MASTER 2000 

Modulo 1 – Principi di Geotecnica.
Caratteristiche generali delle terre. Identificazione e classificazione delle terre. Tensioni e deformazioni nelle terre. Il principio delle tensioni efficaci. Moti di filtrazione nelle terre. Determinazione sperimentale del comportamento meccanico delle terre.

Modulo 2 – Principi di Geologia.
Introduzione alla struttura del pianeta. Rocce (ambienti, classificazione, criteri di geologia stratigrafica). Processi di deformazione delle rocce. Principali elementi geologici. Associazioni strutturali. Rappresentazione delle strutture geologiche (profili, carte geologiche, stereonet, mohr diag). Analisi di terreno dei caratteri strutturali e tecniche speditive di processamento dei dati. Elaborazione dati. Geologia delle aree urbane.

Modulo 2 bis – Elementi di Sismotettonica.
Assetto geologico – strutturale dell’area sismotettonicamente significativa per un sito. Modello cinematico – evolutivo. Storia sismica. Modello sismotettonico globale. Strutture sismogenetiche.

Modulo 3 – Principi di Idrologia.
Richiami di idrologia statistica. Classificazione delle precipitazioni con cenni sulla loro formazione. Struttura spazio-temporale dei campi di pioggia. Misura delle precipitazioni mediante pluviometri. Stima dei dati mancanti. Pioggie estreme e curve di possibilità pluviometrica.

Modulo 4 – Principi di Idraulica.
Spinta idrostatica; equazione globale del moto (valutazione della spinta idrodinamica); moto uniforme nelle correnti in pressione; resistenze al moto continue e concentrate; equazione del moto e della continuità per le correnti a superficie libera; moto delle acque filtranti.

Modulo 5 – Principi di Urbanistica e Paesaggio.
Storia dell'insediamento e formazione del paesaggio storico. Politiche e strumenti di piano per la tutela e la valorizzazione dell'insediamento (centri storici, beni culturali, ecc.) e del paesaggio storico.

Modulo 6 – Principi di Agronomia.
Pedogenesi. Caratteristiche morfologiche, chimiche e fisiche dei suoli agrari. L’acqua nel terreno agrario (Contenuto idrico, Idrostatica, Energia, Curve di ritenzione, Processi di essiccamento e di ricarica del suolo). Processi di erosione idrica (Il fenomeno e le condizioni fisiche che lo determinano, Valutazione della perdita di suolo). Pratiche agronomiche di gestione del terreno e delle coperture vegetali (lavorazioni, rotazioni colturali, consociazioni, gestione dei residui colturali, cover crops) mirate a ridurre il danno erosivo.

Modulo 7 – Complementi di Meccanica delle Terre.
Richiami sul comportamento meccanico dei terreni. Scelta dei parametri geotecnici. Moti di filtrazione in regime transitorio.
Esercitazione: utilizzo della teoria della consolidazione di Terzaghi.
Le verifiche di sicurezza. Metodo dell’equilibrio limite globale. Spinta delle terre. Opere di sostegno. Fondazioni superficiali e profonde.
Esercitazione: verifiche di stabilità delle opere di sostegno e delle fondazioni.
Le verifiche in esercizio. L’approccio elastico. Cedimenti ammissibili. Cedimenti delle fondazioni superficiali e profonde.
Esercitazione: calcolo dei cedimenti delle fondazioni superficiali e profonde.

Modulo 8 – Complementi di Meccanica delle Rocce.
Caratterizzazione strutturale degli ammassi rocciosi. Classifiche tecniche. Resistenza, deformabilità e permeabilità degli ammassi rocciosi. Metodi di indagine in sito. Modelli di analisi del discontinuo.

Modulo 9 – Complementi di Geologia (in revisione).
Caratteri geofisici del pianeta e metodi di indagine. Processi geodinamici attivi: esempi locali di neotettonica. La dinamica del pianeta e i modelli correnti. Il vulcanismo terrestre: la pericolosità vulcanica e gli esempi locali Tecniche di analisi dei materiali lapidei. Rocce ornamentali italiane.

Modulo 10 – Complementi di Idraulica.
Tracciamento del profilo di rigurgito nelle correnti a pelo libero; scolmatori di piena; verifica di reti di condotte in pressione; ricerca delle perdite in reti in pressione; determinazione delle caratteristiche idrauliche di un acquifero.

Modulo 11 – Idrogeologia.
L’acqua nelle rocce litoidi e nelle rocce sciolte: richiami alla teoria, acquiferi teorici e acquiferi reali. Problemi di flusso: pregi e limiti delle ipotesi semplificative e delle soluzioni analitiche. I modelli matematici in idrogeologia, con particolare riguardo ai modelli alle differenze finite; opportunità o meno di costruire un modello. Costruzione di un modello a partire dalla realtà geologica del sistema, raccolta dei dati in ingresso, calibrazione e validazione. Problemi aperti sulla modellizzazione. Esercitazioni su soluzioni analitiche ed esempi di modelli a piccola e a grande scala.

Modulo 12 – Processi gravitativi superficiali e profondi.
1 - Relazioni tra tettonica attiva ed evoluzione geomorfologica, con particolare riferimento alla penisola italiana. Relazioni tra tettonica, geomorfologia recente e processi gravitativi di versante. Analisi dei principali parametri morfologici, che permettono lo studio dei processi gravitativi superficiali e profondi.
2 - Alcuni esempi di movimenti franosi nel territorio umbro con particolare riferimento alla individuazione del tipo di movimento e della geometria del corpo di frana sulla base di osservazioni di superficie.
3 - Classificazione delle frane:
- Principali caratteri guida delle classificazioni;
- Classificazione di Varnes e sua applicazione negli ambienti geologici italiani;
- Classificazione semplificata dei fenomeni franosi per studi a scala regionale.
4 - Analisi sul campo di alcuni casi tipici di movimenti di versante nel territorio di Orvieto.
5 - Meccanismi di instabilità dei pendii:
- Deformazioni prima della rottura e loro influenza sui meccanismi di rottura.
- Rottura per crollo, per ribaltamento, per taglio e per liquefazione.
- Meccanica del creep ed esempi sulla meccanica di fenomeni deformativi profondi.
- Deformazioni dopo la rottura. Implicazioni sui meccanismi di frana.
- La velocità delle frane.
- Pericolosità e rischio.

Modulo 13 – Dinamica Fluviale.
Metodi di studio dei sistemi alveo - pianura fluviale, dei loro caratteri morfologico sedimentari connessi ai fenomeni ed ai processi di dinamica fluviale.
Analisi delle diverse tipologie di alveo, delle loro tendenze evolutive in relazione al fenomeno del trasporto solido e dei processi di erosione-sedimentazione. Correlazioni fra i fenomeni, i processi e le opere di ingegneria che interessano l'alveo e la pianura fluviale in aree antropizzate ed in particolare le relazioni con i fenomeni di esondazione ed alluvionamento. Metodi e tecniche utilizzate: analisi dei documenti storici; fotointerpretazione stereoscopica; rilievi morfologico-sedimentari di campagna. 
Sistemazione dei bacini idrografici: opere sui versanti; deflusso alveato; interventi di sistemazione (opere trasversali, opere longitudinali, rivestimenti); interventi con tecniche di Ingegneria naturalistica (campi di impiego e criteri di progetto).

Modulo 14 – Stabilità dei Pendii.
IL SISTEMA MECCANICO PENDIO NATURALE 
La struttura dei depositi naturali e le proprietà dei terreni. 
Le condizioni iniziali: stati tensionali e regime delle pressioni neutre. Il caso del pendio indefinito. Influenza sulle condizioni iniziali delle modalità di formazione dei pendii (storia tensionale), della morfologia e delle condizioni ambientali (condizioni al contorno). 
Le modifiche delle condizioni, meccaniche ed ambientali, al contorno (cause di instabilità). 
Le condizioni di drenaggio. 
I meccanismi di deformazione e di rottura; la rottura progressiva.
Esempi di instabilità ed analisi dei principali fattori influenti.
ANALISI DI STABILITA’ E SCELTA DEI PARAMETRI GEOTECNICI
I metodi di analisi: ipotesi di base e limiti. Scelta del metodo di calcolo.
Il mezzo discontinuo: caduta di blocchi; ribaltamento; rottura planare; rottura a cuneo.
Il mezzo continuo: il pendio indefinito; il metodo di Bishop semplificato; cenni ad altri metodi.
Scelta dei parametri di calcolo: il regime delle pressioni nell’acqua; i parametri di resistenza del terreno.
Esercitazioni di calcolo

Modulo 15 – Sismicità e Franosità.
1 - Caratteri morfologici, geologici e idrogeologici del territorio dei principali centri storici dell’Umbria interessati da problemi di stabilità.
2 - Proprietà dinamiche dei terreni e delle rocce rilevanti nei problemi di stabilità dei pendii e loro determinazione sperimentale.
3 - Amplificazione del moto sismico nei depositi e nei pendii:
- Definizione del problema della risposta sismica locale
- Fattori rilevanti di amplificazione per uno strato di terreno omogeneo su substrato orizzontale
- Risposta sismica locale di un sottosuolo reale
- Fenomeni di amplificazione dovuti all’influenza della topografia
4 - Definizione dei parametri sismici di progetto (metodologie e normativa):
- Utilizzazione dei cataloghi sismici
- Correlazioni tra I, M e A
- Leggi di attenuazione
- Tempi di ritorno e probabilità di eccedenza
- Le registrazioni accelerometriche (acquisizione e uso)
- Utilizzazione delle tecniche di modellazione della sorgente
- Determinazione degli spettri di sito
- Analisi critica della normativa
- Alcuni esempi di applicazioni
5 - Stabilità dei pendii in condizioni sismiche:
Lezioni: Fenomeni di instabilità indotti dai terremoti nei pendii naturali e nei fronti di scavo
- Tipo di fenomeni osservati
- Caratteri e importanza dei vari tipi di frane nelle regioni sismiche italiane
- Fenomeni di instabilità dei pendii indotti dal terremoto umbro-marchigiano del 26 settembre 1997
- Fattori che determinano l’instabilità dei pendii in condizioni sismiche
- Principali meccanismi di instabilità
Prescrizioni in tema di stabilità dei pendii contenute nelle norme tecniche per le costruzioni in zona sismica
Criteri di analisi della stabilità dei pendii in condizioni sismiche
- Metodi pseudostatici
- Metodi dinamici degli spostamenti
Esercitazioni (3 ore)
1 - Dimensionamento di massima di un fronte di scavo in terreni coesivi parzialmente saturi con il metodo pseudostatico (utilizzazione del codice di calcolo Slope/W)
2 - Applicazione del metodo degli spostamenti per l’analisi delle condizioni di stabilità di un pendio naturale in argille sovraconsolidate

Modulo 16 – Informatica Grafica.
Statistica e analisi dei dati spaziali (Cenni di Statistica applicata ai problemi geologico-geotecnici. Analisi delle sequenze di dati: procedure di interpolazione, di filtraggio, smoothing, analisi di tendenza e trend temporali. Analisi di dati spaziali. Distribuzione dei punti, gridding, metodi di interpolazione di dati spaziali. Rappresentazioni per curve di livello e tridimensionali di dati e fenomeni territoriali).
Esercitazione: utilizzo di software per la gestione di dati tridimensionali e per l’interpolazione spaziale.
Cartografia e georeferenziazione dei dati territoriali (Brevi richiami di Geodesia. I sistemi di riferimento geodetici (datum). I diversi tipi di coordinate e il loro utilizzo. I datum geodetici utilizzati nella cartografia italiana. Brevi richiami sul concetto di rappresentazione cartografica. Le rappresentazioni utilizzate in Italia dai diversi enti (IGM, Catasto, Regioni). Le altre principali caratteristiche delle carte prodotte attualmente in Italia. Utilizzo delle coordinate piane cartografiche per la georeferenziazione dei dati. Principali trasformazioni tra diversi sistemi geodetico-cartografici (problemi ricorrenti per la cartografia italiana). Elementi di cartografia numerica. Cenni ai sistemi informatici di rappresentazione grafica. Caratteristiche delle carte numeriche, differenze e vantaggi rispetto alle carte tradizionali. Modalità di visualizzazione, codifica dei dati, contenuto informativo.
Esercitazione: Utilizzo delle carte numeriche. Visualizzazione ed elaborazioni a video grafico, su esempi di cartografia numerica prodotta in Italia. Sovrapposizione di cartografia vettoriale a immagini raster).
Banche dati e GIS (I programmi per la grafica: raster, vettoriali, database geografici. I database. I Sistemi Informativi Territoriali (SIT): software, hardware, dati, persone, procedure. Progettazione dei SIT: Analisi delle risorse esistenti e loro valorizzazione - Sviluppo del sistema.
Esercitazione 3: Creazione ed inserimento di una base di dati territoriali
Esercitazione 4: Interrogazione ed elaborazione della base dati caricati).
Applicazioni geologiche. (Le peculiarità dell’approccio numerico in Geologia. Tempo, fisica, frattali e caos in Geologia. Modelli numerici in Geologia. GIS e Geologia: il progetto CRG. Le banche dati del sottosuolo (sondaggi). Gestione numerica del dato geologico: l’esempio della geologia strutturale).

Modulo 17 – Indagini Integrate (in revisione).
Predisposizione e contenuti del piano delle indagini geologiche, geotecniche, idrologiche, urbanistiche ed agronomiche. Programma delle prove di laboratorio e definizione delle specifiche di prova. Criteri di elaborazione dei risultati delle indagini. Analisi integrata dei risultati. Gli strumenti di riconoscimento dei fenomeni franosi; il monitoraggio; la modellazione globale della situazione. Metodi e tecniche per l'identificazione e la mappatura dei movimenti franosi a varie scale.

Modulo 18 – Complementi di Urbanistica e Paesaggio.
Norme e regimi giuridici della tutela, delle trasformazioni e dell’uso del territorio e degli insediamenti. La fattibilità istituzionale, sociale ed economica dei progetti urbani di restauro e dei progetti di restauro del paesaggio.

Modulo 19 – Complementi di Idrologia.
Individuazione delle componenti di un idrogramma di piena. Formulazione del problema dell’infiltrazione puntuale. Infiltrazione puntuale mediante modelli concettuali per ponding immediato e sua estensione. Misure associate allo studio dell’infiltrazione. Formazione e trasferimento dei deflussi superficiali.

Modulo 20 – Complementi di Costruzioni Idrauliche.
Schemi idrici di adduzione. Dotazioni. Architettura delle reti di distribuzione. Manufatti di regolazione ed apparecchiature. Tubazioni: campi di impiego e materiali. Interventi di manutenzione. Riabilitazione delle reti. Architettura delle reti di drenaggio urbano. Acque reflue e pioggia. Manufatti speciali e di linea. Tubazioni: materiali e campi di impiego. Manutenzione delle reti. Richiami normativi.

Modulo 21 – Economia Applicata.
Politica ed interventi comunitari connessi alla salvaguardia del territorio (Formazione e contenuti delle politiche comunitarie in materia di ambiente, il quinto programma d’azione a favore dell’ambiente “Per uno sviluppo durevole e sostenibile”, finanziamenti per la politica ambientale, politica ambientale per il dissesto idrogeologico e la protezione delle foreste). La progettazione multifunzionale in agricoltura (Multifunzionalità dell’agricoltura e ruolo nella protezione dal dissesto idrogeologico, Project management e project financing di interventi con obiettivo multifunzionale). La valutazione di impatto ambientale nelle aree a dissesto idrogeologico, con particolare attenzione agli orientamenti legislativi, alla definizione delle componenti ambientali e degli indicatori chiave nello studio di impatto ambientale in aree a dissesto, al ruolo della pianificazione territoriale e della valutazione di impatto ambientale strategica.

Modulo 22 – Agricoltura e Silvicoltura in Zone Instabili.
Orizzonti e profili del suolo. Relazioni evolutive e tempi di ricostituzione del suolo e della copertura vegetale. 2 escursioni, a Todi e ad Orvieto, di 6 ore ciascuna, con il seguente programma: Rilievo della vegetazione, conservazione e moltiplicazione delle specie erbacee, arbustive, arboree utilizzabili in aree instabili.

Modulo 23 – Miglioramento e Rinforzo dei Terreni e delle Rocce.
Definizione e classificazione degli interventi. Scelta del tipo di intervento. Dimensionamento geotecnico degli interventi con particolare riferimento a: drenaggi a gravità, tiranti di ancoraggio, chiodi e bulloni, terre rinforzate, pozzi e sistemi di pali.

Modulo 24 – Progettazione Integrata degli Interventi di Consolidamento 
Il modulo si articola in alcune lezioni introduttive di inquadramento e di ricucitura delle tematiche trattate in precedenza (rivolte ad entrambi gli indirizzi) ed in un seminario nel quale verrà sperimentata un’attività progettuale di gruppo (riservato solo all’indirizzo progettuale).
Argomenti delle lezioni introduttive:
1) Il significato di progettazione integrata degli interventi di consolidamento nel particolare contesto culturale, ambientale, paesaggistico e urbanistico dei centri storici in territori instabili.
2) Le problematiche di ordine ambientale (geomorfologico s.l., idrogeologico, idrologico e "vegetazionale"), urbanistico/paesaggistico, idraulico e geotecnico poste dalla salvaguardia dei centri storici in territori instabili.
3) La progettazione geotecnica degli interventi di stabilizzazione dei pendii secondo la successione logica delle tappe: Analisi, Scelte, Interventi, Controlli.
4) Principi e metodi di stabilizzazione dei pendii. Metodi di stabilizzazione in relazione al tipo di frana. Metodi di stabilizzazione più in uso
5) Illustrazione di alcuni casi (3/4) di interventi di consolidamento di pendii instabili in cui gli interventi stessi furono progettati sulla base di studi geotecnici approfonditi e per i quali sono disponibili osservazioni e controlli anche di lunga durata dopo gli interventi.
Contenuti e organizzazione del seminario:
1) Oggetto ed obiettivi: progettazione di un intervento di consolidamento nell’ambito di un centro storico dell’Umbria situato su territorio instabile.
2) Illustrazione della situazione ambientale: caratteri del territorio sotto il profilo geologico, geomorfologico, idraulico, geotecnico, storico, urbanistico, paesistico, etc.
3) Conoscenze disponibili nei vari settori: cartografia, dati, informazione, riferimenti bibliografici, etc.
4) Articolazione del seminario in gruppi di progettazione (massimo quattro persone: un ingegnere, un architetto, un geologo e, se possibile, un agronomo) e assegnazione dei temi progettuali.
5) Elaborazione da parte di ciascun gruppo dei dati messi a disposizione, per pervenire alla caratterizzazione del sito oggetto di intervento. Nel caso in cui il sito sarà unico l’elaborazione di ciascun gruppo sarà tematica.
6) Valutazione collegiale dei risultati delle elaborazione svolte ed individuazione delle problematiche emergenti e delle possibili linee di intervento.
7) Elaborazione delle soluzioni progettuali integrate.

Modulo 25 – Strumentazione di Controllo (in revisione).
Criteri di scelta degli strumenti da utilizzare in funzione delle grandezze fisiche da misurare: Descrizione dei principi fisici di funzionamento e delle modalità di posa in opera e di taratura. Criteri generali di acquisizione, elaborazione ed archiviazione dei dati.
Strumentazione di controllo tipica nell’ambito del controllo delle aree instabili: piezometri, inclinometri, estensimetri, celle di carico, reti topografiche di controllo e tecniche di misura, stazioni meteo, ecc.

Modulo 26 – Pianificazione, Organizzazione e Gestione degli Interventi (in revisione).
Aspetti amministrativi: normativa vigente, pianificazione degli interventi e gestione delle risorse, gestione del contratto, capitolato, contabilità, conduzione dei lavori, collaudo.
Aspetti tecnici: normativa, progetto, direzione dei lavori, controlli e collaudi, manutenzione.
Aspetti connessi alla sicurezza dei lavori: piano di sicurezza, responsabilità in fase di progettazione ed esecuzione dei lavori.

Modulo 27 – Monitoraggio (in revisione).
Il monitoraggio quale strumento di progettazione. Il monitoraggio quale strumento di controllo. Progettazione integrata di una rete i monitoraggio. Manutenzione e gestione di una rete di monitoraggio. Controllo ed affidabilità dei dati acquisiti dalla rete di monitoraggio. Acquisizione, elaborazione, archiviazione dei dati. Gestione dei dati e attivazione delle soglie di guardia (funzionamento, allarme, ecc.).

Modulo 28 – Manutenzione degli Interventi (in revisione).
Criteri di manutenzione strettamente connessi con gli interventi di stabilizzazione al fine di assicurare la continuità funzionale degli interventi stessi.