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NUMERICAL MODELLING IN ENGINEERING GEOLOGY AND HYDROGEOLOGY

Anno accademico e docente
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English course description
Anno accademico
2020/2021
Docente
MONICA GHIROTTI
Crediti formativi
6
Periodo didattico
Secondo Semestre
SSD
GEO/05

Obiettivi formativi

L'obiettivo del corso è quello di fornire i principi di base della modellistica numerica per problemi geologico-tecnici e idrogeologici.
Il corso è diviso in due parti:
1) Modellazione numerica in Engineering Geology (24 ore)
2) Modellazione numerica in Idrogeologia (24h)

Prerequisiti

Sono richieste conoscenze di Geologia Applicata per la parte geotecnica e di Geologia Tecnica per la parte di Meccanica degli ammassi rocciosi. Il corso è consigliato al 2^ anno, dopo aver sostenuto l'esame di Geologia Tecnica.
E' richiesta la conoscenza dell'Idrogeologia per la parte 'Numerical modelling in Hydrogeology'

Contenuti del corso

Contenuti del corso
Introduzione alla modellazione di problemi geologico applicativi. Ripasso dei principi e parametri geotecnici e geomeccanici (4 h).
Analisi numerica per: 1) la determinazione del campo di stress gravitazionale generato in un materiale a comportamento elastico e elastico-plastico; 2) modellazione di uno scavo in sotterraneo in materiale elastico ed elasto-plastico; 3) analisi di stabilità in versanti omogenei; 4) stabilità di stabilità di versanti in roccia (20 ore).
Introduzione alla modellazione idrogeologica: finalità della modellazione del flusso idrico e del trasporto di inquinante in falda (1h)
Tipi di modelli ed equazioni del flusso. Richiami sul trasporto dei contaminanti ed equazioni di trasporto di soluto (1h).
Modello concettuale: concettualizzazione di sistemi acquiferi-acquitardi (1h)
Progettazione di un modello numerico: metodi alle differenze finite ed elementi finiti per soluzioni dei problemi di flusso; modelli stazionari e transitori; monostrato/multistrato; tipi di maglia e disposizione; stress periods/time steps (2h)
Passaggi per l'implementazione di un modello numerico: discretizzazione spaziale del dominio del flusso, condizioni iniziali e al contorno, parametri idrogeologici e stress idrologici, calibrazione e validazione del modello (4h)
Panoramica dei principali codici numerici e interfacce grafiche per la modellazione idrogeologica (1h). Esercizi di modellazione idrogeologica a mezzo dei codici MODFLOW, SEAWAT e MT3DMS con l’interfaccia grafica GMS: modelli di flusso stazionari e transitori, modelli di trasporto, modelli densità-dipendenti (8h).
Introduzione alla geostatistica (30 '). Variabili regionalizzate e analisi esplorativa dei dati (30 '). Variogramma sperimentale e fittaggio con modello di variogramma (1h). Kriging ordinario (1h). Esercizi di Kriging (3h)

Metodi didattici

Il corso prevede 24 ore di insegnamento suddivise in 8 ore di teoria (frontali) e 16 ore di esercitazione guidata al computer

Modalità di verifica dell'apprendimento

L'esame è diviso in 2 parti
1) Test risposta multipla su argomenti di esame (voto A1)
2) Esercizio di modellazione geotecnica e idrogeologica in aula (voto A2)
Il voto finale deriva dalla media di A1 e A2

Testi di riferimento

Powerpoint del docente
- E.Hoek Practical rock engineering, 2007; freeware al sito https://www.rocscience.com/learning/hoek-s-corner/books
Applied Groundwater Modeling: Simulation of Flow and Advective Transport. Mary P. Anderson, William W. Woessner, Randall J. Hunt. Academic Press, Aug 13, 2015 - Technology & Engineering - 630 pages