ITALIANO

Elementi base della Meccanica del continuo: concetto di sforzo, deformazione, teoria dell’elasticità lineare. Aspetti essenziali della Meccanica dei Terreni: natura, descrizione e classificazione delle terre; resistenza e deformabilità. Metodi di soluzione dei principali problemi dell’ingegneria geotecnica: calcolo dei cedimenti, verifiche di stabilità di una fondazione diretta. Idraulica del sottosuolo, filtrazione. Teoria della consolidazione monodimensionale.

Lezioni di teoria: 36 ore
Esercitazioni: 12 ore

Il corso affronta il metodo agli elementi finiti, con particolare approfondimento delle modalità e limiti di applicazione per affrontare problemi specifici della geotecnica studiati in corsi precedenti. Ulteriori aspetti riguarderanno la conoscenza e comprensione dei principi e tecniche di modellazione, applicata alla meccanica dei terreni, e modelli specifici per la geotecnica.

Attraverso la soluzione guidata delle esercitazioni proposte, lo studente avrà modo di sviluppare la capacità di impostare e risolvere problemi di geotecnica tramite l’impiego di software di calcolo. Al completamento del corso lo studente sarà in grado di impostare una analisi agli elementi finiti in maniera consapevole ed autonoma, effettuando le scelte necessarie per una soluzione significativa del problema, e di interpretare i risultati ottenuti in maniera corretta.

Nello svolgimento delle esercitazioni, in cui alcuni problemi tipici della geotecnica vengono studiati tramite l’impiego di software di calcolo numerico, lo studente dovrà affrontare le varie difficoltà connesse con la messa in pratica di concetti studiati teoricamente, migliorando così l’autonomia di giudizio e la capacità di apprendimento. Il miglioramento della capacità comunicativa si verifica con i colloqui che lo studente sostiene durante il corso, in cui dovrà illustrare e discutere lo svolgimento delle esercitazioni.

Lezioni di teoria:
-- Modellazione e comportamento meccanico delle terre
-- Modelli costitutivi tipicamente impiegati nella geotecnica
-- Metodi numerici e modelli per la risoluzione di problemi tipici della geotecnica (stabilità, calcolo degli spostamenti, resistenza, ecc.)
-- Il metodo agli elementi finiti (approccio diretto, particolarità per applicazioni in geotecnica)
-- Criteri per l’impostazione di un’analisi agli elementi finiti e per la interpretazione dei risultati; confronti con metodi della geotecnica tradizionale
-- Equazioni di campo per un mezzo poroso saturo; filtrazione e consolidazione
-- Modello di comportamento elasto-plastico
-- Definizione del modello geotecnico del sottosuolo per analisi numeriche e strumenti per la scelta dei valori da attribuire ai parametri geotecnici; calibrazione
-- Studio di alcuni problemi tipici (calcolo dei cedimenti, stabilità delle fondazioni, processi di filtrazione, consolidazione)
Esercitazioni:
-- Introduzione all'utilizzo di un programma di calcolo agli elementi finiti per problemi di geotecnica
-- Rilevato stradale su terreno stratificato - calcolo del cedimento elastico
-- Calcolo dello stato di sforzo litostatico
-- Modello costitutivo elasto-plastico
-- Problemi di idraulica del sottosuolo - Filtrazione piana
-- Consolidazione monodimensionale

L'esame consiste in un colloquio orale, al quale lo studente potrà accedere solo dopo aver completato lo svolgimento delle esercitazioni proposte durante il corso. In questo colloquio verranno discussi due o tre quesiti riguardanti temi trattati durante il corso, facendo anche riferimento alle esercitazioni pratiche affrontate, in modo che lo studente possa sfruttare questa esperienza acquisita per rispondere in maniera completa e correttamente argomentata. Non è richiesta la produzione di alcun elaborato scritto (tesina).

Nella prova d’esame lo studente deve dimostrare di conoscere i fondamenti del metodo agli elementi finiti e di sapere come impostare una analisi per ottenere soluzioni di problemi tipici dell'ingegneria geotecnica. In particolare deve mostrare di aver ben compreso quali ne siano le limitazioni e le ipotesi di base, deve saper effettuare le necessarie scelte con buona consapevolezza dell'influenza che queste hanno sul risultato finale, e infine deve essere in grado di comprendere e interpretare i risultati ottenuti e saperli confrontare in maniera utile e significativa con quelli di un'analisi tradizionale.
Per l'attribuzione del voto verrà valutato il grado di raggiungimento dei seguenti obiettivi:
-- conoscenze generali: il metodo agli elementi finiti e modelli specifici per la geotecnica;
-- abilità: impostazione di un'analisi agli elementi finiti, scelte sulla modellazione, interpretazione dei risultati, confronti significativi.

Verrà attribuito un voto complessivo in trentesimi, con eventuale lode.

La votazione minima, pari a 18 punti (18/30), si ottiene dimostrando una conoscenza di base degli argomenti trattati. Punteggi più elevati vengono attribuiti valutando la misura in cui lo studente sa motivare le scelte operate in sede di esercitazione, dimostrandosi capace di integrare gli aspetti teorici illustrati durante le lezioni, procedendo in maniera autonoma nell’impostazione delle analisi e l’interpretazione dei risultati.
La valutazione massima verrà conseguita dimostrando una chiara comprensione e padronanza della materia, una particolare consapevolezza del significato delle scelte di analisi, una ottima capacità di comprendere ed interpretare i risultati in modo autonomo, esponendo i concetti con un uso corretto e pertinente del linguaggio tecnico.

-- I.M. Smith and D.V. Griffiths, "Programming the Finite Element Method", 3rd edition, John Wiley & sons.
-- R. Nova, "Fondamenti di meccanica delle terre", McGraw - Hill
-- D.M. Wood, "Geotechnical modelling", Spon Press – Taylor & Francis Group
-- D.M. Potts and L. Zdravkovic, “Finite element analysis in geotechnical engineering”, Thomas Telford
-- GEO-SLOPE, Manuali per i prodotti di GeoStudio SIGMA\W e SEEP\W (http://www.geo-slope.com)

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