Laboratori di Geologia Applicata

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Lab # Fotointerpretazione

Edificio U4, 2° piano, stanza 2017, telefono +39 02 6448 2758

Responsabile: Giovanni Battista Crosta

Contatti: Elena Valbuzzi

Attrezzature: stereoscopio Falcon Z 2 a doppi oculari con sistema ottico focale a variabile continua (zoom) con ingrandimenti da 1.8 a 18.0x, stereoscopio a specchi Falcon Z 2 a doppi oculari con ingrandimento fino a 4x, workstations collegate alla rete di Ateneo e di internet con possibilità di analisi tramite fotogrammetria digitale, raccolta di materiale aerefotografico di diverse zone italiane ed estere (in alcune aree multitemporale e multiscala).

Personale: Elena Valbuzzi, Andrea Valagussa, Paolo Frattini, Federico Agliardi

Descrizione: Questo laboratorio conduce analisi fotointerpretative con l'ausilio di stereoscopi che permettono una visione tridimensionale dell'area di studio, finalizzata alla ricostruzione dell'assetto geologico, geomorfologico, strutturale di un determinato territorio, con particolare attenzione all'identificazione e localizzazione di tutti i fenomeni di dissesto presenti.
L'indagine analitica e sistematica dei documenti fotografici offre diversi vantaggi:
- visione globale del territorio
- studio dinamico delle varie zone
- descrizione di aree inaccessibili
- evidenziazione di particolari fenomeni
- riduzione dei costi
La fotointerpretazione classica viene sviluppata attraverso l'individuazione, l'identificazione e la classificazione di un determinato oggetto. Tali informazioni vengono poi gestite all'interno di un Sistema Informativo Geografico (GIS).
Con l'implementazione delle tecniche, il riconoscimento e la mappatura di alcuni oggetti viene effettuato direttamente a video tramite l'uso di ortofoto digitali, del DTM (modello digitale del terreno) e appositi strumenti/codici per fotogrammetria digitale.
Il laboratorio svolge inoltre la funzione di supporto a diverse tesi di laurea triennale e magistrale, nonché a numerosi progetti di ricerca condotti all'interno dell'Ateneo.

stereoscopi
1) Stereoscopio Falcon Z2 a doppi oculari 2) Stereoscopio Falcon Z2 (4x) 3) Stereoscopio Falcon Z2 (18x)
foto aeree
1) Frana Val Pola (SO), ortofoto lombardia 2015 2) Immagine Lidar con perimetrazione delle aree in frana (Pergine Valsugana , TN) 3) Immagine lidar della DGPV Marzola (TN)

Lab # Microtomografia computerizzata a raggi X

Edificio U4, II piano, stanza 2021

Responsabile: Dott. Nicoletta Fusi

 La microtomografia computerizzata a raggi X consente l’analisi non distruttiva di rocce, terreni, materiali geologici in senso lato e materiali artificiali; questo sistema, che ha una risoluzione massima di 7 micron, consente di analizzare campioni di forme regolari e irregolari (diametro massimo di 130 mm e altezza massima di 150 mm) e di ottenere elaborazioni grafiche 3D dei campioni analizzati (ImageJ a Avizo FEI).

Progetti di ricerca e ricerca convenzionata:  Prothego, University of Tabriz (Iran), University of Alicante (Spain), Regione Valle d’Aosta, Università di Milano, Agusta Westland, Universidad Nacional Autonoma de Mexico

Pubblicazioni

Pla, C., Cuezva, S., Martinez-Martinez, J., Fernandez-Cortes, A., Garcia-Anton, E., Fusi, N., Crosta, G.B., Cuevas-Gonzalez, J., Cañaveras, J.C., Sanchez-Moral, S., Benavente, D. (2016). Role of soil pore structure in water infiltration and CO2 exchange between the atmosphere and underground air in the vadose zone: A combined laboratory and field approach. Catena, 149, 402-416.

Martínez-Martínez, J, Fusi, N., Galiana-Merino, J.J., Benavente, D., Crosta, G.B. (2016). Ultrasonic and X-ray computed tomography characterization of progressive fracture damage in low-porous carbonate rocks. Engineering Geology 200, 47–57

Pola, A., Crosta, G.B., Fusi, N., Castellanza, R. (2014). General characterization of the mechanical behaviour of different volcanic rocks with respect to alteration. Engineering Geology, 169, 1-13.

Fusi, N., Martinez-Martinez, J. (2013). Mercury porosimetry as a tool for improving quality of micro-CT images in low porosity carbonate rocks. Engineering Geology, 166, 272–282

Pola, A., Crosta, G.B., Fusi, N., Barberini, V., Norini. G. (2012). Influence of alteration on physical properties of volcanic rocks. Tectonophysics,  566–567, 67–86.

Agliardi, F., Zanchetta, S., & Crosta, G. B. (2014). Fabric controls on the brittle failure of folded gneiss and schist. Tectonophysics, 637, 150-162.
 
Agliardi, F., Dobbs, M. R., Zanchetta, S., & Vinciguerra, S. (2017). Folded fabric tunes rock deformation and failure mode in the upper crust. Scientific reports, 7(1), 15290.

Castellanza R., Geroulymatou E., Nova R., Fusi N., Barberini V. & Crosta, G. (2009) - Experimental observation of the formation and the evolution of compaction bands in high porosity soft rocks during oedometric loading - ISRM Regional Symposium EUROCK 2009.

Castellanza R., Crosta G., Fusi N., Grizzetti R. (2009) – Dissolution of evaporitic rocks: implications of geomechanical behaviour - ISRM Regional Symposium EUROCK 2009.

microCT
1) MicroCT e tavolino portaoggetti rotante 2) Sezioni ortogonali di un campione di gneiss, sottoposto a compressione monoassiale: ben visibile il pattern delle fratture 3) Sezioni ortogonali di un campione di tufo, sottoposto a compressione triassiale: ben visibile il pattern delle fratture e il collasso della struttura
immagini tomografiche
1) scoria vulcanica 2) calcare organogeno 3) brachiopode, gen. Pachycirtella
immagini tomografiche
7) calcare stilolitico, con pori impregnati di mercurio 8) Ricostruzione tridimensionale del sistema poroso di materiale artificiale (gasbeton). Ricostruzione tridimensionale di una conchiglia (9) e di un corallo (10)

Rock Lab #1

Caratterizzazione rocce

Edificio U4, II piano, stanza 2021

Responsabili: Prof. Riccardo Castellanza, Prof. Giovanni Crosta, Dott. Nicoletta Fusi

Attrezzature: pressa per compressione assiale e triassiale da 3000 kN, in controllo di sforzi e deformazioni, celle triassiali fino a 32 MPa per campioni da 20 mm fino a 100 mm di diametro, scatola di taglio per giunti in roccia, point load test. Strumentazione ad ultrasuoni (V-meter e E-meter)

Personale: Prof. Riccardo Castellanza, Prof. Giovanni Crosta, Prof. Federico Agliardi, Dott. Nicoletta Fusi, Dott. Alberto Villa, Dott. Stefano Basiricò 

Questo laboratorio è dedicato alla caratterizzazione delle rocce e alla determinazione delle proprietà fisico-meccaniche attraverso prove di compressione monoassiale, triassiale, flessione, trazione indiretta, edometriche a elevate pressioni, anche con misura delle velocità delle onde P.

E’ dotato inoltre di strumentazione per prove non distruttive su rocce e terreni; citiamo prove con ultrasuoni per la determinazione delle caratteristiche elastiche in condizioni dinamiche e della frequenza di risonanza.

Progetti di ricerca e ricerca convenzionata: Edison Spa, Università di Torino,

Pubblicazioni

Agliardi F., Dobbs M.R., Zanchetta S., Vinciguerra S., Folded fabric tunes rock deformation and failure mode in the upper crust, 2017, Scientific Reports, 7, 1, 15290

Pola, A., Crosta, G.B., Fusi, N., Castellanza, R. (2014). General characterization of the mechanical behaviour of different volcanic rocks with respect to alteration. Engineering Geology, 169, 1-13.

Agliardi F., Zanchetta S., Crosta G.B., Fabric controls on the brittle failure of folded gneiss and schist, 2014,Tectonophysics, 637, 150, 162

apparecchiature per prove su roccia
1) V-meter, per la determinazione della velocità delle onde P e S e della frequenza di risonanza 2) Scatola di taglio per giunti in roccia 3) Pressa per prove di compressione monoassiale e triassiale da 3000 kN, con sistema di mantenimento della pressione di confinamento e misura delle velocità soniche sotto carico

Rock Lab #2

Prove geomeccaniche

Edificio U4, II piano, stanza 2023

Responsabili: Prof. Riccardo Castellanza, Prof. Giovanni Crosta, Dott. Nicoletta Fusi

Attrezzature: pressa per compressione assiale e triassiale da 250 kN, in controllo di sforzi e deformazioni, celle triassiali fino a 64 MPa per campioni da 38 mm fino a 100 mm di diametro, cella edometrica per prove a carichi elevati.

Personale: Prof. Riccardo Castellanza, Prof. Giovanni Crosta, Prof. Federico Agliardi, Dott. Nicoletta Fusi

La pressa triassiale GD-VIS per rocce da 250 kN, ubicata in questo laboratorio, può operare in controllo di carico o di spostamento. Un sistema di misura interno consente di valutare lo spostamento verticale del provino.

E’ integrata dai seguenti componenti:

- cella di carico in acciaio rigido per provini da 50, 70 e 100 mm;

- attuatori idraulici per l’applicazione della pressione di confinamento (massimo 64 MPa) e della back pressione (massimo 32 MPa), dotati di un sistema di misurazione interno delle pressioni e delle variazioni di volume dell’olio in cella e dell’acqua interstiziale del provino;

- sistema di misura esterno, costituito da una cella di carico verticale, tre estensimetri digitali per la misura delle deformazioni locali e da un trasduttore di pressione per la misura della pressione interstiziale alla sommità del provino

- sistema di controllo e di acquisizione dati, costituito da una centralina digitale, da un’interfaccia

analogico-digitale e da un personal computer su cui è installato il software di controllo ed

acquisizione dati GDS Lab

Nel corso del tempo questo strumento è stato adattato a molteplici usi (es. prove monoassiali su campioni di piccole dimensioni, prove di simulazione del cedimento di pozzi petroliferi sul lungo periodo) grazie alla progettazione di nuove parti.

Progetti di ricerca e ricerca convenzionata:  Prothego, University of Tabriz (Iran), University of Alicante (Spain), Universidad Nacional Autonoma de Mexico 

Pubblicazioni:

Martínez-Martínez, J,  Fusi, N., Galiana-Merino, J.J.,  Benavente, D., Crosta, G.B. (2016). Ultrasonic and X-ray computed tomography characterization of progressive fracture damage in low-porous carbonate rocks. Engineering Geology 200, 47–57

Ciantia M.O., Castellanza R., Crosta G.B., Hueckel T. (2014). Effects of mineral suspension and dissolution on strength and compressibility of soft carbonate rocks, 2015, Engineering Geology, 184, 1, 18

Pola, A., Crosta, G.B., Fusi, N., Castellanza, R.. (2014). General characterization of the mechanical behaviour of different volcanic rocks with respect to alteration. Engineering Geology, 169, 1-13.

Pola, A., Crosta, G.B., Fusi, N., Barberini, V., Norini. G. (2012). Influence of alteration on physical properties of volcanic rocks. Tectonophysics,  566–567, 67–86.

GDS-VIS
1) Pressa GDS-Vis, da 250 kN, con cella per prove edometriche a carichi elevati 2) Particolare: cella triassiale da 32 MPa per provini fino a 100 mm di diametro 3) Particolare: provino di roccia montato tra base e testa di carico 4) Provino di roccia dopo rottura

Soil Lab #1

Caratterizzazione terreni

Edificio U4, II piano, stanza 2014

Responsabile: Dott. Nicoletta Fusi

Attrezzature: setacci standard ASTM, granulometro laser, densimetri, apparecchiatura standard per la determinazione dei limiti di consistenza, picnometri; estrusore per carote, agitatore, vasca termoregolata, forno, serie di bilance di precisione, essiccatori.

Personale: Prof. Riccardo Castellanza, Prof. Giovanni Crosta, Prof. Paolo Frattini, Dott. Nicoletta Fusi, ….

In questo laboratorio vengono eseguite le prove di caratterizzazione dei terreni: contenuto d’acqua, peso di volume, densità specifica dei grani, analisi granulometriche per via secca o umida per la frazione grossolana e granulometro laser o densimetro per la frazione fine, limiti di Atterberg.

Progetti di ricerca e ricerca convenzionata: Regione Valle d’Aosta, Edison Spa, Politecnico di Milano,

Pubblicazioni
Crosta G.B., Frattini, P., Fusi, N., Sosio, R. (2006). Granulometria, segregazione e frammentazione negli accumuli di valanghe di roccia. Giornale di Geologia Applicata. vol. 4, pp. 31-40 ISSN: 1826-1256. Giornale di Geologia Applicata ISSN 1826-1256.

setacci,  densiemtri e granulometro laser
1) densimetri 2) setacci 3) granulometro laser 4) picnometro

Soil Lab #2

Meccanica dei terreni

Edificio U4, II piano, stanza 2011

Responsabili: Prof. Riccardo Castellanza, Dott. Nicoletta Fusi

Attrezzature: presse e celle triassiali 50 kN e100 kN, edometri standard e CSR, macchine di taglio diretto, permeametri a carico costante e variabile, piastre di Richard, celle Tempe, Wind test, prove Proctor standard e modificato, vane tests, banco di consolidazione, reometro Physica MCS300.

Personale: Prof. Riccardo Castellanza, Prof. Giovanni Crosta, Prof. Paolo Frattini, Dott. Nicoletta Fusi, ….

Questo laboratorio è dedicato alla determinazione delle caratteristiche fisico-meccaniche dei materiali in condizioni sature e insature. E’ possibile eseguire prove di compattazione (Proctor standard e modificato, CBR) prove di resistenza a compressione monoassiale, a compressione triassiale, (UU, CU e CD) e di taglio diretto e residuo (massimo 6 cicli), consolidazione con edometro e con CSR.

La permeabilità in campioni saturi può essere determinata con permeametri a carico costante e variabile oppure in cella triassiale o nei diversi gradini di carico delle prove edometriche o CSR.

Con gli estrattori di pressione le celle Tempe e l’apparato ku-pF è possibile ricostruire la curva di ritenzione caratteristica dei terreni e determinare la permeabilità in campioni non saturi.

Il reometro, dotato di un sistema Peltier termostatato (da 0° C a 600° C) permette l’esecuzione di prove in transitorio e in continuo, attraverso tre diversi assetti: piastra – piastra (per frazioni granulomentriche fini), vane, rotating ball (per frazioni granulometriche relativamente grossolane).

Progetti di ricerca e ricerca convenzionata: Edison Spa, Politecnico di Milano, Astaldi Polonia, Soildata

Pubblicazioni:

Sosio, R., Crosta, G., Frattini, P. (2007) – Field observation, rheological testing and numerical modelling of a debris flow event. Earth Surf. Process. Landform, 32, 290-306.

P. Frattini, G.B. Crosta, N. Fusi, P. Dal Negro (2004) – Shallow landslides in pyroclastic soils: a distributed modelling approach for hazard assessment. Engin. Geol., 73: 277-295.

cella triassiale per prove su terreni
1) Pannelli di controllo della pressione in cella e della back pressure per prove triassiali 2) Pressa per prove triassiali 3) Campioni di terreno dopo rottura in cella triassiale
Controls Autotriax
1) Misuratori automatici per le variazioni di volume e pompe per l’applicazione delle pressioni 2) Pressa per prove triassiali con cella da 2000 kPa
edometri, wind test e picnometro
1) Edometri standard 2) Sistema ku-pF per la misura delle permeabilità e della curva caratteristica W/ in campioni di terreno non saturi 3) Estrattori di pressione per la ricostruzione della curva di ritenzione in terreni (5 bar e 15 bar)
reometro
1) Reometro Physica 300 accessoriato con vane test 2) Reometro con sistema BMS 3) Particolare del sistema piastra-piastra