SISTEMISTICA DELLE GRANDI OPERE
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SISTEMISTICA DELLE GRANDI OPERE

MANUALE di GEOLOGIA APPLICATA all’INGEGNERIA CIVILE
vol.III

 

Applicare la Geologia è l’operazione tecnica sul territorio che ha assunto negli ultimi decenni la caratterizzazione più vasta: problemi e, insieme, interessi legati alla gestione di materie prime, acque e rifiuti, alla realizzazione di Grandi Opere unitamente alla pianificazione strutturale ed ai monitoraggi di merito, hanno allargato orizzonti ed esigenze sia della cultura che della professionalità del geologo spesso spingendo i fondamenti di una conoscenza che non può prescindere dalla sensibilità proto-naturalistica a scomporsi in rivoli sempre meno riconducibili ad una visione di base completa, tanto meno armonica.
Armonia, s’intende, connessa a quella che permane, comunque, un’applicazione: ossia, visione a doppio profilo entro trasparenze sovrapposte atte, tuttavia, a tri-dimensionarsi alla bisogna per effetto di variabili o contingenze nel pieno senso di quel messaggio che indirizzava ai lettori Ardito Desio nell’introduzione del suo “Geologia applicata all’Ingegneria”:
“… il geologo deve conoscere almeno quel tanto delle discipline e dei metodi dell’Ingegneria… per assistere, con la sua preparazione specializzata, l’ingegnere…”
Un’opera dedicata, di conseguenza, indirizzata ai geologi senza dimenticare le necessità degli ingegneri, dovendo proporsi necessariamente in termini manualistici non può risultare, evidentemente, un saggio originale, sia per la vastità che per la complessità di molti degli argomenti trattati, per i quali si è preferito soprattutto esporre la sintesi concettuale (pur senza tralasciare talune casistiche al limite) nell’intento di alleggerire i contenuti da preoccupazioni e confronti poco attinenti con l’operatività pratica, indirizzo essenziale in epigrafe.
La materia, per ordine logico, è allora stata suddivisa in 3 sezioni:
- La prima dedicata alla Geognostica, base operativa insostituibile, ivi comprendendo meccanica delle rocce e delle terre, rilevamento geologico-tecnico, tecnica delle prove in situ e di laboratorio;
- La seconda dedicata a Tecnologie, Materiali e Modelli di riferimento, ivi comprendendo movimenti terra, materiali da costruzione, tecnica degli scavi, stabilità dei pendii, opere di sostegno e fondazioni nonché i trattamenti migliorativi delle compagini roccia-suolo;
- La terza dedicata alla Sistematica Ingegneristica delle Grandi Opere nel senso più attuale comprendendo, cioè, le competenze geologiche di supporto necessarie alla realizzazione di strade, ferrovie, impianti aeroportuali, ponti e viadotti, dighe e bacini artificiali, centrali di produzione energetica, gallerie e opere in sotterraneo, trasporti a fune, difese fluviali, difese dei versanti, canali artificiali, insediamenti portuali marittimi e fluviali, moli e difese costiere oltre che (novità) le tematiche relative alle installazioni offshore;
Nella realizzazione delle sintesi, per conseguenza, ci si è premurati di raccogliere il materiale essenziale proveniente dai numerosi, sparsi testi del settore, non per confezionarne un’omnicomprensiva ripresa critica quanto per armonizzare le differenti provenienze sotto il comune denominatore della continuità strutturale ed espositiva.
Un memento postumo, infine, è rivolto allo scomparso Prof. Renato Pozzi, ideale continuatore dell’indirizzo avviato da Ardito Desio, cui l’organizzazione concettuale della presente materia deve molto sia per la quarantennale attività di docente che per quella parallela di professionista dalla quale ha potuto, e saputo, evincere la gran parte degli argomenti di merito qui proposti e oggi irrinunciabile base culturale per la formazione del geologo tecnico.

 

INDICE

Cap. 1 – Strade ordinarie 1
1.1 – Definizioni 2
1.2 – Fasi realizzative di una strada 6
1.3 – Indagine geologico-tecnica 8
1.4 – Studio del tracciato stradale 10
1.5 – Classificazione del terreno nella geotecnica stradale 11
1.6 – Portanza dei sottofondi e delle sovrastrutture 15
1.7 – Modulo di reazione e di compressibilità 26
1.8 – Distribuzione dei carichi nell’ammasso 27
1.9 – La preparazione del sottofondo 32
1.10 – Miglioramento delle proprietà delle terre per costruzioni stradali 43
1.11 – La realizzazione operativa del sottofondo 48
1.12 – L’upgrading delle strutture esistenti 61
1.13 – Pavimenti in cls di cemento 84
1.14 – Trattamenti bituminosi superficiali 93
1.15 – Macadam e penetrazione 100
1.16 – Conglomerati bituminosi 101
1.17 – Comportamento reologico del conglomerato bituminoso 114
1.18 – Il drenaggio in superficie 119
1.19 – Il drenaggio nel sottosuolo 127
1.20 – Opere relative ad instabilità riguardanti la sede stradale 129
Cap. 2 – Impianti aeroportuali 138
2.1 – Ubicazione 138
2.2 – Caratteristiche geologiche dei terreni per aerostazioni 139
2.3 – Manovra di atterraggio e decollo 141
2.4 – Calcoli degli spazi di decollo, atterraggio e lunghezza piste 141
2.5 – Orientamento delle piste in rapporto alla ventosità 143
2.6 – Numero e disposizione delle piste di volo 145
2.7 – Pendenza delle piste aeroportuali 147
2.8 – Piazzali di stazionamento 148
2.9 – Drenaggi di aree aeroportuali 149
2.10 – Le opere per lo smaltimento delle acque superficiali negli aeroporti 150
2.11 – Caratteristiche delle soprastrutture aeroportuali 151
2.12 – Terreno di sottofondo 153
2.13 – Soprastrutture rigide 154
2.14 – Caratteristiche e componenti di un cls per soprastrutture rigide 155
2.15 – Giunti e rifinitura superficiale della piastra in cls 161
2.16 – Piastre armate e piastre precompresse 164
2.17 – Strutture flessibili 164
2.18 – Caratteristiche di un conglomerato bituminoso per soprastrutture flessibili aeroportuali 168
2.19 – Criteri di scelta del tipo di soprastruttura 169
2.20 – Portanza del sottofondo 169
2.21 – Portanza della soprastruttura 182
Cap. 3 – Strade ferrate 189
3.1 – Definizioni e Terminologia 189
3.2 – Andamento plan-altimetrico di un tracciato ferroviario 192
3.3 – Problemi geologici generali 193
3.4 – Calcolo dell’armamento ferroviario 194
3.5 – Stabilità dinamica di un binario 196
3.6 – Applicazione del metodo di Zimmermann 197
3.7 – Stabilità trasversale di una rotaia 198
3.8 – Calcolo delle traverse 199
3.9 – Tipi di muratura utilizzati nelle costruzioni ferroviarie 203
3.10 – Ferrovie a scartamento ridotto 206
3.11 – Ferrovie a cremagliera 206
Cap. 4 – Canali artificiali 208
4.1 – Generalità 208
4.2 – Condotte forzate 228
4.3 – Calcolo idraulico di un canale a pelo libero 235
4.4 – Canali e corsi d’acqua navigabili 244
4.5 – Problemi geologici nella realizzazione di opere di canalizzazione 247
4.6 – Opere supplementari lungo i canali 249
Cap. 5 – Trasporti a fune 253
5.1 – Ferrovie funicolari 253
5.2 – Teleferiche e funivie 256
5.3 – Blocchi di fondazione per tralicci e antenne 268
Cap. 6 – Opere d’arte 276
6.1 – Muri di sostegno 276
6.2 – Le opere d’arte minori e il loro calcolo idraulico 283
6.3 – Cunette e fossi di guardia 286
6.4 – I drenaggi 288
Cap. 7 – Ponti e Viadotti 291
7.1 – Classificazioni 291
7.2 – Ubicazione ottimale 292
7.3 – Determinazione dello sbocco 292
7.4 – Considerazioni su materiali e manufatto 294
7.5 – Considerazioni sulla ripartizione della luce totale in luci parziali 294
7.6 – Dimensionamento classico dei ponti in muratura 295
7.7 – Elementi strutturali 300
7.8 – Tipologie strutturali 317
7.9 – Ponti sospesi 334
7.10 – Problemi geologici connessi all’esecuzione di ponti 344
7.11 – Un progetto complesso 369
Cap. 8 – Gallerie e opere in sotterraneo 374
8.1 – Argomenti in progetto 374
8.2 – Temi geotecnici nel progetto dei manufatti in sotterraneo 376
8.3 – Situazioni geotecniche particolari 377
8.4 – Scavi in sotterraneo 377
8.5 – Obiettivi e limiti dell’indagine in situ 379
8.6 – Considerazioni particolari sul progetto 381
8.7 – Problemi connessi a venute di fluidi e a livelli termici abnormi in galleria 383
8.8 – Tensioni negli ammassi rocciosi 387
8.9 – La progettazione dei sostegni in galleria 397
8.10 – N.A.T.M. 420
8.11 – R.S.I.A. 426
8.12 – Metodologie di scavo e di avanzamento 431
8.13 – Tecnica tradizionale di perforazione e sparo 438
8.14 – Metodi di scavo e di sostegno per gallerie in roccia 446
8.15 – Fasi di scavo 449
8.16 – Rivestimento 457
8.17 – Progettazione geotecnica 468
8.18 – Progettazione di gallerie in rocce rigonfianti o spingenti 489
8.19 – Criteri di progettazione delle gallerie idrauliche in pressione 494
Cap. 9 – Difese dei versanti 500
9.1 – Criteri progettuali 500
9.2 – Previsione e prevenzioni 502
9.3 – Indagini 503
9.4 – Strumentazione 506
9.5 – Criteri d’intervento 510
9.6 – Protezione da caduta massi 520
9.7 – Sistemi di protezione delle scarpate vincolate a tagli strutturali 522
9.8 – Opere di difesa di versanti su manufatti stradali 536
9.9 – Attraversamenti di versanti soggetti a caduta massi 537
9.10 – Protezione dalle valanghe 538
9.11 – Attraversamento di terreni salini 540
Cap. 10 – Difese spondali 544
10.1 – Sistemazione dei torrenti 544
10.2 – Sistemazione dei fiumi 558
10.3 – Tutela naturale dal degrado dei versanti 575
10.4 – Sistemazioni idrauliche con tecniche geo-naturalistiche 621
Cap. 11 – Dighe e impianti collegati 632
11.1 – Impianti in terra 632
11.2 – Generalità sui manufatti in terreni sciolti 632
11.3 – Impianti di ritenuta a mezzo di materiali sciolti 634
11.4 – La progettazione operativa 655
11.5 – Tecniche costruttive 667
11.6 – Prescrizioni progettuali e controlli 676
11.7 – Strumentazione geotecnica applicabile a rilevati di dighe in terra 678
11.8 – Impianti in muratura 680
11.9 – Sistemi di controllo delle dighe in muratura 706
11.10 – Impianti idroelettrici 710
11.11 – Indagine geologico-tecnica 726
Cap. 12 – Porti e impianti collegati 734
12.1 – Generalità 734
12.2 – Le coste 734
12.3 – Analisi dello stato del mare 748
12.4 – Navigazione interna 758
12.5 – Porti marittimi 760
12.6 – Opere foranee di difesa 765
12.7 – Distribuzione delle opere interne: darsene e terrapieni 776
12.8 – Opere d’accosto: tipologie e strutture 776
12.9 – Stabilità delle opere d’accosto: calcoli di progetto e verifica 782
12.10 – Installazioni di Cantieri Navali 786
12.11 – Movimenti terra lungo costa e al largo: dragaggi ed escavazioni 793
Cap. 13 – Difese costiere 797
13.1 – Morfologia delle coste 797
13.2 – Azione del mare 797
13.3 – Protezione e difesa dei litorali 800
13.4 – Struttura delle opere di difesa 801
Cap. 14 – Installazioni Offshore 804
14.1 – Tipologie d’impianto 804
14.2 – Idrodinamica marittima 806
14.3 – Celerità di gruppo 809
14.4 – Onde generate dal vento 812
14.5 – Dimensioni, direzione e durata delle onde un una località (in mare aperto) 817
14.6 – Analisi delle sollecitazioni sulle strutture off-shore 821
14.7 – Calcolo delle sollecitazioni sulle strutture off-shore 826
14.8 – Azione di un maremoto su diverse strutture dal largo alla riva 834
14.9 – Sistemi galleggianti 837
Bibliografia

 

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