Geologia applicata A - (5 cfu)

Professore: DA ASSEGNARE

Finalità

Il corso si propone di fornire gli elementi conoscitivi di base della moderna geologia, a partire dalla formazione del nostro pianeta fino ad arrivare alla teoria della deriva dei continenti. La prima parte è volta a fornire agli studenti la conoscenza iniziale del “sistema fondamentale” della Terra, attraverso la conoscenza dei processi genetici delle varie rocce che si trovano sulla sua superficie. La seconda parte tratta principalmente i processi che interessano la superficie della Terra quali l’azione delle acque, dei ghiacci etc. Tutto questo nel proposito di fornire agli studenti di ingegneria civile e dell’ambiente e territorio le conoscenze di base sufficienti a comprendere l’interazione tra gli interventi antropici e l’ambiente naturale, nella duplice ottica di salvaguardia ambientale e mitigazione del rischio per la società

Programma

Formazione di un pianeta
Aspetti della Geologia, Origine del Sistema planetario, La Terra come pianeta in evoluzione,Tettonica delle placche: un paradigma moderno per la scienza geologica, Il tempo geologico, Il metodo scientifico.

Tettonica delle placche: la teoria unificatrice
Una panoramica; Il mosaico delle placche; Velocità di movimento delle placche; Geometria del movimento delle placche; Associazioni litologiche e tettonica delle placche; Terreni a microplacche e tettonica delle placche; La grande ricostruzione; Il motore della tettonica.

I minerali: i “mattoni da costruzione delle rocce”
Che cosa sono i minerali?; Struttura atomica della materia; Reazioni chimiche; Acquisto e cessione di elettroni; Elettroni in comune; La tavola periodica degli elementi; Legami chimici; Struttura atomica dei minerali; I minerali che costituiscono le rocce; Proprietà fisiche dei minerali; Proprietà chimica dei minerali.

Le rocce: testimonianze dei processi geologici
Rocce ignee; Rocce sedimentarie; Rocce metamorfiche; Composizione chimica delle rocce; Dove si osservano le rocce; Il ciclo delle rocce.

Rocce ignee
Principali tipi di rocce ignee; Origine dei magmi; La differenziazione magmatica; La serie di reazioni di Bowen; Forme di intrusione magmatica.

Fenomeni endogeni: Vulcanismo
Depositi Vulcanici; Tipi di eruzioni; La distribuzione globale del vulcanismo; I vulcani e l'uomo

Fenomeni esogeni: Degradazione meteorica ed erosione
Fattori geologici e geografici della degradazione meteorica; Alterazione chimica; Disgregazione fisica; Il suolo: residuo della degradazione meteorica; La degradazione meteorica come fonte di sedimenti.

Sedimenti e rocce sedimentarie
Le materie prime dei sedimenti: particelle e sostanze disciolte; Trasporto dei sedimenti; Sedimentazione: la fine del viaggio; Diagenesi e litificazione; Classificazione dei sedimenti e delle rocce sedimentarie; Stratificazione e strutture sedimentarie; Sedimenti clastici e rocce sedimentarie clastiche; Sedimenti chimici e biochimici e rocce sedimentarie chimiche e biochimiche.

Rocce metamorfiche
Fattori fisici e chimici che regolano il metamorfismo; Tipi di metamorfismo; Strutture metamorfiche; Metamorfismo regionale e grado di metamorfismo; Aureole metamorfiche di contatto; Tettonica delle placche e metamorfismo.

Pieghe, faglie e altre tracce di deformazioni delle rocce
Interpretazione dei dati ottenuti sul terreno; Come si deformano le rocce; Pieghe; Come si frattura una roccia: diaclasi e faglie; Ricostruzione della storia geologica; Influenza delle deformazioni sulle forme della superficie terrestre

Le testimonianze delle rocce e la scala dei tempi geologici
Cronologia della Terra; Tempo assoluto e scala cronostratigrafica; Stima delle velocità dei processi terrestri molto lenti; Una panoramica del tempo geologico.

Il denudamento in massa
Che cosa fa muovere le masse di materiali?; Classificazione dei movimenti in massa; Movimenti in massa catastrofici.

Il ciclo ideologico e le acque sotterranee
Flussi e serbatoi idrici; Idrologia e clima; Deflusso superficiale; Acque sotterranee; Risorse idriche fornite dai principali acquiferi; Erosione per opera delle acque sotterranee; Qualità dell'acqua; Le acque profonde; Le acque utilizzabili della Terra.

I corsi d'acqua: trasporto verso il mare
Come fluiscono i corsi d'acqua; Il carico solido dei corsi d'acqua e il movimento dei materiali; Come le acque correnti erodono le rocce; Valli fluviali, alvei e pianure alluvionali; I corsi d'acqua cambiano con il tempo e lungo il tragitto; Bacini e reticoli idrografici; I delta: foci dei fiumi.

I terremoti
Che cos'è un terremoto?; Lo studio dei terremoti; Un grande quadro: terremoti e tettonica delle placche; Potere distruttivo dei terremoti.

I ghiacciai e l'opera del ghiaccio
La natura del ghiaccio; Che cos'è un ghiacciaio?; Il bilancio di un ghiacciaio: come si formano, si accrescono e si riducono i ghiacciai; Come si muove il ghiaccio; Il modellamento glaciale; Il terreno permanentemente gelato; Variazioni dell'estensione dei ghiacciai: le glaciazioni pleistoceniche.

Gli oceani
I confini del mare; La dinamica dei litorali; Esplorazione del fondo oceanico; Profili di due oceani; Margini continentali; Piattaforma continentale; Scarpata e rialzo continentali; I fondali oceanici; Sedimentazione negli oceani; Differenze nella geologia degli oceani e dei continenti.

Il vento e i deserti
Il vento come flusso d'aria; II vento come agente di trasporto; Erosione eolica; Il vento come agente di deposizione; L' ambiente desertico.

L'evoluzione del rilievo delle terre emerse
Topografia, quote e dislivelli; Le forme del rilievo: componenti del paesaggio fisico; Fattori che controllano il modellamento del rilievo terrestre; Evoluzione del rilievo terrestre.

Deformazioni della crosta continentale
Alcune strutture tettoniche regionali; Regioni interne stabili; Fasce orogeniche; Le Alpi; Piana costiera e piattaforma continentale; Movimenti verticali regionali; Geologia del territorio italiano.

Rilevamento geologico tecnico
Ricerche preliminari. Attrezzi da rilevamento. Rilevamento di campagna. Rapporto tra le diverse formazioni geologiche. Limiti geologici. Caratteri geomorfologici. Rilevamento di strutture tettoniche. Rilevamento per studi di geologia applicata.

Geologia e pianificazione territoriale
Livelli di pianificazione. Atlante dei rischi. PTCP. Carte tematiche dei PRG. Progettazione esecutiva: indagini geognostiche, sezioni litostratimetriche, modello geotecnico. PIAE. Carte tematiche PAE.

Esplorazioni geologiche del sottosuolo
I sondaggi geognostici: programmazione indagini geognostiche e geotecniche. Rappresentazione, interpretazione e correlazione dati stratimetrici.
Le prove penetrometriche: restituzione, elaborazione ed interpretazione dati. Correlazioni per la classificazione del terreno. Costruzione di profili stratigrafici ed i modelli geotecnici.
Indagini geofisiche: indagini finalizzate alla risposta sismica locale. Prospezioni sismiche in superficie. Prospezioni sismiche in foro (prova cross-hole, prova down-hole, prova tomografica). Caratterizzazione dei terreni in funzione della nuova normativa sismica.

Idrogeologia e vulnerabilità idrogeologica
Rappresentazione delle falde, tipi di carte idrogeologiche. Analisi della morfologia della superficie piezometrica. Definizione del regime della falda.
La vulnerabilità idrogeologica: metodi per la definizione della vulnerabilità e carte della vulnerabilità.

Le strade
La costruzione dei rilevati stradali e delle trincee. Stabilità del piano di posa del rilevato e verifica dei cedimenti. Qualificazione dei materiali da costruzione. Stabilità delle scarpate. Sottofondi stradali. Consolidamento dei piani di posa e delle scarpate.

La dinamica dei versanti
Nomenclatura e tipi di frane. Controlli superficiali ed indagini profonde. Il rischio geomorfologico; Pericolosità, Esposizione, Vulnerabilità. Valutazione del rischio di frana. Previsione, prevenzione e mitigazione del rischio. Le carte geomorfologiche e della stabilità dei versanti. Metodi per la bonifica ed il consolidamento delle frane e dei versanti instabili.

Opere di stabilizzazione dei versanti
Introduzione. Interventi per ridurre la resistenza al taglio mobilizzata. Interventi per aumentare la resistenza a taglio del materiale. Stabilizzazione di versanti soggetti a crolli e ribaltamenti.

Opere in sotterraneo
Gallerie superficiali e gallerie profonde. Gallerie naturali e gallerie artificiali. Indagini geologiche e idrogeologiche finalizzate alla scalta del tracciato. Problematiche di natura geologica riscontrabili durante l’esecuzione di una galleria. Metodologie e soluzioni progettuali.

Dighe ed argini in terra
Studio geomorfologico della sezione d’’imposta di una diga in terra. Il reperimento e la qualificazione dei materiali di costruzione delle dighe in terra. I diversi tipi di dighe in terra.

Tecniche di consolidamento
Interventi migliorativi dei terreni e delle rocce. Interventi conservativi

Attività d'esercitazione

Durante il corso sono previste alcune ore di esercitazione in aula ed alcune uscite in cantiere

Modalità d'esame

L’esame consta di una prova orale.

Propedeuticità

Nessuna

Testi consigliati

Press F., Siever R. – Capire la terra – Ed. Italiana a cura di Lupia Palmieri E., Parlotto M. – Zanichelli Edizioni
Laura Scesi, Monica Papini, Paola Gattinoni – Geologia Applicata - Il rilevamento geologico-tecnico – Casa Editrice Ambrosiana - Milano.
Massimo Civita -Idrogeologia Applicata e Ambientale – Casa Editrice Ambrosiana - Milano
Luis I. Gonzalez de Vallejo – Geoigegneria – Pearson-Prentice Hall Italia - Milano.


Ultimo aggiornamento: 05-10-2010


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