Meccanica delle Rocce e dei Terremoti PDF

Here's the conversion of the provided text into a structured Markdown format. I've focused on preserving the information, formatting tables and formulas appropriately, and summarizing where necessary. ### Le onde superficiali sono le responsabili dei danni maggiori agli edifici a causa della loro a...

Here's the conversion of the provided text into a structured Markdown format. I've focused on preserving the information, formatting tables and formulas appropriately, and summarizing where necessary. ### Le onde superficiali sono le responsabili dei danni maggiori agli edifici a causa della loro ampiezza di oscillazione. ### La velocità di propagazione delle onde sismiche in ogni caso dipende dalle proprietà elastiche del mezzo dalla frequenza di oscillazione e dal tipo di deformazione indotta nel mezzo. $V_s = \sqrt{\frac{G}{\rho}}$ $V_p = \sqrt{\frac{K + \frac{4}{3}G}{\rho}}$ $V_s = \sqrt{\frac{1 - \nu}{0.5 - \nu}}$ Di solito la velocità p è circa il doppio delle onde s, il coefficiente di Poisson varia molto a seconda di come il mezzo sia saturato di acqua, facendo così variare molto Vp e quindi della R ma nel caso delle onde Se L c'è poco cambiamento nel caso di presenza o no di acqua. In base alla rifrazione e alla riflessione delle onde capiamo la struttura del sottosuolo. ## 4.2.5 INTENSITÀ E GRANDEZZA DEI TERREMOTI ### SCALE DI INTENSITÀ La scala più antica è la scala De Rossi-Forel poi venne la scala Mercalli poi Mercalli modificata, tutte queste sono scale di intensità che misurano il grado di danneggiamento dello sconvolgimento del suolo e della reazione degli animali. * **Mercalli modificata**: avvertimento e danni, poco avvertito molto avvertito, danni lievi danni gravi XII scale * **Scala EMS (EUROPEAN MACROSEISMIC SCALE)**: si sta affermando in Europa valutazione anche in base alla tipologia di edificio e alle relative foto di danneggiamento della stessa. Essa si concentra sugli effetti sulle persone, oggetti e sull'ambiente e sui danni agli edifici. Scala da I a XII (non avvertito, completamente devastante). ### SCALE DI MAGNITUDO Questo tipo di scale misurano la quantità di energia associata al terremoto misurata nelle stazioni accelerometriche. Misura l'energia rilasciata dalle onde al suolo. Fa riferimento al luogo dove è avvenuto il terremoto è quindi una peculiarità del fenomeno, riferita poi ad un'area ipocentrale. * **Scala Magnitudo Richter**: definizione obbiettiva strumentale, scala logaritmica definendo un terremoto di riferimento a 100 km che provoca uno spostamento di 1/1000 di mm, la scossa nulla è quindi la scossa di riferimento pari ad M=0. Con successivi perfezionamenti si può associare la magnitudo alla lunghezza di rottura della faglia. * È possibile, inoltre, fare un confronto tra le scale di magnitudo e di intensità. ## 4.2.6 SISMOMETRO * **Sismometro di Wood-Anderson**: pendolo a torsione che ci consente di trovare gli spostamenti tra le onde ped s è un oscillatore semplice ad un grado di libertà che oscilla insieme al suolo misuro accelerazione velocità e per integrazione lo spostamento. In base alla distanza dell'accelerometro dell'ipocentro si ricavano le curve. Quando il suolo si muove la placca si muove provocando la riflessione di un raggio che viene amplificato misurato e ricondotto alla misura della magnitudo. Si possono misurare anche la magnitudo delle onde superficiali e la magnitudo delle onde di volume, negli ultimi anni però si misura quella che è chiamata la Magnitudo Momento. $M_o = \tau A D$ Con tau tensione tangenziale di rottura lungo la faglia, con misure satellitari. ## 5 MECCANICA DELLE ROCCE La meccanica delle rocce sia su basi teoriche che sperimentali le proprietà meccaniche dei materiali rocciosi che rappresentano la risposta alle azioni dell'ambiente fisico circostante (forze esogene ed endogene). Lo studio del mezzo roccioso ovviamente è fondamentale per la progettazione di scavi sotterranei, per la realizzazione di dighe e rilevati stradali e per la messa in sicurezza di versanti instabili. La meccanica delle rocce è strettamente legata sia alla Geologia strutturale (studio dei processi) che alla meccanica dei terreni. Le rocce spesso presentano delle discontinuità che generano anisotropia si dividono quindi in pezzi di roccia intatta e discontinuità. Le rocce sono caratterizzate da scheletri e da legami di coesione forti: i legami covalenti. La roccia e i giunti insieme formano gli ammassi rocciosi. ### 5.1. FATTORI GEOLOGICI SULLE PROPRIETÀ FISICO-MECCANICHE DELLE ROCCE Stimare le proprietà fisico-meccaniche delle rocce non è facile a causa della variazione delle proprietà meccaniche delle stesse. Una delle prime caratteristiche è data dalla classificazione geologica. Per le ROCCE: * **Origine** * Sedimentarie * Ignee * Metamorfiche * **Storia:** * Diagenesi * Tettonica (che aggiunge tensioni orizzontali) * Fattori ambientali (acqua pressione e temperatura) * Processi di alterazione vari * Per la **ROCCIA INTATTA**: Composizione mineralogica; Densità; Fabric(struttura); Porosità; Permeabilità; alterabilità; variazione in composizione mineralogica e nelle proprietà. Per gli **AMMASSI ROCCIOSI**: Litologia; Struttura; Discontinuità; Stato di stress; Proprietà idrogeologiche; Zone alterate con variazioni delle proprietà fisico-meccaniche. ### 5.2 FATTORI ANTROPICI I fattori antropici come le opere ingegneristiche cambiano in modo sostanziale la struttura delle rocce e degli ammassi rocciosi, anche in tempi rapidi, questo crea una ridistribuzione degli sforzi interni a causa dell'interazione della struttura con l'ambiente. Ad esempio, la resistenza diminuisce in modo sostanziale in presenza di acqua, lo studio della permeabilità risulta quindi fondamentale per riuscire a capire lo stato tensionale. I processi ingegneristici riducono i tempi dilatati dei processi geologici naturali, ho quindi alterazioni dovute a scavi, rinforzi ecc. ### 5.3. FATTORI NATURALI CHE MODIFICANO LE PROPRIETÀ * **WEATHERING**: disintegra e decompone il materiale roccioso. * **SWELLING** (dilatazione): rilascio tensionale dovuto ad azioni chimiche, come la trasformazione dell'anidrite in gesso dopo l'idratazione, o il carsismo dovuto alla dissoluzione delle rocce idrosolubili per acque acide. * **CREEP** (deformazione nel tempo a carico costante) in rocce alterate o fratturate può capitare che a stesso carico costante le deformazioni ad un certo punto aumenti. * **PROVE DI LABORATORIO** (con diverse condizioni di carico). ### 5.4 CARATTERISTICHE DEGLI AMMASSI ROCCIOSI Gli ammassi rocciosi sono caratterizzati da roccia e discontinuità chiamati piani di debolezza attraverso i quali riusciamo a definire anche le porzioni di roccia intatta, un ammasso roccioso a blocchi è quindi fortemente influenzato dalle discontinuità che generano ANISOTROPIA, oltre che all'ETEROGENEITÀ dell'ammasso stesso. Faglie dicchi e superfici deposizionali possono essere riconosciute nell'ammasso roccioso. ### 5.5 ROCCE INTATTE Per le rocce intatte sono molte le proprietà e quindi anche le corrispettive prove di laboratorio per misurare tali proprietà. #### 5.5.1 PROPRIETA' ROCCE INTATTE Le proprietà fisiche o proprietà indice delle rocce intatte sono misurate in laboratorio: #### POROSITÀ: $n(\%) = \frac{V_v}{V_{tot}}$ rapporto tra i volumi dei vuoti sul volume totale della roccia. Questa è quella proprietà che più influenza le caratteristiche meccaniche dato che essa è direttamente proporzionale alla deformabilità e inversamente proporzionale alla densità e alla resistenza. Essa varia dal 0% al 90%. #### POROSITÀ EFFICACE: $n_e = (W_{sat} - W_{sec}) / (\gamma_w V)$ rapporto tra paesi di vuoti interconnessi saturi e secchi, si forza l'arrivo dell'acqua e si vedono le porosità che effettivamente si riempiono. #### PESO PER UNITÁ DI VOLUME: $\gamma = \frac{W}{V}$ molto condizionata dai minerali della roccia e dalle sue componenti. #### LA PERMEABILITÁ: $k = K (\frac{\gamma_w}{\mu})$ essa è la capacità della roccia di farsi attraversare dall'acqua. Kè la permeabilità intrinseca (dipende solo dalle caratteristiche fisiche del pezzo) mentre mu è la viscosità cinematica dell'acqua. Si parla di permeabilità primaria (dei pori) e secondaria (delle fratture). #### VELOCITA DI PROPAGAZIONE NEL MEZZO: questa viene sia misurata in sito che in laboratorio. #### DURABILITÁ (o alterabilità): la resistenza della roccia ai processi di disintegrazione, essa aumenta con la densità e diminuisce con il contenuto di acqua. Le rocce che hanno alto contenuto di minerali argillosi degradano a causa dell'esposizione all'aria e alla presenza di acqua. Come prova di misurazione si utilizza lo slake durability test, esso consiste nel sottoporre il provino di roccia a cicli di umidificazione e asciugatura di 10'. I resti vengono asciugati in forno e pesati, tutto questo viene ripetuto per due volte. Così si calcola lo slake durability index che rappresenta il rapporto del peso iniziale del provino di roccia rispetto a quello finale, esso varia tra lo 0% e il 100%. #### ID Peso secco dopo 1 o 2 cicli $ID = \frac{Peso secco dopo 1 o 2 cicli}{Peso del campione iniziale}$ #### Resistenza a compressione mono assiale: misurata su provino cilindrico mono assiale, misura la massima tensione che un provino può sopportare. Il valore di 1 Mpa segna il limite tra rocce e terreni. $\sigma_c = \frac{F_c}{A}$ Forza di compressione longitudinale applicata / Area trasversale del provino #### Resistenza a trazione: ovvero il massimo valore di trazione monocasiale longitudinale che un provino può sopportare, di solito essa vale 5-10% della resistenza a compressione. $\sigma_t = \frac{F_t}{A}$ Forza di trazione longitudinale applicata / Area trasversale del provino ### 5.5.2 STRUMENTI DI MISURAZIONE * **MARTELLO DI SCHMIDT**: esso è uno strumento di misurazione formato da un cilindro metallico che contiene una molla che spinge sul tamburo fuori dal cilindro colpendo la roccia si misura il rimbalzo sulla stessa. La superficie di test deve essere libera di fratture o di giunti e deve essere opportunamente pulita prima del test. È preferibile posizionare il martello ortogonalmente alla superficie da testare. Il valore di rimbalzo dipenderà ovviamente dalla rigidezza della roccia. Per ogni misura devono essere fatte 10 ripetizioni, i 5 valori più bassi si scartano e poi si considera la media delle altre misure. La rigidezza e la resistenza a compressione si ottengono da un abaco. La dimensione maggiore del provino dovrà essere almeno due volte di quella ortogonale. Si entra nell'abaco con il peso specifico del provino, in base alla R registrata dal martello di Schmidt ottengo la corrispettiva resistenza a compressione. #### 5.5.3 POINT LOAD TEST Questa prova si effettua su carote di forma irregolare e può esser svolta sia in laboratorio che in sito, essa misura la resistenza a carico puntiforme e si utilizza come indice di classificazione di resistenza per essere correlato al sigma c, difatti fornisce indicazioni solo sull'ordine di grandezza alla compressibilità mono assiale di un provino. Le rocce migliori per questo tipo di prova sono le rocce intatte isotrope friabili. La prova consiste nel rompere un provino di roccia (cilindrico o spezzone di carota o di forma irregolare) a cui viene applicato un carico puntuale mediante due punte coniche in acciaio, il dispositivo può essere usato sia in laboratorio che come strumento portatile. La prova consiste in: * Misurazione della distanza dei due punti di applicazione del carico * Aumento del carico manualmente attraverso pompa idraulica fino a che non si giunge rottura entro 10-60s * Registrazione del carico riportato. * Determinazione Is le misure sono affidabili quando fatte su provini cilindrici caricati o lungo l'asse o lungo il diametro, L/D>1 meglio se maggiore di 1.5, devono essere fatte almeno 10 misure. Il test non è valido se la frattura passa solo per una punta conica. Se il provino presenta anisotropia esso viene testato sia longitudinalmente che diametralmente in modo da evidenziare sia la resistenza minima che quella massima. $I_s = P/D_e^2$ Con De diametro equivalente, di solito si calcola il Is (50) ovvero il valore di Is misurato su un provino di 50mm. $\sigma_c = f I_s(50)$ questo si fa per correggere il valore di resistenza a compressione. Il valore di F di può ottenere dall'abaco indipendentemente dell'anisotropia del provino e dalla direzione di applicazione del carico. f è il fattore di conversione che varia da 20 a 25 in funzione della rigidezza della roccia, maggiore è la durezza della roccia maggiore sarà la f. ### 5.5.4 CLASSIFICAZIONE GENERALE DELLE ROCCE PER ORIGINE La classificazione geologica delle rocce fornisce informazioni sulla composizione mineralogica e sulla tessitura della roccia quindi anche sull' isotropia o anisotropia delle rocce che si dividono in sottogruppi. | Origine | Tipo | Esempi di Rocce | | :------------------- | :-------------------- | :------------------------------------------------------ | | Rocce sedimentarie | Detritiche | Arenaria, argillite, siltiti, conglomerati | | | Chimiche | Travertino, evaporiti, dolomiti, calcare, carbone | | | Organiche | Calcare, carbone, coralli | | Rocce ignee | Intrusive | Granito, gabbro, diorite | | | Vulcaniche | Basalto, andesite, riolite | | Rocce Metamorfiche | Massive | Quarzite, marmo | | | Scistose o fogliettate | Shale, fillite, scisto, gneiss | ### 5.5.5 CLASSIFICAZIONE DELLE ROCCE IN BASE A RESISTENZA A COMPRESSIONE Un altro parametro per la classificazione delle rocce è il rapporto del modulo di Young sulla resistenza a compressione, il rapporto in genere varia con la litologia ma per la maggior parte delle rocce esso ricade tra 200 e 500 | Resistenza a compressione monoassiale (MPa) | ISRM(1981) | BS5939 (1999) | Bieniawski (1973) | Esempi di Rocce | Descrizione | Dimensione dei grani | Tipo di terreno equivalente | | :--------------------------------------- | :---------------- | :--------------------- | :---------------- | :------------------------------------------------------------------------------------ | :----------------------- | :------------------- | :-------------------------- | | <1 | terreni | <1.25 | Molto tenere | Grana grossa | >2 mm | Ghiaia | | 1.25-5 | Molto tenere | 1.25-5 | Tenere | Grana media | 0.06-2 mm | Sabbie | | 5-12.5 | Moderatamente tenere | Moderatamente tenere | Resistenza molto bassa | Grana fine | < 0.06 mm | Limo e argille | | 12.5-25 | Moderatamente resistenti|Moderatamente resistenti|Resistenza bassa | Sale, argilliti, limi, marne, tufi, carbone | | | | 25-50 | resistenti | resistenti | Resistenza media | Scisti e shale | Rocce ignee e metamorfiche rocce scistose metamorfiche | | | 50-100 | Molto resistenti | Resistenti | Resistenti | marmo, granito, gneiss, arenaria, calcari porosi | | | | 100-200 | Estremamente resistenti| Molto resistenti | Molo resistenti | Quarzite, gabbro, basalto>250 | | | | >200 | >250 | Estremamente resistenti| | Si possono quindi classificare i litotipi in tre tipologie: * TERRENI <1 MPa * ROCCE TENERE <25 * ROCCE RESISTENTI >25 Queste resistenze ovviamente ci sono utili per il dimensionamento delle fondazioni. ### 5.5.6 CLASSIFICAZIONE DELLE ROCCE IN BASE ALL'ALTERAZIONE L'alterazione si incrementa con la porosità, la permeabilità e la deformabilità. | Grado di alterazione | Descrizione | | :------------------- | :------------------------------------------------------------------------------------------------------------ | | Fresca | Non sono visibili segni di alterazione sulla roccia | | Scolorita | C'è un cambiamento del colore rispetto alla roccia originaria. | | Disintegrata | La roccia è alterata alla condizione di un terreno nel quale la struttura originale è intatta. | | Decomposta | La roccia è alterata alla condizione di terreno dove la fabric (struttura) originaria è ancora intatta | Le rocce alterate si possono definire come composti di transizione tra rocce e terreni, che corrispondono alle rocce tenere a volte, forze tipiche di produzione di alterazioni sono: * Ghiaccio il ghiaccio pesante rappresenta un sovraccarico * Radiazione solare produce dilatazione termica rendendo la roccia più fragile, sciogli l'acqua facendola fluire nelle porosità rendendola un sovraccarico dall'interno verso l'esterno. * La formazione di Sali come per le rocce carbonatiche con lo scioglimento del calcare a causa delle piogge acide * Idratazione REGOLA DI TERZARI la tensione data all'interno dello scheletro è data in parte anche dalla tensione dell'acqua, in base anche alla sua profondità. * Capillarità ed espansione termica ### 5.6. CLASSIFICAZIONE AMMASSI ROCCIOSI RQD La classificazione degli ammassi rocciosi si basa su quei fattori che caratterizzano il comportamento meccanico della stessa. * Proprietà della roccia intatta * Tipo e frequenza delle discontinuità * Grado di alterazione * Stato tensionale in situ * Presenza di acqua $RQD = \frac{\sum lunghezza \space degli \space spezzoni \space di \space roccia > 10 cm}{tutta \space la \space lunghezza\space carotata}$ | RQD% | Qualità dell'ammasso roccioso | | :------ | :----------------------------- | | <25 | Molto povera | | 25-50 | Povera | | 50-75 | Discreta | | 75-90 | Buona | | 90-100 | Eccellente | Vengono quindi considerati al numeratore gli spezzoni di roccia e non le parti alterate di terreno, diametro interno di 54.7mm, questo indice è stato usato per valutare la qualità delle rocce per lo scavo di tunnel. Esso riesce a identificare molto bene le zone di bassa qualità, dipende però dalla direzione lungo la quale si misura. Il carotaggio deve essere rappresentativo quindi deve essere caratterizzato da una percentuale di recupero di almeno l'80%. Riesce anche a darci un'idea della stratigrafia dei sondaggi. L'RQD è influenzato dalla resistenza della roccia a causa del carotaggio è strettamente legato alle dimensioni del blocco. Quindi il recupero percentuale di carotaggio si stima come: mentre la percentuale di recupero modificata semplicemente moltiplicando per cento la stessa formula. Lunghezze di roccia intatta devono essere maggiori di 100mm, inoltre, si trascurano le alterazioni dovute al carotaggio, i carotaggi devono essere di almeno 1m la carota va riposta in cassetta catalogatrice e classificata con l'indice RQD. Il terreno agli estremi del carotaggio non si considera poiché potrebbe essere influenzato dalla perforazione. $R = \frac{L_i}{L_f}$ ### INDICE DI VELOCITA IN BASE AD RQD La velocità delle onde (p) si misura sia in sito che in laboratorio. Se la velocità in sito è più veloce o simile a quella di laboratorio il provino è poco rotto al contrario la qualità del provino non è buona e quindi meccanicamente poco resistente. Il rapporto dovrà essere quindi minore di 1 poiché la prova in laboratorio si fa su roccia intatta che sarà sicuramente più resistente e veloce del terreno in situ. $I_v = (V_{psitu} / V_{plab})^2 ↔ k = V_{PF} / V_{PL}$ | Indice di Velocità (𝑘)^2 | Qualità dell'ammasso roccioso | | :---------------------- | :----------------------------- | | <0.2 | Molto povera | | 0.2-0.4 | Povera | | 0.4-0.6 | Discreta | | 0.6-0.8 | Buona | | >0.8 | Molto buona | $RQD = 100 ⋅ (\frac{V_{PF}}{V_{PL}})^2 n = \frac{5}{k^2} - 4 $ ### 5.7. FOCUS CARATTERIZZAZIONE MECCANICA DELLE ROCCE INTATTE Le caratteristiche meccaniche di un campione di roccia intatta dipendono fondamentalmente da: * Proprietà meccaniche dei cristalli e delle particelle di minerali * proprietà meccanica del materiale di cementazione se presente * Tipo di interazione dei due fra loro * Proprietà delle microfratture e delle altre discontinuità È impossibile però definire grandezze puntuali quindi si definiscono delle grandezze medie, tramite campioni rappresentativi della roccia intatta. Non sono però definibili neanche le misure di un campione di roccia intatta, le dimensioni però devono essere sufficientemente grandi da contenere abbastanza particelle ma anche le micro-discontinuità. Le prove più comuni per l'analisi del provino di roccia intatta sono: * POINT LOAD TEST * TRAZIONE INDIRETTA(BRASILIANA) * COMPRESSIONE SEMPLICE * COMPRESSIONE TRIASSIALE La finalità di tutte queste prove è quella di determinare il criterio di rottura ovvero la rappresentazione del suo diagramma sforzo deformazione, per avere una previsione di quando avverrà la rottura. ### 5.7.1 GRANDEZZE FONDAMENTALI E CARATTERISTICHE COMUNI ALLE PROVE Ovviamente la tensione è la grandezza ottenuta dividendo la forza impressa sulla superficie sulla quale essa agisce. Le componenti della tensione sono 3 nelle 3 differenti direzioni dello spazio geometrico. Mentre se parlaimo di tensione tangenziale allora la forza andrà divisa per la superficie non ortogonale ma nella stessa direzione del piano di giacitura. Il concetto di deformazioneci indica adimensionalmente di quando il provino si sia accorciato o dialatato. La forza di attrito invece è legata a due fattori: rugosità della superficie (angolo di attrito), la forza peso. Il peso specifico è un altro concetto fondamentale. Le prove di laboratorio sono eseguite di norma applicando al campione delle forze e misurando i corrispettivi spostamenti risalendo così allo stato deformativo e alla resistenza del provino. Gli stati tensionali indotti nel provino ricostruiscono in modo semplificato le condizioni tensionali a cui la roccia è sottoposta in sito, non bisogna quindi introdurre errori influenti di modellazione. Le dimensioni difatti influiscono molto sugli errori di deformazione. Molto dipende dal tipo di apparecchiatura utilizzata e dalla procedura standardizzata di esecuzione della prova. $F_A = W ⋅ tg(Φ)$ ### Stati stress-strain sperimentali su provini di rocce * a) compressione assiale: lo stress assiale è maggiore della pressione confinante. $σ_1 \text{ }} σ_2 = σ_3 =0 (fig. a).$ * b) estensione assiale: la pressione confinante è maggiore dello stress assiale, $σ_1=2>σ_3>0 (fig. b).$ * c) torsione semplice: gli assi principali dello stress a 45° (fig. c). Stress e strain variano dal centro all'esterno del campione. * d) torsione di un cilindro vuoto: ha il vantaggio di eliminare la variazione di stress e strain tra centro ed esterno del campione, difficile da realizzare (fig. d). * e) torsione e compressione di un cilindro: rotazione e compressione assiale e una pressione di confinamento che, nel caso di un cilindro vuoto, agisce anche all'interno del cilindro (fig. d) * f) taglio semplice: Bassi valori di strain (fig. e). ### 5.7.2 PROVA DI COMPRESSIONE SU PROVINI CILINDRICI Sia per una prova di compressione mono assiale che triassiale si esegue la prova su provini cilindrici di roccia sana, il risultato è proprio il tracciamento del grafico sforzo deformazione. Nei campioni di roccia le dimensioni del diametro variano tra i 2 e i 15 mm mentre l'altezza del provino tra i 6 ai 300 mm. Il carico è applicato tramite piastre di carico metalliche. Le deformazioni ovviamente avverranno sia assialmente che diametralmente. Ma la deformazione orizzontale può essere quasi impedita dall'attrito delle piastre di carico. Il vincolo alle deformazioni laterali fa nascere sforzi taglianti che dovranno essere eliminati. Il sistema più utilizzato è quello di eliminare le tensioni tangenziali alle basi delle piastre. Infatti, si considerano provini di roccia con rapporto H/D=2 nei quali lo stato tensionale si va a misurare nella parte centrale del provino lontano dalle piastre. ### TIPOLOGIE DI FRATTURA: esse seguono la classificazione di Hawks e Mellor, tuttavia, i tre tipi di frattura possono verificarsi contemporaneamente. Con le fratture per sgretolamento non si riesce a misurare la deformazione. La tensione di confinamento agisce come una cerchiatura. In condzione di pressione confinata le superfiici di frattura si verificano di solito inclinate rispetto alla direzione di applicazione di carico ovvero si sviluppano delle fratture di taglio. Si ha quindi uno scivolamento senza ne formazione di vuoti ne aperture. Se lo sfrozo è di trazione invece di solito le superfici di rottura si sviluppano perpendicolarmente alla direzione di applicazione del carico. Se lo stato di sforzo è triassiale invee le fratture di taglio sono parallele allo sforzo priciplae intermedio e formano una coppia di angoli di 45° con il massimo sofrzo compressivo. ### DIAGRAMMI SFORZO-DEFORMAZIONE I diagrammi di sforzo deformazione si ottengono mettendo sull asse delle t la tensione deviatorica e sull'asse delle x la deformazione verticale, oppure la deformazione volumetruca. La resistenza residua ovviamente coincide con la tensione di confinamento che nelle rocce è presente. I diagrammi possono esser esuddivisi in quattro tratti: * TRATTO OA chiusura delle microfessure del campione (locking), se abbiamo già un'alta tensione di confinamento le fessure risulteranno già chiuse. * TRATTO AB tratto elastico lineare dove si ha apertura di nuove fratture nel provino a causa della dilatanza della roccia la variazione di volume si inverte. * TRATTO BC questo ratto inizia con un punto di snervamento a cui corrisponde un corrispettivo carico da questo punto (C)le fratture si propagano in modo instabile. Se scarico e ricarico nei primi due tratti ho lo stesso percorso di prima mentre negli altri due avrò un ciclo di isteresi. Superato il puto c ad un aumento di carico riduce la capacità di sopportazione del provino. Rocce molto dure e compatte mostrano un comportamento elastico lineare fino a rottura senza tratto di locking mentre rocce porose e poco compatte hanno un ampio ramo di locking. La curva tensione deformazione è+ direttamente legata la microstruttura delle rocce. I diagrammi sono ovviamente influenzati dalle condizioni in cui viene effettuata la prova: * Pressione di contenimento o pressione di cella * Temperatura a cui viene eseguita la prova * Velocità di applicazione del carico ### A pressione di confinamento maggiore corrisponderò una tensione massima maggiore ma un minore duttilità mentre se la pressione interstiziale è maggiore avremo un minore sforzo massimo (un maggiore comportamento fragile). A temperature minori corrispondono tensioni maggiori e lo stesso vale per velocità deformativa. La temperatura favorisce processi di plasticizzazione. Rocce dure non hanno ramo di locking rocce porose aumenta lo sforzo di picco. A causa della viscosità all'aumentare della velocità per rocce dense aumenterà la tensione di carico. ### 5.7.3 PROVE DI CREEP Questo tipo di prove fanno parte dello studio del comportamento plastico delle rocce. Essi sono condotti usando apparecchiature che inducono alta pressione e temperatura. Durante la prova si ha una continua deformazione della roccia (CREEP), con velocità piccolissime ma non così basse da farci volere mesi. (questo però somiglierebbe ai processi geologici molto lenti). I temperatura di fusione ci fornisce approssimativamente un'indicazione sulle forze di legame interne (ovvero alla stessa temperatura omologa temperatura su temperatura di fusione). I risultati vengono rappresentati sun un grafico deformazione-tempo. La curva mostra una costante diminuzione della velocità di deformazione. Ovvero diventa sempre più difficile deformare il materiale. Per temperature omologhe superiori a 0.5 abbimao 4 tratti: * 0 Strain elastico istantaneo * 1 Tratto di deformazione plastica (flusso primario o primary creep) fenomeno di diminuzione della velocità di deformazione a stress costante (work hardening o strain hardening) * 2 tratto di flusso secondario o (steady-state creep) qui lo stresso costante può far aumentare la deformazione indefinitamente che approssima i temi lughi in ambito geologico. * 3 flusso terziario o tertiary creep la velocità di deformazione aumenta e precede la rottura del campione. ### Se si plottano invece i grafici sforzo tempo otteniamo legame elasto-plastico o incrudente fragile. Nelle prove ad applicazione del carico costante non si avrà un accumulo iniziale di energia elastica. ### ### 5.7.4 PROVA BRASILIANA Per stimare la resistenza a trazione di un provino si può utilizzare la prova indiretta di trazione brasiliana che si applica diametralmente a un provino con altezza minore del diametro. Sulle quali vengono applicate forze di compressione. Difficoltà principale è quella di centraggio del provino e del carico. Quindi il carico viene applicato grazie a due piastre che hanno forma che avvolge il provino. Se si assume un comportamento elastico lineare della roccia si possono considerare i diagrammi qualitativi degli sforzi in direzione orizzontale e verticale. Il provino si inizia a fratturare nei punti di contatto delle ### 6 AMMASSI ROCCIOSI ### 6.1 CARATTERIZZAZIONE AMMASSI ROCCIOSI Un ammasso roccioso è una struttura composta da blocchi di roccia separati da discontinuità. Queste ultime ovviamente sono zone di minor resistenza. Due tipi di discontinuità: grandi e minori, le seconde molto più difficili da descrivere. Capita però che le discontinuità siano riempite da un materiale diverso con caratteristiche meccaniche ovviamente diverse e più scadenti rispetto alla matrice rocciosa. ### 6.1.1 INDAGINE SUGLI AMMASSI ROCCIOSI Ci sono varie fasi. La prima è quella delle indagini geologiche e geo strutturali, con il riconoscimento dei litotipi che costituiscono l'ammasso. In secondo luogo, si descrivono le principali discontinuità (faglie e giunti), dopodiché si determinano mediante il supporto di prove di laboratorio e di sito i principali parametri fisici e meccanici che caratterizzano l'ammasso. Infine, si determina lo stato di sollecitazione naturale dell'ammasso roccioso e se ne caratterizza la permeabilità. ### 6.1.2 DEFINIZIONE DELLE DISCONTINUITÁ ### GIUNTI rotture di origine geologica che interrompono la continuità di un ammasso roccioso e lungo le quali non c'è segno visibile di scorrimento. Essi sono nati con la deriva dei continenti. ### FAGLIE Fratture i grande estensione lungo le quali sono charamente visibili segni di scorrimento. Le faglie sono conseguenza di eventi tettonici di grande importanza, passata o presente. Esse mono ja testimonianza del rigetto dell attivita sismica ### famiglie di giunti vari giunti paradel e difficile e il giunto sia in solato sempre nelle famiglie la distama e l inclinazione dei giunti derle famiglie non sara mai perfetto ### SeRie de giunti serie di famiglie de giunti ### parametri descrizione delle discantinuita orientamento delle singole famiglie definisce la forma degli elementi di suddivisione dell