Geologia, II esonero - Esercizi

ESERCITAZIONE - II esercizio

1) Descrivere il LOS ANGELES TEST, indicando procedura e finalità della prova.

Il LOS ANGELES TEST è una prova usata per verificare la lavorabilità di una roccia, ovvero le proprietà di resistere ad un'azione meccanica di sgretolamento. In particolare è usato per determinare l'usura dovuta al rotolamento. Per effettuare la prova si prende un campione della roccia in frammenti di un certo peso. Si compone viene posto all'interno di una macchina, dove az è un rullo, il quale gira ad una velocità predefinita per il numero delle macchine fmmt, i campioni tra loro. Alla fine delle prove si raccoglie la polvere ottenuta con lo sgretolamento e si pesa su una bilancia. In seguito si calcola il coefficiente di qualità:

l_q = ⁴⁰/_C

in cui l_q è il coefficiente di qualità, e C è il peso della polvere in grammi.

A seconda del valore di l_q, possiamo distinguere:

• rocce resistenti con l_q < 7
• rocce discrete con 7 < l_q < 12
• rocce buone con 12 < l_q < 18
• rocce ottime con l_q > 18

Questa prova di usura ai rotolamenti viene effettuata per stabilire l'idoneità o meno di materiali derivati, id impiego per manufatti ferroviari e rilevamenti stradali.

2) Stimare il peso di volume δ, che ha il peso specifico di 27 KN/m³ e grado di compattezza del 70%.

Si definisce compattezza o grado di compattezza il rapporto tra il peso di volume della roccia e il suo peso specifico. Una roccia ha grado di compattezza 1, quando coincidono i due pesi. Nelle rocce non sinta una roccia compatta (senza vuoti), infatti alla presenza di vuoti la roccia perde la sua compattezza.

Inoltre ricordiamo che il peso di volume rappresenta la densità apparente perché tiene conto dei vuoti presenti nella roccia, mentre il peso specifico rappresenta la densità reale poiché tiene conto della sola porzione solida.

g.c. = ^δ/_δs ⇒ δ = δ_s * g.c.

g.c. = 2,7 KN/m³ * 70% = 27,3 KN/m³ * 0,7 = = 19,11 KN/m³

3) Calcolare la velocità apparente (V), la velocità reale (Vr) e la permeabilità (k) dell'acquifero in promica.

l = 10 m

_{T = 5 x 10^-3 m/si = 0,01n2 = 9%v = ? vr = ? k = ?}

La trasmissività rappresenta la quantità di acqua gravifica che attraversa, nell'unità di tempo, una sezione netta dell'acquifero di lunghezza unitaria e di altezza pari allo spessore dell'acquifero poiché si tratta di un acquifero in promica, sotto l'effetto di un gradiente unitario a 20°C. Esso identifica le capacità che ha l'acquifero nel trasferire l'acqua sotterranea.

_{T = K × lK = ^T/l = ^{5 x 10-3 m²/s}/10 m = 5 × 10^-4 m/s}

Trovato il valore della permeabilità proviamo a calcolare la velocità apparente, ovvero la velocità teorica, la velocità media con cui l'acqua defluisce in un determinato tragitto.

_{v = ^Q/A × i = 5 x 10^-4 m/s × 0,01 = 5 x 10^-4 m/s × 1 x 10^-2 = 5 x 10^-6 m/s}

La velocità reale invece è la velocità che tiene conto solo degli spazi intergranulari effettivamente disponibili e quindi è legata alla portata efficace.

_{Vr = ^V/n2 = ^{5 x 10-6 m/s}/9% = ^{5 x 10-6 m/s}/0,09 = 5,56 x 10^-5 m/s}

ESERCIZIO 3.

Il candidato definisca la permeabilità di una roccia e con riferimento allo schema idrogeologico in cui è rappresentato un acquifero poroso confinato, lo studente calcoli il gradiente idraulico, il coefficiente di permeabilità, la trasmissività e la portata effluente dell'acquifero sapendo: lunghezza dell'acquifero W=85m piez. piez. portata pari a 0,0083 m³/s un tracciante compie 5 m in 100 min

La permeabilità rappresenta l'attitudine della roccia a lasciarsi attraversare da un fluido (in particolare l'acqua) sotto l'azione di un gradiente idraulico. È una costante in dinamica e può essere di tre tipi:

1. PERMEABILITA' ASSOLUTA (o di Darcy), esprimibile mediante il coefficiente di permeabilità e si misura in m/s.
2. PERMEABILITA' INTRINSECA (detta anche permeabilità specifica o totale), dipende solde caratteristiche della roccia stessa ed è indipendente dalle caratteristiche del fluido che la attraversa e si misura in m².
3. PERMEABILITA' RELATIVA, identifica il comportamento idrodinamico di un complesso idrogeologico nei confronti di altri complessi limitrofi. Ogni complesso idrogeologico si differenzia da quello contiguo per la sua permeabilità relativa nei confronti di complessi idrostrutturali; si genera una linea corrente sotterranea; la permeabilità relativa viene esprimLa con un grado; o Ilta bovo e elevata.

Il gradiente idraulico è il rapporto fra la differenza di carico idraulico misurato in due punti diversi e la distanza fra i due punti.

i = ΔH/_L = _H-L/_L = 100 m - 80 m/_{2000 m} = 0,01 = 1%

Il coefficiente di permeabilità è legato alla natura del mezzo roccioso e ad quel coefficiente di proporzionalità chi lega la ricarico dell'acquifero il gradiente idraulico alla portata, come enunciato della legge di Darcy.

Q = K x A x i _{⇒ K =} Q/A x i = 0,0083 m³/s/(W x 2) x (85 m · 10 m) x 0,01 = 0,000098 m/s = 9,8 × 10^-s

La trasmissività rappresenta la quantità di acqua graficha che attraverso nell'unità di tempo, una sezione retta dell'acquifero di lunghezza unitaria e di lettra.

ESERCIZIO 7

Costruire l’ideogramma di portata e identificare la sorgente attraverso la classificazione di Civita, dopo aver trovato l’indice di variabilità di Meinzer.

Costruisce ora l’ideogramma di portata, riportando nelle ascisse il periodo e nelle ordinate la portata