78468 - MODELLI NUMERICI PER LA GEOINGEGNERIA M

Conoscenze e abilità da conseguire

La prima parte del corso verterà sulla modellazione costitutiva e numerica dei geomateriali. Verranno analizzati i principali legami costitutivi per i terreni e per le rocce e si introdurrà il metodo degli Elementi Finiti. Le applicazioni nell'ambito dei problemi al finito, condotte con uno specifico programma di calcolomesso a disposizione dal docente, riguarderanno l'analisi delle condizioni di sforzo e deformazione intorno ad una galleria circolare e la stabilità di un pendio. La seconda parte del corso intende fornire gli elementi necessari per la stima e la caratterizzazione delle georisorse, al fine di condurre valutazioni tecnico-economiche. Verrà presentata la teoria delle Variabili Regionalizzate e si introdurrà lo strumento di stima conosciuto come Kriging. Verranno analizzati casi applicativi principalmente inerenti alle risorse minerarie solide e fluide, quali ad esempio pietre ornamentali, idrocarburi, geotermia.

Contenuti

Tutte le lezioni saranno tenute in Italiano. È quindi necessaria la comprensione della lingua italiana per seguire con profitto il corso e per poter utilizzare il materiale didattico fornito.

1. MODULO 1

Prerequisiti/Propedeuticità consigliate

L’allievo che accede a questo insegnamento deve conoscere i concetti base della Meccanica del Continuo, dell’Idraulica, della Meccanica delle Terre e della Meccanica delle Rocce. Tali conoscenze sono acquisite, di norma, superando gli esami di: Scienza delle Costruzioni, Idraulica, Geotecnica, Ingegneria delle Rocce.

PROGRAMMA

Review del comportamento dei terreni e delle rocce

Elasticità. Elasto-plasticità perfetta. Elasto-plasticità con incrudimento. Il modello di Mohr-Coulomb.

 

Introduzione alla teoria degli Elementi Finiti

Teoria degli Elementi Finiti per materiali lineari. Teoria degli Elementi Finiti per materiali non lineari.

 

Il codice di calcolo Plaxis 2D

Introduzione al codice di calcolo. Esercitazione su casi di studio.

• MODULO 2

Prerequisiti/Propedeuticità consigliate

L’allievo che accede a questo insegnamento è preferibile abbia una conoscenza di base della statistica. Deve inoltre conoscere le tematiche di indagine e le relative variabili proprie dell’ingegneria ambientale (es. idrogeologia, la geotecnica, la topografia, le georisorse solide e fluide e i relativi metodi di estrazione e trattamento)

PROGRAMMA

Richiami di probabilità e statistica 

Le statistiche elementari, le distribuzioni di frequenza, le variabili aleatorie; le correlazioni; le regressioni; applicazioni pratiche con utilizzo di Excel.

Geostatistica stazionaria monovariata

• Le variabili regionalizzate e le funzioni aleatorie. Le funzioni di autocorrelazione spazio-temporale: la covarianza e il variogramma.
• Le variabili regolarizzate. La varianza di dispersione. La stima e la varianza di stima.
• Il krigaggio semplice, ordinario e il block kriging
• I modelli stimati: es cartografie delle variabili stimate e della precisione della stima
• Introduzione ai modelli simulati.

Introduzione alla geostatistica multivariata

• Le co-regionalizzazioni. Il variogramma e la covarianza spaziale incrociati.
• Il co-krigaggio. I dati composizionali.
• Le variabili indipendenti. La stima dei fattori. La stima delle componenti spaziali.

Introduzione alla geostatistica non stazionaria

• Introduzione alle funzioni Aleatorie Non Stazionarie. La deriva e il modello a residui.
• Il Krigaggio Universale. Analisi della deriva. La deriva esterna
• Introduzione alla Funzioni Aleatorie Intrinseche di ordine k. Analsi strutturale indiretta e diretta.

Applicazioni pratiche su worksheet (Microsoft Office) e su ISATIS per la gestione e l’analisi di dati spaziali

Testi/Bibliografia

Presentazione power Point del corso

MODULO 1

• Potts D.M., Zdravkovic L. (1999). Finite element analysis in geotechnical engineering. Theory and Application. Thomas Telford.
• Manuale di Plaxis: http://www.plaxis.nl/plaxis2d/manuals/

MODULO 2

• Bruno, R. and Raspa, G. (1994) - La pratica della geostatistica lineare: il trattamento dei dati spaziali - Edizioni Angelo Guerini ed Associati S.r.l., 170 pp.
• Chiles, J.P. and Delfiner, P. (1999) - Geostatistics - Wiley Series in Probability and Statistics, - John Wiley and sons, Inc., 687 pp.

Metodi didattici

Le lezioni sono presentate con proiezione di diapositive

Le esercitazioni addestreranno gli studenti allo sviluppo su foglio elettronico di metodologie numeriche elementari per la soluzione di problemi specifici. Gli studenti dovranno apprendere ad utilizzare dei sw commerciali di riferimento per problemi specifici relativi alle due aree scientifiche

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

L’esame consiste nella redazione e discussione di una tesina concordata con lo studente, che riporta due casi applicativi, uno con PLAXIS ed uno con ISATIS.

Strumenti a supporto della didattica

Le esercitazioni si svolgeranno in aula e in laboratori didattico-informatici. Si avvarranno dei programmi Microsoft Office (EXCEL), PLAXIS e ISATIS

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Roberto Bruno