini della creazione del modello geotecnico del sottosuolo.
Tali conoscenze rappresentano un prerequisito indispensabile per lo studente che voglia seguire il corso con profitto.

Contenuti dell'insegnamento
  • Introduzione al corso
  • Richiami di Geotecnica
  • Gli scavi ed i movimenti di terra
  • Analisi di stabilità dei fronti di scavo artificiali
  • Il metodo dell´equilibrio limite: metodi globali e metodi delle strisce
  • Il metodo dell´equilibrio limite: metodi delle strisce approssimati
  • Il pendio indefinito e abachi di stabilità
  • Spinta delle terre sulle strutture di sostegno: teoria di Rankine
  • Spinta delle terre sulle strutture di sostegno: teoria di Coulomb e teoria di Caquot e Kerisel
  • Esempio di calcolo della spinta delle terre sulle strutture di sostegno con la Teoria di Rankine
  • Spinta delle terre sulle strutture di sostegno in condizioni sismiche
  • Opere provvisionali di sostegno
  • Le strutture di sostegno rigide: tecnologie costruttive
  • Le strutture di sostegno rigide: metodi di analisi
  • Le strutture di sostegno flessibili: tipologie costruttive
  • Le strutture di sostegno flessibili a sbalzo: metodi di analisi
  • Le strutture di sostegno flessibili ancorate: metodi di analisi
  • Calcolo del carico limite di fondazioni superficiali
  • Strutture di sostegno in soil-nailing
  • Strutture di sostegno in terra rinforzata
  • Dimensionamento e verifica di un muro a gravità
  • Dimensionamento e verifica di un muro a mensola
  • Dimensionamento e verifica di una paratia a sbalzo
  • Dimensionamento e verifica di un paratia ancorata
Attività didattiche
Le attività didattiche si articolano in didattica erogativa e didattica interattiva.

Per quanto riguarda la didattica erogativa, l'insegnamento prevede, per ciascun CFU, 5 ore di Didattica Erogativa, costituite da 2,5 videolezioni (tenendo conto delle necessità di riascolto da parte dello studente). Ciascuna videolezione esplicita i propri obiettivi e argomenti, ed è corredata da materiale testuale in pdf. Le videolezioni riguardano in particolare sia argomenti di teoria sia applicazioni numeriche. Queste ultime sono in particolare finalizzate a presentare agli studenti con riferimento a casi reali gli approcci per interpretare, descrivere e risolvere il dimensionamento di una opera di sostegno in condizioni statiche e sismiche.

Per quanto riguarda la didattica interattiva, l’'insegnamento segue quanto previsto dalle Linee Guida di Ateneo sulla Didattica Interattiva e l'interazione didattica, e propone, per ciascun CFU, 1 ora di Didattica Interattiva dedicata alle seguenti attività: lettura area FAQ, partecipazione ad e-tivity strutturata costituita da attività finalizzate alla restituzione di un feedback formativo e interazioni sincrone dedicate a tale restituzione. In particolare, in tale ambito è prevista un’attività progettuale che consiste nello svolgimento da parte dello studente di alcune applicazioni predisposte dal docente e che possono essere svolte dal singolo studente o da gruppi di studenti. Lo stesso docente provvede a revisionare l’applicazione svolta dallo studente (o dal gruppo di studenti) e a coinvolgere successivamente lo stesso (o il gruppo di studenti) in una discussione aperta anche agli altri studenti e finalizzata a presentare e discutere l’applicazione svolta.
Modalità di verifica dell'apprendimento
L’esame si svolge in forma scritta. La prova ha una durata massima di 120 minuti e, durante lo svolgimento della stessa è consentito esclusivamente l’uso di una calcolatrice e del testo della normativa fornita direttamente dalla commissione d’esame.

La prova scritta consiste nella risoluzione di tre esercizi numerici inerenti la progettazione di opere di sostegno secondo la normativa vigente e nella risposta di alcune domande aperte riguardanti gli argomenti teorici trattati nell’intero corso. Per il superamento dell’esame, è necessario dimostrare di avere acquisito le capacità di dimensionare e verificare una opera di sostegno, con gli approcci indicati dalla normativa vigente. Tale capacità deve essere dimostrata dallo studente attraverso lo svolgimento corretto di almeno due dei tre esercizi numerici presenti nella prova scritta.

La prova scritta è finalizzata ad accertare il livello di conoscenza dei contenuti teorico-metodologici del corso (descrittore di Dublino 1); il livello di competenza nell’esporre le possibili soluzioni tecniche di problemi di verifica e dimensionamento di strutture di sostegno (descrittore di Dublino 2); l’ autonomia di giudizio e la consapevolezza delle ipotesi semplificative adottate nella progettazione strutturale.

Le domande aperte sono finalizzate alla verifica delle capacità di comunicazione dell'allievo con proprietà di linguaggio ed organizzazione autonoma dell'esposizione sugli argomenti trattati nel corso.

Sono altresì previste prove di verifica e di autoverifica intermedie erogate in modalità distance learning che riguardano sia lo svolgimento di test di autoapprendimento sia attività riguardanti la progettazione di alcuni casi di studio presentando al docente, nell’ambito di una discussione aperta anche a gruppi di studenti, le scelte progettuali e le soluzioni adottate. Sebbene le prove di verifica e di autoverifica intermedie non contribuiscono alla formulazione del giudizio finale e non sono obbligatorie ai fini del sostenimento della prova d´esame, la quale deve essere svolta in presenza dello studente davanti ad apposita Commissione ai sensi dell´art. 11 c.7 lett.e) del DM 270/2004, esse sono da considerarsi altamente consigliate e utili ai fini della preparazione e dello studio individuale.

Infatti, la prova finale e le prove di verifica e di autoverifica intermedie consentono nel loro insieme di accertare la capacità di conoscenza e comprensione, la capacità di applicare le competenze acquisite, la capacità di esposizione, la capacità di apprendere e di elaborare soluzioni in autonomia di giudizio.
Libri di testo

Oltre alle lezioni realizzate dal Docente ed ai materiali didattici pubblicati in piattaforma, è obbligatorio lo studio dei seguenti testi:

  • Lancellotta R., Geotecnica, Zanichelli, Bologna, 2004
  • Lancellotta R., Calavera J., Fondazioni, McGraw-Hill Italia, Milano, 1999
Ricevimento studenti

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