Guida degli insegnamenti
Syllabus
Partially translatedTradotto parzialmente
Evghenia SAKELLARIADI
Lingua di erogazione: ITALIANOLessons taught in: ITALIAN
Laurea Magistrale - [IM02] INGEGNERIA CIVILE (Curriculum: INFRASTRUTTURE) Master Degree (2 years) - [IM02] INGEGNERIA CIVILE (Curriculum: INFRASTRUTTURE)
Dipartimento: [040042] Dipartimento Ingegneria Civile, Edile e dell'ArchitetturaDepartment: [040042] Dipartimento Ingegneria Civile, Edile e dell'Architettura
Anno di corsoDegree programme year : 2 - Primo Semestre
Anno offertaAcademic year: 2021-2022
Anno regolamentoAnno regolamento: 2020-2021
Crediti: 6
Ore di lezioneTeaching hours: 48
TipologiaType: D - A scelta dello studente
Settore disciplinareAcademic discipline: ICAR/07 - GEOTECNICA
ITALIANO
ITALIAN
Conoscenze di 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 problemi elementari dell’ingegneria geotecnica: calcolo dei cedimenti, calcolo delle spinte, verifiche di stabilità di una fondazione diretta.
Basics of solid mechanics: concepts of stress, strain, linear elasticity theory. Basics of soil mechanics: soil description and classification; strength and compressibility. Solution methods for elementary problems of geotechnical engineering: settlement analysis, earth pressure, stability of shallow foundations.
Lezioni teoriche, 40 ore
Esercitazioni, 8 ore
Durante il corso gli studenti avranno la possibilità di elaborare un progetto individuale, che potrà essere o di natura pratico-applicativa (impostazione della risoluzione di un problema geotecnico utilizzando opportuni software di calcolo), oppure di natura teorica (approfondimento su uno degli argomenti del corso, scelto dallo studente e approfondito facendo anche riferimento alla letteratura scientifica recente).
Lectures, 40 hours
Practical exercises, 8 hours
During the course, students will have the opportunity to develop an individual project, which can be either a practical assignment (setting up a model for analysis of a specific geotechnical problem using appropriate software programs), or a theoretical study (preparing a short report in which a single topic of the course (of the student’s choice) will be thoroughly researched with reference to recent scientific literature).
L’insegnamento introduce i principi generali della
modellazione e fornisce gli strumenti necessari per
affrontare problemi tipici dell’ingegneria geotecnica
attraverso l’applicazione delle tecniche di
modellazione più opportune. Lo studente avrà modo
di approfondire le conoscenze di base nel campo
della geotecnica acquisite durante il corso di studio
triennale, anche attraverso l’insegnamento dei
metodi di calcolo numerico specifici per la
geotecnica. Fra questi particolare attenzione sarà
rivolta al metodo agli elementi finiti e le specifiche
modalità e limiti di applicazione per la soluzione di
problemi di ingegneria geotecnica.
Capacità di applicare conoscenze e comprensione.
Attraverso l’analisi critica di “case-histories” reali e la
soluzione guidata delle esercitazioni proposte
durante il corso, lo studente avrà modo di sviluppare
la capacità di affrontare un problema geotecnico
effettuando in modo corretto la scelta dei modelli da
utilizzare, coordinando opportunamente l’impiego di
software di calcolo. Al completamento del corso lo
studente sarà in grado di impostare la modellazione
di un problema geotecnico in maniera autonoma,
effettuando le scelte necessarie per la soluzione del
problema, e di esaminare i risultati ottenuti
individuando possibili soluzioni ed eventuali criticità.
Competenze trasversali.
Nello svolgimento delle esercitazioni, in cui alcuni
problemi tipici della geotecnica vengono studiati
tramite l’impiego di software di calcolo numerico, lo
studente avrà modo di 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.
Knowledge and Understanding.
The course introduces general principles of modelling
and provides knowledge and tools for applying the
most appropriate modelling techniques to typical
geotechnical problems. Students will have the
opportunity to improve the skills acquired during the
first cycle degree in the field of geotechnics, also
through application of specific numerical methods for
geotechnical applications. Among these, special
focus will be dedicated to the finite element method
and the additional requirements and limitations when
applied to geotechnics problems.
Capacity to apply Knowledge and Understanding.
Through the analysis of real case histories and the
guided solution of several exercises students will
learn how to set up a model for some typical
geotechnical problems and how to make the
necessary choices, using appropriate software
programs. After course completion the students will
be self-sufficient in effectively setting up a model for
analysis and design, making all the required choices
and correctly understanding and interpreting the
results obtained.
Transversal Skills.
In the working-out of proposed exercises, in which
some typical geotechnics cases are studied through
available software applications, students will learn to
deal with the various aspects relative to putting
theory into practice, which will enhance the capacity
for making correct choices and independent learning.
Communication skills will be improved through
informal discussions during the course, in which the
students illustrate and review the progress of the
exercises.
Richiamo dei concetti base sul comportamento meccanico dei terreni: compressibilità, resistenza, stati di sforzo, legami costitutivi.
Principi di modellazione. Definizione di alcuni problemi significativi di ingegneria geotecnica. Utilità della modellazione nello studio e la progettazione di strutture geotecniche.
Teoria della plasticità, applicazioni per i terreni. Metodi di Analisi Limite. Metodi dell’equilibrio limite. Stabilità dei versanti e metodo delle strisce.
Modelli costitutivi semplici e complessi. Elasticità lineare e non lineare e sue applicazioni. Mezzo elasto-plastico perfetto e incrudente. Cam clay.
Interazione terreno-struttura.
Il terreno come mezzo bifase. Idraulica del sottosuolo; filtrazione; consolidazione.
Il terreno come mezzo continuo. Modellazione matematica del problema tenso-deformativo completo e soluzioni numeriche. Il metodo agli elementi finiti, impostazione di base ed estensioni. Impiego del FEM per lo studio di problemi di ingegneria geotecnica. Scelta dei valori numerici per i parametri; calibrazione. Calcolo delle spinte, problemi di stabilità dei versanti.
Ulteriori sviluppi. XFEM, elementi discreti, macroelementi, Material Point Method. (Cenni)
Esercitazioni: impiego di software di calcolo per affrontare problemi di stabilità dei pendii, filtrazione piana, calcolo dei cedimenti.
Basic notions of soil behaviour and modelling. Constitutive models appropriate for soil mechanics. Numerical methods and models for solving typical geotechnics problems and interpretation of the results obtained. Plasticity theory for soils. Limit Analysis methods. Limit Equilibrium Methods. Slope stability and the method of slices.
Constitutive modelling. Linear elasticity, non-linear elasticity. Elasto-plastic models, hardening. Critical State theory. Cam-Clay.
Soil-structure interaction.
Two-phase models. Soil hydraulics, groundwater flow, consolidation.
Modelling of soil as a continuous medium. Field equations, numerical models and solutions. The Finite Element method: basic notions and use for analysing geotechnical problems. Choice of appropriate values for geotechnical parameters to be used in numerical analyses. Calibration. Lateral earth pressure, stability of slopes.
Further developments. XFEM, discrete element models, macroelements, the Material Point Method.
Practical exercises: use of software for solving problems of slope stability, groundwater flow, settlement analysis.
La valutazione dell’apprendimento avviene a fine corso attraverso un colloquio orale durante il quale verranno poste domande aperte riguardanti le tematiche trattate durante il corso. Nel caso che lo studente abbia optato per l’elaborazione di un progetto, questo verrà presentato e discusso durante la prova orale.
Criteri di valutazione dell'apprendimento.
Nella prova d’esame lo studente deve dimostrare di aver compreso i principi della modellazione in generale, insieme alle caratteristiche dei singoli approcci e modelli studiati durante il corso. In particolare deve mostrare di aver ben compreso quali siano per ognuno le limitazioni, le ipotesi di base e le scelte da effettuare, con buona consapevolezza dell'influenza che queste hanno sul risultato finale, e infine deve essere in grado di comprendere e interpretare correttamente i risultati ottenuti e saperli confrontare in maniera utile e significativa con quelli di un'analisi tradizionale.
Si terrà conto del grado di raggiungimento delle seguenti abilità: ricercare e comprendere nozioni nella letteratura scientifica; distinguere fra le varie metodologie di soluzione, effettuare opportunamente le relative scelte sulla modellazione; interpretazione dei risultati, confronti con risultati ottenuti attraverso l'impiego di metodi tradizionali.
Criteri di misurazione dell'apprendimento.
Verrà attribuito un voto complessivo in trentesimi, con eventuale lode. Il voto minimo per il superamento dell’esame è 18/30.
Criteri di attribuzione del voto finale.
Il voto finale viene attribuito tenendo conto sia dell’esame orale, sia del progetto eventualmente elaborato, senza attribuire voti separati.
La votazione minima si ottiene dimostrando una conoscenza di base degli argomenti trattati. Punteggi più elevati valutano la misura in cui lo studente mostri una comprensione approfondita dei vari approcci, integrando e correlando tra loro le conoscenze sui singoli argomenti.
La valutazione massima verrà conseguita dimostrando una chiara comprensione e padronanza della materia, autonomia di giudizio, consapevolezza del significato delle scelte di analisi, e ottima capacità di interpretare i risultati, esponendo i concetti con un uso corretto e pertinente del linguaggio scientifico.
Learning Evaluation Methods.
Final assessment is via an oral examination after course completion, during which students will discuss open questions regarding the subjects of the course. If the student has chosen to develop an individual project, this will also be presented and discussed during the oral examination.
Learning Evaluation Criteria.
Students must demonstrate basic understanding of the principles of modelling, together with the main characteristics of the approaches and models discussed during the course. In particular, they must show a good comprehension of the basic assumptions and limitations and of the necessary choices that have to be made, and be conscious of the consequences these choices may have on the final results; finally, they must be capable of understanding and interpreting correctly the results obtained, and must know how to usefully compare these to the results of traditional calculation methods.
The degree of attainment of the following skills will be taken into account: looking up the scientific literature for specific topics; distinguishing between the various solution methods; making correct modelling choices, interpretation of results, comparison with results obtained through traditional methods.
Learning Measurement Criteria.
A global mark with a maximum of 30 will be assigned, possibly with a “cum laude” credit. The minimum mark for a pass is 18/30.
Final Mark Allocation Criteria.
The final mark is assigned considering the student’s overall performance, both in the oral examination and the individual project, if one was developed.
The minimum grade is given to students exhibiting a basic understanding of the course subjects. Higher marks reflect the amount to which students will demonstrate greater comprehension of the various modelling approaches, integrating and connecting the knowledge on the individual topics.
The maximum marks will be assigned to students who exhibit thorough understanding and command of all course topics, independent reasoning, a particular awareness of the implications of analysis choices, and excellent capacity for interpreting the results obtained, expressing concepts in articulate and technically correct language.
D.M. Wood, "Geotechnical modelling", Spon Press – Taylor & Francis Group
I.M. Smith and D.V. Griffiths, "Programming the Finite Element Method", 3rd edition, John Wiley & sons.
GEO-SLOPE Manuali e supporto tecnico e teorico per i prodotti di GeoStudio (http://www.geo-slope.com)
Articoli scientifici e documenti tecnici forniti dal docente (https://learn.univpm.it)
D.M. Wood, "Geotechnical modelling", Spon Press – Taylor & Francis Group
I.M. Smith and D.V. Griffiths, "Programming the Finite Element Method", 3rd edition, John Wiley & sons.
GEO-SLOPE: Training and support documentation for GeoStudio (http://www.geo-slope.com)
Scientific publications provided during the course (https://learn.univpm.it)
Le informazioni contenute nella presente scheda assumono carattere definitivo solo a partire dall'A.A. di effettiva erogazione dell'insegnamento. Academic year 2021-2022
Università Politecnica delle Marche
P.zza Roma 22, 60121 Ancona
Tel (+39) 071.220.1, Fax (+39) 071.220.2324
P.I. 00382520427