- Oggetto:
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FISICA DELLE ROCCE
- Oggetto:
Rock Physics
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Anno accademico 2015/2016
- Codice dell'attività didattica
- MFN1497
- Docente
- Sergio Carmelo Vinciguerra (Titolare del corso)
- Corso di studi
- Corso di Laurea Magistrale in Scienze Geologiche Applicate
- Anno
- 1° anno 2° anno
- Periodo didattico
- Secondo semestre
- Tipologia
- A scelta dello studente
- Crediti/Valenza
- 6
- SSD dell'attività didattica
- GEO/05 - geologia applicata
- Modalità di erogazione
- Tradizionale
- Lingua di insegnamento
- Italiano
- Modalità di frequenza
- Facoltativa
- Tipologia d'esame
- Scritto ed orale
- Prerequisiti
-
Conoscenze di base di geologia applicata, geotecnica e classificazione geomeccanica degli ammassi rocciosi.
Nozioni di base dei metodi geofisici applicati e delle proprietà fisiche delle formazioni geologiche.
Nozioni di base sui caratteri petrografici e petrochimici delle rocce magmatiche, sedimentarie e metamorfiche e di analisi microstrutturali e analitiche.
Nozioni di base dei meccanismi deformativi, della reologia dei geomateriali e di analisi strutturale.
Nozioni di base di sismologia, vulcanologia e geotermia.
Basic knowledge of applied geology, geotechnics, and geomechanical classification of rock masses.
Basic knowledge of applied geophysics methods and physical properties of geological formations
Basic knowledge of petrography and petrochemistry of igneous, sedimentary and metamorphic rocks and of microstructural and analytical methods.
Basic knowledge of deformation mechanisms, geomaterials rheology and structural analysis.
Basic knowledge of seismology, volcanology and geothermy - Oggetto:
Sommario insegnamento
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Obiettivi formativi
Il corso si propone di fornire gli strumenti per la caratterizzazione petrofisica e meccanica delle rocce ai fini dell’interpretazione quantitativa delle misure effettuate a scala di terreno con metodi geologico/geofisici e della definizione dello stile deformativo che interessa i geomateriali alla scala crostale. In particolare verranno sviluppate tecniche di laboratorio finalizzate alla misura di parametri fisici e meccanici e alla descrizione del comportamento reologico finalizzati sia alla mitigazione dei rischi naturali, quali terremoti ed eruzioni vulcaniche che ad applicazioni industriali come la geotermia e lo stoccaggio di CO2.
The course aims to provide the tools for the petrophysical and mechanical characterisation of the rocks to quantitatively interpret the measurements carried out at the field scale with geological/geophysical methods and the definition of the deformation style of geomaterials at the crustal scale. In particular laboratory techniques for the measurement of the mechanical and physical parameters will be discussed as well as the description of the rheological behaviour aimed to mitigate natural risks, such earthquakes, volcanic eruptions and industrial applications such as geothermy and CO2 storage.
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Risultati dell'apprendimento attesi
Caratterizzazione fisico-tecnica delle rocce sciolte e lapidee. Conoscenze della proprietà fisiche in funzione di pressione, temperatura e fluidi crostali e capacità di interpretare informazioni litologiche da parametri fisici in differenti contesti litologici.
Conoscenza di tecniche sperimentali e analitiche per la deformazione delle rocce e criteri di rottura. Deformazione elastica, fragile e duttile. Parametri fisici e meccanismi di deformazione. Attrito ed esperimenti di laboratorio.
Utilizzo della petrofisica e della geomeccanica come strumento quantitativo per il supporto di indagini geofisiche e geologiche in situ e per il monitoraggio geologico/geofisico in contesti sismici, vulcanici e franosi.Phsyico-technical characterisation of consolidated and loose rocks. Knowledge of the physical properties as a function of pressure, temperature, crustal fluids and capability of interpreting the lithological information from physical parameters in different lithological contexts.
Knowledge of experimental and analytical techniques for rock deformation and failure criteria. Elastic deformation, brittle failure and plasticity. Physical parameters and deformation mechanisms. Friction and laboratory experiments. Petrophysics and geomechanics as quantitative tool for geological and geophysical methods in situ and for the geological/geophysical monitoring in seismic, volcanic and landslides environments.
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Modalità di insegnamento
La metodologia didattica impiegata consiste in:
• Lezioni frontali (N. ore): 36
• Esercitazioni di laboratorio (N. ore): 24
Lectures 36h
Practicals 24 h
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Modalità di verifica dell'apprendimento
L’esame consiste in una prova orale durante la quale lo studente esporrà la relazione individuale dallo stesso redatta su una parte del programma e verranno poste dal docente ulteriori domande sulla parte restante del programma del corso al fine di verificare l’acquisizione di tecniche sperimentali e analitiche per un’interpretazione litologica e quantitativa di problemi geologico-geofisici.
The exam will consist of an oral presentation of the written report submitted on a topic chosen. Further questions will be asked on topics covered during the course to verify the acquisition of experimental and analytical techniques for quantitative and lithological interpretation of geological-geophysical problems.
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Programma
Introduzione al corso ed elementi di fisica delle rocce.
Stato di stress e metodi per la determinazione dello sforzo nella crosta terrestre.
Deformazione e fratturazione, analisi dello stress e dello strain. Meccanica delle fratture e moduli elastici.
Influenza chimico-meccanica della pressione dei fluidi.
Determinazione sperimentale di parametri meccanici in prove mono e triassiali.
Petrofisica e metodi di misura.
Determinazione sperimentale di parametri fisici in campioni di rocce.
Parametri fisici e meccanismi di deformazione. Esperimenti di laboratorio ad alta pressione e temperatura.
Determinazione sperimentale di parametri fisici in funzione della pressione effettiva.
Meccanica dei terremoti.
Deformazione e reazioni termo-chimiche in aree vulcaniche.
Deformazione lenta e monitoraggio dei precursori della rottura.
Fisica delle rocce e applicazioni industriali (geotermia, idrocarburi e stoccaggio di CO2).
Leggi di scala e modellizzazione dalla micro alla macroscala.Course introduction and rock physics key concepts
Stress state and methods for the determination of crustal stresses.
Deformation and failure, stress and strain analysis.
Fracture mechanics and elastic moduli.
Chemico-mechanical influence of fluids pressure, experimental determination of mechanical parameters in uni and triaxial tests.
Petrophysics and methods for measurements.
Experimental determination of physical parameters in rock samples.
Physical parameters and deformation mechanisms. Laboratory experiments at high pressure and temperature
Experimental determination of physical parameters as a function of effective pressure
Earthquake mechanics.
Deformation and thermochemical reactions in volcanic areas.
Slow deformation and monitoring of rupture precursors.
Rock Physics and industrial applications (geothermy, hydrocarbons and CO2 storage).
Scaling laws and modelling from the micro to macro scale.Testi consigliati e bibliografia
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Libro di testo:
1) The Rock Physics Handbook: Tools for Seismic Analysis of Porous Media, Cambridge University Press, Mavko G., Mukerji T., Dvorkin J., 2003 - 340 pagine;
2) Experimental Rock Deformation - The Brittle Field, T.F. Wong&M. Paterson, Springer, 335 pagine;
3) Creep of crystals: high-temperature deformation processes in metals, ceramics, and minerals, J.P. Poirier, Cambridge University Press, 1985, 260 pagine.- Oggetto:
Orario lezioni
Giorni Ore Aula Lunedì 10:00 - 13:00 Aula 4 Dipartimento di Scienze della Terra Mercoledì 9:00 - 11:00 Aula Palazzina Dipartimento di Scienze della Terra Lezioni: dal 29/02/2016 al 10/06/2016 - Oggetto:
Note
Sono previste esercitazioni in laboratorio con esecuzione di prove meccaniche (tests per la determinazione della resistenza massima alla compressione e dei moduli elastici) e petrofisiche (misura di densità, porosità e propagazione delle onde sismiche.
Laboratory practicals will be carried out with mechanical (maximum compressive strength and elastic moduli measurements) and petrophysical testimg (e.g. density, porosity)
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