Università degli Studi Guglielmo Marconi

Insegnamento
Geotecnica
Docente
Prof.ssa Lirer Stefania
Settore Scientifico Disciplinare
ICAR/07
CFU
12
Descrizione dell'insegnamento
Il corso di Geotecnica è uno degli insegnamenti caratterizzanti tenuto al secondo anno del Corso di Laurea di primo livello in Ingegneria Civile.
Il corso fornisce le conoscenze di base della Meccanica dei Terreni. La prima parte del corso è dedicata alla descrizione delle principali caratteristiche dei terreni naturali, a grana grossa ed a grana fine. Si introduce l’analisi di moti di filtrazione in mezzi porosi, e si descrive il fenomeno della consolidazione dei terreni. Si fornisce il concetto dei legami costitutivi ed il criterio di resistenza dei terreni. Il corso fornisce una descrizione delle principali attrezzature per l´esecuzione di prove meccaniche di laboratorio e di indagini in sito. Fornisce inoltre le conoscenze teoriche necessarie per interpretare ed elaborare i risultati sperimentali di prove di laboratorio e delle indagini in sito ai fini della caratterizzazione geotecnica di un sottosuolo.
Il corso fornisce quindi, mediante una preparazione teorica ed applicativa, una conoscenza e comprensione approfondita di tutti gli aspetti e concetti chiave necessari per interpretare e prevedere il comportamento meccanico dei terreni naturali. Ciò consente al futuro laureato in ingegneria civile di potere affrontare problematiche inerenti la definizione di modelli di sottosuolo (successione stratigrafica, proprietà meccaniche), necessari per la progettazione di opere geotecniche.
Obiettivi formativi (espressi come risultati di apprendimento attesi)
Conoscenze e capacità di comprensione (Descrittore Dublino 1):
Il corso fornisce allo studente le conoscenze di base per lo studio, l’analisi e l’interpretazione del  comportamento meccanico dei terreni naturali, a grana grossa e a grana fine. Le conoscenze fornite riguardano anche i risultati delle ricerche scientifiche più innovative sulle tematiche della Meccanica dei Terreni. Lo studio degli argomenti del corso svilupperà la capacità di raccogliere, selezionare ed interpretare dati sperimentali (di laboratorio e di sito) ritenuti utili per la caratterizzazione geotecnica di un sito.

Le conoscenze e capacità attese riguardano:
- caratteristiche peculiari dei terreni naturali e loro origine
- studio dello stato tensionali all’interno di un volume di terreno
- aspetti peculiari del comportamento meccanico di terreni a grana fine
- aspetti peculiari del comportamento meccanico di terreni a grana grossa
- tipologia di attrezzature di laboratorio
- tipologia di indagini in sito

Abilità e capacità di applicare conoscenza e comprensione (Descrittore Dublino 2);

Attraverso le conoscenze teoriche  e sperimentali acquisite nel corso, lo studente sarà in grado di sviluppare capacità critiche, selettive e sintetiche per l’analisi ed interpretazione del comportamento meccanico di terreni e per la progettazione di campagne di indagini in sito ed in laboratorio.

Le capacità acquisite consentiranno di:
- identificare la tipologia di terreno attraverso lo studio delle sue caratteristiche intrinseche (granulometria, plasticità);
- determinare dello stato tensionale all’interno di un sottosuolo (geostatico ed indotto da sovraccarichi esterni);
- progettare una campagna di indagini in sito per la caratterizzazione geotecnica di un sottosuolo;
- comprendere ed interpretare i risultati delle indagini in sito al fine di individuare un modello di sottosuolo;
- identificare le tipologie di prove meccaniche di laboratorio, integrative alla caratterizzazione di sito, per la determinazione di parametri meccanici significativi;
- comprendere ed interpretare i risultati di prove meccaniche di laboratorio di varia tipologia.

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 conoscenze acquisite ad interlocutori estreni. L’acquisizione, nonché la valutazione e la verifica del conseguimento di tali abilità, verrà infatti effettuata principalmente in occasione della prova di accertamento finale.
Infine, per quanto riguarda le capacità di apprendimento, lo studente acquisirà capacità che si tradurranno in conoscenza e strumenti metodologici necessari per intraprendere gli studi successivi ed anche per l’aggiornamento 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

Non sono richiesti requisiti specifici.

Contenuti dell'insegnamento
  • Introduzione all´Ingegneria
  • Geotecnica
  • Genesi e proprietà dei terreni
  • Relazioni tra le fasi e classificazione
  • Struttura dei terreni
  • Analisi granulometrica
  • Peculiarità dei terreni a grana fine
  • Peculiarità dei terreni a grana grossa
  • Richiami di meccanica del continuo
  • Cerchio di Mohr
  • Definizione di tensori ed invarianti
  • Legami costitutivi
  • Criteri di resistenza
  • Il mezzo poroso
  • Principio delle tensioni efficaci
  • Calcolo tensioni geostatiche
  • Storia tensionale
  • Calcolo dello stato tensionale indotto da un sovraccarico
  • Condizioni drenate e non drenate
  • Permeabilità e legge di Darcy
  • Moti di filtrazione in regime stazionario
  • Teoria della Consolidazione
  • Apparecchiature di laboratorio
  • Edometro
  • Taglio diretto
  • Cella triassiale
  • Comportamento meccanico dei terreni grana grossa
  • Comportamento meccanico dei terreni a grana fine
  • Finalità delle indagini in sito
  • Perforazioni di sondaggio
  • Prove penetrometriche e scissometriche
  • Prove con il pressiometro e il dilatometro piatto
  • Indagini per la misura della pressione neutra e della permeabilità
  • Indagini dinamiche in foro
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 descrivere la metodologia per l’elaborazione di prove di laboratorio e di sito, finalizzate alla costruzione di un modello di sottosuolo rappresentativo di casi specifici.
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 e/o orale. La prova ha una durata massima di 120 minuti.
Per il superamento dell’esame, è necessario dimostrare di avere acquisito la capacità di calcolare lo stato tensionale in un sottosuolo e di saper costruire un modello geotecnico di un sottosuolo, partendo dall’analisi ed elaborazione di prove di laboratorio e di sito. 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 e scelte tecniche di problemi in vera grandezza (descrittore di Dublino 2); l’ autonomia di giudizio (descrittore di Dublino 3) e la consapevolezza delle ipotesi semplificative adottate nella passaggio dall’elemento di volume ad un sottosuolo reale.

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 e le soluzioni adottate per risolvere casi applicativi. 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:
  • Renato Lancellotta, Geotecnica (3a ed.), Zanichelli, Bologna, 2004
  • Lambe T.W, Whitman R.V. (1997), Meccanica dei Terreni. Traduzione a cura di C. Valore. Flaccovio Editore, Palermo
Ricevimento studenti

Previo appuntamento (s.lirer@unimarconi.it)