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Metodi Numerici per la Geotecnica
Numerical Methods for Geotechnical Engineering
Evghenia Sakellariadi

Sede Ingegneria
A.A. 2016/2017
Crediti 6
Ore 48
Periodo I
Lingua ITA

Prerequisiti
Meccanica dei solidi: sforzo, deformazione, teoria dell’elasticità lineare. Meccanica dei Terreni: natura, descrizione e classificazione delle terre; resistenza e deformabilità. Calcolo dei cedimenti, verifiche di stabilità. Idraulica del sottosuolo, fi

Risultati di apprendimento attesi
CONOSCENZE E COMPRENSIONE:
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.
CAPACITA' DI APPLICARE LE CONOSCENZE:
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.
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 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.

Programma
odellazione del comportamento meccanico delle terre. Equazioni di campo per un mezzo poroso saturo; filtrazione e consolidazione. Modelli costitutivi tipicamente impiegati nella geotecnica. Metodi numerici e modelli per la risoluzione di problemi tipici della geotecnica. Il metodo agli elementi finiti. Modello di comportamento elasto-plastico. Criteri per l’impostazione di un’analisi agli elementi finiti e per la valutazione dei risultati; confronti con metodi della geotecnica tradizionale. Definizione del modello geotecnico del sottosuolo per analisi numeriche e strumenti per la scelta dei valori da attribuire ai relativi parametri geotecnici. Studio di alcuni problemi tipici (calcolo dei cedimenti, stabilità delle fondazioni, processi di filtrazione, consolidazione).

Modalità di svolgimento dell'esame
METODI DI VALUTAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
L'esame consiste in un colloquio orale. I temi che verranno discussi variano a seconda del percorso di apprendimento scelto dallo studente. Nel primo percorso di apprendimento (valutazione in itinere) lo studente si impegna a frequentare le lezioni e a svolgere le esercitazioni proposte, discutendone i risultati con il docente e apportando contestualmente le eventuali correzioni e modifiche suggerite. Fanno parte integrante di questo percorso i colloqui che lo studente dovrà sostenere con il docente. Questo lavoro deve essere eseguito parallelamente con lo svolgersi del corso e per tutta la sua durata. In questo caso la prova orale verrà effettuata immediatamente dopo la fine del corso e consisterà solo in una discussione riassuntiva del lavoro svolto durante il corso. Nel secondo percorso di apprendimento (percorso tradizionale) lo studente deve comunque aver svolto le esercitazioni prima di presentarsi all'esame. La prova orale consisterà in una discussione su due o tre quesiti riguardanti temi trattati durante il corso. Tali quesiti potranno anche fare riferimento alle esercitazioni pratiche che lo studente ha svolto. I due percorsi di apprendimento sono equivalenti ai fini della valutazione.

CRITERI DI VALUTAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
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 correttamente i risultati ottenuti e saperli confrontare in maniera utile e significativa con quelli di un'analisi tradizionale.

CRITERI DI MISURAZIONE DELL'APPRENDIMENTO
Nella prova d’esame verrà valutato il grado di raggiungimento dei seguenti obiettivi: -- conoscenze generali: il metodo agli elementi finiti per problemi tipici della geotecnica, tecniche di modellazione e modelli specifici per la geotecnica; -- abilità: impostazione di un'analisi agli elementi finiti, scelte sulla modellazione, interpretazione dei risultati, confronti con risultati ottenuti attraverso l'impiego di metodi tradizionali. Per gli studenti che scelgono la valutazione in itinere, verrà attribuito un voto alla discussione di ogni esercitazione svolta durante il corso, mentre il colloquio finale in sede di esame orale avrà solo valore di conferma. Negli altri casi verrà attribuito un voto separato ad ogni quesito dell'esame orale.

CRITERI DI ATTRIBUZIONE DEL VOTO FINALE
La votazione minima, pari a 18 punti, si ottiene dimostrando una conoscenza di base degli argomenti trattati. Punteggi più elevati vengono attribuiti valutando la misura in cui lo studente sia in grado di motivare in maniera appropriata le scelte operate in sede di esercitazione, dimostrandosi capace di integrare, nello svolgimento delle esercitazioni, gli aspetti teorici illustrati durante le lezioni, procedendo in maniera autonoma nell’impostazione delle analisi e l’interpretazione dei risultati. La valutazione massima, pari a 30 punti ed eventualmente la lode, 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. Lo svolgimento delle esercitazioni, pur essendo condizione necessaria per sostenere l'esame, non costituisce di per sé elemento di valutazione dell'apprendimento. Analogamente, la produzione di elaborati scritti (”tesine”), benché può costituire strumento di apprendimento e co

Testi consigliati
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 SIGMAW e SEEPW (http://www.geo-slope.com)

Corsi di laurea

• Ingegneria Civile (Corso di Laurea Magistrale (DM 270/04))