72783 - CONTROLLO E COLLAUDO DELLE STRUTTURE E DEL TERRITORIO M

Scheda insegnamento

  • Docente Stefano Gandolfi

  • Moduli Stefano Gandolfi (Modulo 1)
    Emanuele Mandanici (Modulo 2)

  • Crediti formativi 9

  • SSD ICAR/06

  • Modalità didattica Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 1)
    Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo 2)

  • Lingua di insegnamento Italiano

Anno Accademico 2019/2020

Conoscenze e abilità da conseguire

Con il conseguimento dei crediti formativi lo studente acquisisce le conoscenze necessarie per l'esecuzione di rilievi di alta precisione, orientati in particolare al controllo e al collaudo, dedicati sia alle costruzioni (edifici e strutture diverse) che alle infrastrutture (strade, ponti, dighe, ecc.) ed al territorio. Sono privilegiate le più moderne tecnologie di rilevamento terrestre e di posizionamento satellitare. Una parte consistente del corso è destinata ad attività pratiche di laboratorio nel campo della Geomatica.

Programma/Contenuti

Conoscenze preliminari consigliate:

L’allievo che accede a questo insegnamento deve possedere nozioni di base sui seguenti argomenti:

  1. Basi di Geodesia Teorica: forma della terra, superfici equipotenziali, superfici di riferimento approssimate

  2. Basi di Geodesia Operativa: sistemi di riferimento locali, nazionali internazionali.

  3. Principio di funzionamento degli strumenti topografici classici: Teodoliti, distanziometri, livelli, autolivelli, stazioni totali

  4. Conoscenza delle tecniche di rilievo topografiche classiche: Schemi di intersezione, poligonali, livellazione geometrica dal mezzo
  5. Conoscenza del principio di funzionamento dei sistemi di posizionamento satellitare
  6. Conoscenza dei principi di trattamento statistico delle osservazioni: valore atteso, varianza, covarianza, propagazione della varianza in funzioni non lineari a più variabili
  7. Basi di Matematica e Geometria: Trigonometria, Derivate e Derivate parziali, integrali

Tali conoscenze sono acquisite, di norma, superando l’esame di Topografia sul SSD ICAR/06 (6-12 CFU)

Programma corso:

Richiami ed integrazioni di Geodesia

Principali Sistemi e Superfici di Riferimento utilizzati nell'ambito della geomatica e loro modalità di realizzazione:

  • ITRF
  • ETRS
  • RDN
  • Sistemi Geodetici Locali
  • sistemi di riferimento locali

descrizione, finalità e caratteristiche

Reti Geodetiche nazionali ed internazionali:

  • IGM95
  • Rete Dinamica Nazionale
  • Tracking Network IGS
  • Rete EUREF

(descrizione, finalità e caratteristiche)

Sistemi di coordinate e trasformazioni tra di essi

  • Sistema di coordinate geocentriche
  • Sistema di coordinate geografiche
  • Trasformazione da coordinate Geografiche a coordinate in un sistema geodetico locale

Richiami e integrazioni sulla Teoria del trattamento statistico delle osservazioni

  • Teoria di propagazione della varianza/covarianza in funzioni non lineari a più variabili
  • Teoria della Compensazione in Blocco con il metodo delle osservazioni indirette ed approccio ai minimi quadrati: compensazione ai mini vincoli, a vincoli sovrabbondanti e in rete libera (differenze principali)
  • Equazioni alle osservazioni: angoli azimutale e zenitale, distanza inclinata, base GPS, dislivello. Linearizzazione.
  • Soluzioni e proprietà statistiche delle stime.

Applicazioni del metodo delle osservazioni indirette al rilievo topografico

Flusso di elaborazione dei dati: compensazione intrinseca, vincolata, inquadramento

Reti altimetriche, Reti planimetriche, Reti tridimensionali per scopi ingegneristici, Reti GPS

Analisi avanzate dei dati e dei risultati della compensazione

Analisi di qualità delle misure. Relazione osservazione-residui, individuazione errori grossolani. Ridondanza locale.

Analisi statistica della significatività dei movimenti. Rilievi ripetuti. Minimo errore individuabile in una rete . Significatività delle variazioni di posizione.

Strumenti e Metodi di misura per applicazioni di monitoraggio delle strutture o del territorio

Livellazione geometrica dal mezzo:

  • Livellazione geometrica dal mezzo di altissima precisione.
  • Normativa tecnica,
  • tolleranze e accorgimenti pratici.

Tecnologia di posizionamento GNSS

  • Tipologie di rilievo e modellizzazione dei sistematismi.
  • Rete Statica
  • Metodo di rilievo in modalità cinematica post processata
  • Metodo di rilievo in modalità cinematica in tempo reale (RTK).
  • Stazioni Permanenti GPS. I sistemi di S.P. (IGS, EUREF)
  • Reti di S.P. per il rilievo in tempo reale (CORS - Continuously Operating Reference Stations). Principio di funzionamento e valutazione delle precisioni raggiungibili in comparazione con tecniche tradizionali e RTK.

Laser Scanner

  • Principio di funzionamento
  • Lidar aviotrasportato.
  • Laser Scanner terrestre
  • Ambiti di applicazione in contesti di monitoraggio o controllo

Teoria sull'approccio al monitoraggio

Misure per il controllo dei movimenti e delle deformazioni

Metodi di collaudo di movimenti o deformazioni di strutture

Misure topografiche finalizzate al:

  • collaudo di una trave appoggiata
  • collaudo di ponti e viadotti: ponti a travi appoggiate, ponti a trave o lastre continue
  • collaudi grandi solai serbatoio a fungo
  • Controllo di Verticalità.
  • Controllo di strutture in zona franosa
  • Controllo di movimenti franosi

Testi/Bibliografia

Il docente rende disponibili sulla piattaforma AMS campus gli appunti dell'intero corso

Metodi didattici

Il corso si articola in lezioni frontali esercitazioni pratiche (in esterno ed in laboratorio) e con due visite guidate.

In particolare la ripartizione è di norma la seguente:

  • 60% di lezioni frontali
  • 25% esercitazioni (in esterno e laboratorio)
  • 15% visite guidate

Modalità di verifica dell'apprendimento

Esame orale che prende le mosse da un caso reale di monitoraggio di una struttura o porzione di territorio.

Si analizzeranno tecniche, metodi di rilievo, di progettazione e capacità di individuare il minimo movimento individuabile sulla base del progetto realizzato

La valutazione sarà basata su particolari aspetti legati a:

1) capacità di contestualizzare il sistema di monitoraggio al caso specifico

2) Conoscenza delle tecniche di rilievo più idonee al caso richiesto

3) Capacità di applicare i test statistici di significatività dei movimenti al caso di studio

4) capacità di determinare le precisioni reali di rilievi (e quindi sistemi di monitoraggio) derivanti da una tecnica di rilievo mediante approcci di propagazione della varianza e della covarianza.

Strumenti a supporto della didattica

A supporto delle lezioni di didattica frontale sono anche svolte esercitazioni pratiche sia in esterno che in laboratorio nonché visite guidate su strutture ove sono presenti in forma stabile sistemi di monitoraggio topografico.

In particolare:

Esercitazioni pratiche (in esterno)

  • Rilievo di una piccola rete di livellazione geometrica .
  • Rilievo di una rete statica GPS.
  • Rilievo in modalità RTK e NRTK.

Esercitazioni pratiche (in laboratorio)

Elaborazione dei dati acquisiti nelle esercitazioni pratiche (in esterno)

Visite Guidate a Dighe:

  • Ridracoli
  • Bilancino

Nella parte di esercitazioni vengono forniti sia strumenti topografici di alta e altissima precisione sia la possibilità di accedere a centri di calcolo dotati di software specifici per l'elaborazione e l'analisi dei dati

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Stefano Gandolfi

Consulta il sito web di Emanuele Mandanici