Ingegneria

Aug 22, 2023

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 5377 (2023) Citare questo articolo

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Lo studio geologico-ingegneristico si occupa dello studio del significato e del rapporto tra lavorabilità del suolo e delle rocce (fattore che rappresenta la struttura geologico-ingegneristica del massiccio roccioso) e dei rimanenti parametri del movimento terra che influenzano il costo dei lavori di costruzione, come il tipo di scavo e la sua tecnologia, e cubatura scavata. Lo strumento comparativo è stato il costo dei lavori di sterro in quanto riflette il valore reale dei parametri forniti durante l'implementazione dei lavori di sterro. La lavorabilità del suolo e delle rocce è il parametro più importante della struttura ingegneristico-geologica del massiccio roccioso durante qualsiasi lavoro di sterro. L'investitore paga l'appaltatore per i lavori di sterro in base alle classi di lavorabilità il cui valore contabile è espresso come unità di volume di lavori di sterro per un particolare progetto. I risultati della ricerca derivano dal confronto di 6 casi di studio di progetti di costruzione di sistemi fognari nel nord-est della Repubblica Ceca. La ricerca mostra che il fattore più importante durante la realizzazione dei lavori di sterro è la specifica struttura ingegneristico-geologica (52%), che si riflette nel parametro delle classi di lavorabilità del suolo e delle rocce, in base al quale viene prezzato tutto il lavoro di sterro. Il secondo fattore più importante (33%) è il tipo di scavo e la sua tecnologia. Il meno importante è la cubatura scavata (15%), ovvero la cubatura complessiva del movimento terra. I risultati sono stati ottenuti nell'ambito di tre approcci di valutazione, in cui l'unità di confronto era un metro cubo di volume scavato durante i lavori di sterro.

La motivazione e l'oggetto dello studio ingegneria-geologico (Fig. 1) è quello di identificare il significato del carattere della struttura geologica (rappresentata dalla lavorabilità del suolo e delle rocce) sulla realizzazione dei lavori di sterro1,2,3,4. Per fare ciò è importante verificare anche la significatività di altri parametri (tipologia, tecnologia e volume di scavo).

Schema semplificato degli obiettivi della ricerca.

Tutti questi parametri (fattori) partecipano ai costi dei lavori di sterro, e quindi l'unità di confronto sarà il costo del volume scavato (m3). Tali informazioni sono importanti per gli investitori e gli appaltatori (anche per i geologi ingegneristici o i geotecnici) che eseguono lavori di sterro. Conoscere i costi di ciascun parametro significa prestare la dovuta attenzione in fase di progettazione per prevedere l'andamento dei lavori ed evitare possibili insidie. Lo studio ha anche finalità scientifiche e didattiche in quanto può aiutare a preparare ricercatori, docenti e studenti ad affrontare tali tematiche. Il movimento terra, oggetto del presente studio, rappresenta una componente importante di ogni progetto di costruzione. Fa inoltre parte di tutte le indagini ingegneristico-geologiche5,6,7. Inoltre, in alcuni progetti di costruzione, il lavoro in terra è il lavoro dominante, ad esempio, nel sistema fognario o nella costruzione di strade. Per effettuare questo studio, abbiamo scelto progetti di costruzione di sistemi fognari e abbiamo confrontato 6 diversi progetti di costruzione di sistemi fognari come casi di studio nel nord-est della Repubblica Ceca (Fig. 1). I sistemi fognari sono stati discussi da Xu et al.8 e Kang et al.9, ma nel contesto di rischi geografici o terremoti.

Lo studio fornisce rapporti quantificati tra la lavorabilità del suolo e della roccia, nonché il tipo, la tecnologia e il volume di scavo utilizzando uno strumento comparativo dei costi di movimento terra (prezzo per lo scavo di 1 m3).

La lavorabilità del terreno e delle rocce10,11,12,13,14 è una proprietà caratterizzata dalla quantità di lavoro necessaria per rompere e caricare il terreno o le rocce durante i lavori di sterro relativi ad un'unità di volume. Corrisponde alla resistenza che il terreno o la roccia esercita allo scollamento (identico alla caratteristica di rottura delle rocce), tiene conto dell'adesione (adesività) delle rocce agli attrezzi, dello scollamento e della difficoltà di carico sui veicoli. È espresso da 7 classi di lavorabilità15,16. La proprietà più simile è la caratteristica di rottura delle rocce17,18,19,20,21, ma non tiene conto del lavoro necessario per caricare il materiale lavorato su un veicolo. Nei lavori terra bisogna considerare anche gli aspetti ambientali22,23.