Geologia Applicata - paniere risposte aperte

Proprietà termiche delle rocce

Si pratica un solco mediante un apposito utensile e si contano i colpi del cucchiaio sul basamento necessari a fare richiudere il solco per una lunghezza di 1 cm, l'operazione si ripete più volte aggiungendo acqua con contenuti d'acqua via via maggiori in modo da avere una serie di coppie di valori contenuto d'acqua - numero dei colpi necessari a far richiudere il solco. Tali coppie di valori vengono riportate in un diagramma semilogaritmico N-w in modo da individuare dei punti che vengono interpolati linearmente.

Convenzionalmente il limite liquido è definito come quel valore del contenuto d'acqua corrispondente ad un numero di colpi pari a 25.4.

Proprietà termiche delle rocce:

Conduttività termica: è la quantità che esprime la capacità di un materiale di propagare calore. Dipende dall'orientazione dei minerali e dalla porosità, in generale tutte le rocce sono cattive conduttrici di calore.

conduttrici di calore e possono essere considerate isolanti. L'unità più usata viene espressa nel sistema CGS: conduttività termica = cal/cm s °C, ed è la quantità di calore (cal) che fluisce in un cm^2 secondo attraverso una superficie sotto un gradiente di temperatura di 1°C per cm di spessore. Capacità termica: è la proprietà delle rocce di immagazzinare o cedere calore. Le rocce hanno buona capacità termica. Essendo k la capacità termica [= cal/°C = cM (calorie per massa)], si definisce il calore specifico = k/M = c (cal/g°C), cioè la capacità termica dell'unità di massa. Il calore specifico è direttamente proporzionale all'energia fornita al sistema per portare un dato materiale alla temperatura t °C. Dilatazione termica: il volume dei corpi aumenta al crescere della temperatura. Si definisce pertanto dilatazione termica lineare il rapporto tra la deformazione.lineare e lavariazione di temperatura, ^(Dl/l)/Dt°, e come dilatazione termica di volume il rapporto tra ladeformazione di volume e la variazione di temperatura ^(DV/V)/Dt°. Resistenza al calore e al fuoco La resistenza meccanica e la coesione delle rocce subiscono in generale una diminuzione quando siano sottoposte all'azione del calore. Si dicono refrattari i materiali che resistono al fuoco senza disgregarsi. I requisiti che favoriscono la refrattarietà in un materiale sono la grana fine, la piccolezza e l'uniformità dei pori (tali da consentire la dilatazione dei singoli minerali), l'abbondanza dei minerali ad alto punto di fusione. 5. Prova di carico monoassiale. La prova di carico monoassiale è una delle prove che viene effettuata per verificare la resistenza a compressione delle rocce (esiste anche la prova TRIASSIALE). La prova consiste nel portare a rottura un provino di forma geometrica regolare (cilindrica) sottoponendolo ad una sollecitazione.

normale (σ) con dilatazione laterale libera, il caricodi rottura è quello minimo necessario per ottenere la rottura ed è espresso in MPa.

Per determinare le deformazioni (ε) del campione durante l'intero arco della prova fino allarottura vengono posizionati sulla superficie laterale del campione degli estensimetrielettrici disposti sia in direzione assiale che diametrale.

Il diagramma sforzo-deformazioni che si ottiene è:

Il diagramma è divisibile in due parti principali:

• Un primo tratto in cui all'aumento di carico corrisponde un aumento di deformazione;
• Un secondo tratto in cui ad un aumento delle deformazioni corrisponde unadiminuzione (o aumento, a seconda del comportamento del materiale) del caricogravante.

Nel tratto in cui il rapporto tra sforzi e deformazioni è di tipo lineare, vale la legge di Hooke:

σ=E ε con E=modulo elastico o di Young.

Quando il rapporto tra sforzi e deformazioni non è più lineare,

Il modulo elastico E varia al variare dello sforzo applicato, pertanto in un generico punto della curva è possibile definire un modulo tangente Et (pendenza della tangente alla curva ad uno specifico livello di sforzo) e un modulo secante Es (pendenza della retta secante passante per l'origine e per un punto della curva), oltre che un modulo iniziale Ei, rappresentato dalla pendenza della tangente alla curva sforzi-deformazioni nel punto σ=0.6. Prova brasiliana su roccia. Detta anche PROVA INDIRETTA, consiste nell'applicare una sollecitazione uniassiale di compressione lungo l'altezza di un provino cilindrico molto corto si genera in tal modo uno sforzo di trazione sul piano diametrale fino a rottura. Nota la forza di compressione applicata sul cilindro, si ricava la resistenza a trazione come: σ = 2Fm a x /πDL con D e L rispettivamente diametro e lunghezza della carota.

6. Principali tipi di pieghe. Le deformazioni che le rocce possono subire sono di due

tipi:

• Fragile - con formazione di fratture
• Plastica - con formazione di pieghe

Le pieghe si formano prevalentemente in rocce stratificate e non in rocce cristalline perché esse, essendo massicce, si piegano con difficoltà. Le pieghe sono deformazioni tipiche di rocce stratificate dovute a movimenti compressivi. Tipi di pieghe:

• ANTICLINALE: è una piega convessa verso l'alto il cui nucleo è costituito da rocce più antiche
• SINCLINALE: è una piega concava verso l'alto il cui nucleo è costituito da rocce più giovani
• FLESSURA o MONOCLINALE (lieve pendenza) e PIEGA A GINOCCHIO (strati rovesciati): è una zona con inclinazione degli strati costante che raccorda aree di rocce stratificate ad andamento orizzontale.

Forme di pieghe: Le pieghe possono assumere forme diverse. Una piega con fianchi perfettamente simmetrici è un caso solo teorico, infatti esiste sempre un fianco più lungo e uno più corto che.indica la vergenza della piega, cioè il senso della tendenza al ribaltamento. Una piega può essere esagerata a tal punto da diventare prima rovesciata, quando un fianco supera la verticale, e coricata, quando tutte e due i fianchi superano la verticale. Pieghe-faglie Si tratta di pieghe di tipo anticlinalico associate a faglie inverse se le rocce sono relativamente fragili. L'accentuazione di una anticlinale rovesciata può portare alla rottura della piega in più blocchi. Se le rocce sono plastiche, invece di avere una brusca rottura si ha prima assottigliamento e stiramento e solo al termine si ha rottura. 7. Principali tipi di faglie. In natura le rocce si presentano fratturate più o meno intensamente. Se tali fratture non presentano un sensibile spostamento dei due lati (labbra della frattura) sono denominate fratture o diaclasi. Se invece è presente un movimento relativo delle due labbra allora sono denominate faglie. A seconda dei movimenti relativi sidistinguono:

Faglia diretta normale o (tetto abbassato rispetto al muro)

La faglia diretta è riconducibile ad un moto di distensione, il piano di faglia immerge verso la parte ribassata.

Le faglie dirette si trovano associate in sistemi che definiscono importanti fosse tettoniche (depressioni strutturali).

Faglia inversa (tetto sollevato rispetto al muro)

La faglia inversa è riconducibile ad un moto di compressione, il piano di faglia immerge verso la parte rialzata.

Faglia trascorrente (è predominante la componente orizzontale del movimento).

Inoltre sono possibili faglie miste dirette e inverse, in più le faglie non sono mai isolate ma sono associate in sistemi, sia distensivi che compressivi, cioè associazioni di faglie dirette o di faglie inverse.

6. Ambienti di sedimentazione.

Un ambiente sedimentario è il complesso delle condizioni fisiche, chimiche e biologiche in cui un sedimento si accumula o anche una parte della superficie terrestre che è fisicamente,

chimicamente e biologicamente distinta dalle parti adiacenti. Gli ambienti di sedimentazione sono classificati in tre gruppi principali, ognuno dei quali comprende vari sottotipi: Ambienti marini: Sono quelli dei fondali marini e hanno caratteristiche diverse in relazione alla profondità e alla pendenza dei fondali. Dalla costa verso il largo si hanno in successione: - Piattaforma continentale: nei depositi di questo ambiente si rinvenogno i resti degli organismi o le tracce della loro attività. - Scarpata continentale: a causa dell'elevata pendenza della scarpata continentale, in questo ambiente si ha prevalentemente un'azione di trasporto. - Piana abissale: nella piana abissale vicino alla scarpata si accumulano i depositi delle torbiditi. Ambienti di transizione: Si trovano al passaggio tra terraferma e mare. Gli ambienti di transizione tra il continentale e il marino sono i seguenti: delta, lagune costiere e spiagge. - Ambiente deltizio: quando il fiume sbocca nel mare perde.rapidamente velocità e sedimenti trasportati tendono a depositarsi. Lagune costiere: in queste zone sono presenti spesso particolari tipi di alghe che formano strati al cui interno si depositano i sedimenti. Ambiente litorale: le dune costiere sono accumuli di sabbia delle spiagge trasportata dal vento. Ambienti continentali Sono distribuiti sulle terre emerse del pianeta e a seconda dell'agente di trasporto sono i seguenti: fluviali, lacustri, glaciali ed eolici. Ambiente fluviale: è l'ambiente legato all'azione dei fiumi, un fiume può trasportare e depositare una enorme quantità di sedimenti. Ambiente lacustre: si ha in corrispondenza di un lago sul cui fondo si depositano sedimenti fini, come le argille, trasportati dagli immissari. Depositi glaciali: forme del rilievo prodotte dal movimento e dall'azione erosiva dei ghiacciai. Depositi eolici: l'azione del vento domina in zone in cui per motivi climatici e geomorfologici la superficie è esposta all'azione del vento.del terreno non è protetta dalla vegetazione e dal suolo. 9. Elementi che definiscono la giacitura di uno strato. La giacitura dello strato è definita da tre elementi: direzione, inclinazione, immersione. La bussola da geologo ben utilizzata permette facilmente la loro misurazione. Si ha: Direzione: angolo orizzontale formato con la direzione del Nord dalla linea di intersezione tra strato e piano orizzontale (perpendicolare ad immersione). Bisogna innanzitutto trovare un affioramento che presenti una superficie visibile su cui sia possibile tracciare un'immaginaria linea orizzontale (si deve immaginare di tagliare la superficie dello strato con un piano orizzontale), a questo punto basta calcolare l'azimut di questa retta immaginaria rispetto al nord ed avremo la direzione dello strato. Inclinazione: angolo che