In questo lavoro sono illustrati i risultati di un approccio multidisciplinare, petrografi co e geotecnico, fi nalizzato alla comprensione dei principali fattori che regolano le peculiari proprietà petrofi siche e meccaniche delle rocce tenere carbonatiche del Neogene-Quaternario affi oranti in Puglia. Tali rocce possono essere attribuite alle seguenti formazioni: Pietra leccese (Burdigaliano superiore – Messiniano inferiore), Calcarenite di Gravina (Pliocene medio – Pleistocene inferiore) e Supersintema salentino (Pleistocene mediosuperiore). 69 campioni di roccia prelevati da queste formazioni sono stati selezionati in diverse località della Puglia e caratterizzati a seconda delle loro proprietà petrografi che, fi siche e meccaniche. I dati petrografi ci hanno consentito di raggruppare i campioni nelle seguenti classi: i) wackestone; ii) muddominated packstone; iii) grain-dominated packstone; iv) grainstone; v) fl oatstone; vi) rudstone. I valori di resistenza a compressione uniassiale (UCS) hanno inoltre permesso di classifi care la maggior parte dei campioni nei settori a resistenza molto bassa e bassa tipici di rocce deboli e a elevata deformabilità. Un’attenzione particolare è stata riservata alle relazioni tra caratteristiche petrografi che e parametri fi sici e meccanici delle rocce tenere per mezzo di test statistici basati sull’analisi univariata della varianza (Anova) e sull’analisi delle componenti principali (PCA). L’analisi statistica ha dimostrato che i valori geotecnici sono strettamente dipendenti dalle formazioni geologiche. In particolare, i campioni di Pietra leccese presentano valori medi di UCS, modulo di Young (Et) e peso di volume secco signifi cativamente più elevati dei campioni della Calcarenite di Gravina. Di contro, questi ultimi hanno valori medi di porosità, coeffi ciente di imbibizione e coeffi ciente di permeabilità più elevati di quelli della Pietra leccese. Inoltre, l’analisi statistica è stata applicata per verifi care se i valori geotecnici differisco no a seconda delle classi petrografi che della Calcarenite di Gravina e per verifi care la covarianza tra i parametri geotecnici di quest’ultima. Sono emersi i seguenti risultati: i) i campioni appartenenti alle classi fl oatstone e rudstone hanno valori medi di UCS e di peso di volume secco signifi cativamente più alti delle altre classi; di contro, hanno valori medi più bassi di porosità totale; ii) i campioni classifi cati come mud-dominated packstone hanno valori signifi cativamente più bassi di UCS, peso di volume secco, Et e coeffi ciente di permeabilità e valori medi più alti di porosità e coeffi ciente di imbibizione delle altre classi; iii) i campioni clasto-sostenuti e privi di matrice delle classi grainstone e rudstone hanno valori signifi cativamente più elevati di coeffi ciente di permeabilità delle classi fango-sostenute; iv) la presenza di litoclasti calcarei e di differenti coppie di cementi nei pori delle rocce sono due dei principali fattori di controllo che regolano la resistenza della roccia e possono anche spiegare la variabilità intraformazionale dei dati geotecnici. La porosità totale non ha una chiara correlazione con la permeabilità. Pertanto, il contributo dei pori isolati alla porosità totale è rilevante nelle rocce tenere pugliesi com’è anche dimostrato dai valori relativamente bassi di permeabilità comparati ai valori relativamente elevati di porosità totale. Una caratterizzazione multidisciplinare delle rocce tenere basata sull’analisi petrografi ca e sulla determinazione geotecnica delle proprietà fi siche e meccaniche è fortemente raccomandata, poiché questo approccio può fornire utili informazioni per capire il peculiare comportamento delle rocce tenere carbonatiche e per guidare i successivi approfondimenti geotecnici

Relazioni tra caratteristiche petrografiche e parametri geotecnici nelle rocce tenere carbonatiche in Puglia

Festa V.;Fiore A.;Miccoli M. N.;Spalluto L.
2018

Abstract

In questo lavoro sono illustrati i risultati di un approccio multidisciplinare, petrografi co e geotecnico, fi nalizzato alla comprensione dei principali fattori che regolano le peculiari proprietà petrofi siche e meccaniche delle rocce tenere carbonatiche del Neogene-Quaternario affi oranti in Puglia. Tali rocce possono essere attribuite alle seguenti formazioni: Pietra leccese (Burdigaliano superiore – Messiniano inferiore), Calcarenite di Gravina (Pliocene medio – Pleistocene inferiore) e Supersintema salentino (Pleistocene mediosuperiore). 69 campioni di roccia prelevati da queste formazioni sono stati selezionati in diverse località della Puglia e caratterizzati a seconda delle loro proprietà petrografi che, fi siche e meccaniche. I dati petrografi ci hanno consentito di raggruppare i campioni nelle seguenti classi: i) wackestone; ii) muddominated packstone; iii) grain-dominated packstone; iv) grainstone; v) fl oatstone; vi) rudstone. I valori di resistenza a compressione uniassiale (UCS) hanno inoltre permesso di classifi care la maggior parte dei campioni nei settori a resistenza molto bassa e bassa tipici di rocce deboli e a elevata deformabilità. Un’attenzione particolare è stata riservata alle relazioni tra caratteristiche petrografi che e parametri fi sici e meccanici delle rocce tenere per mezzo di test statistici basati sull’analisi univariata della varianza (Anova) e sull’analisi delle componenti principali (PCA). L’analisi statistica ha dimostrato che i valori geotecnici sono strettamente dipendenti dalle formazioni geologiche. In particolare, i campioni di Pietra leccese presentano valori medi di UCS, modulo di Young (Et) e peso di volume secco signifi cativamente più elevati dei campioni della Calcarenite di Gravina. Di contro, questi ultimi hanno valori medi di porosità, coeffi ciente di imbibizione e coeffi ciente di permeabilità più elevati di quelli della Pietra leccese. Inoltre, l’analisi statistica è stata applicata per verifi care se i valori geotecnici differisco no a seconda delle classi petrografi che della Calcarenite di Gravina e per verifi care la covarianza tra i parametri geotecnici di quest’ultima. Sono emersi i seguenti risultati: i) i campioni appartenenti alle classi fl oatstone e rudstone hanno valori medi di UCS e di peso di volume secco signifi cativamente più alti delle altre classi; di contro, hanno valori medi più bassi di porosità totale; ii) i campioni classifi cati come mud-dominated packstone hanno valori signifi cativamente più bassi di UCS, peso di volume secco, Et e coeffi ciente di permeabilità e valori medi più alti di porosità e coeffi ciente di imbibizione delle altre classi; iii) i campioni clasto-sostenuti e privi di matrice delle classi grainstone e rudstone hanno valori signifi cativamente più elevati di coeffi ciente di permeabilità delle classi fango-sostenute; iv) la presenza di litoclasti calcarei e di differenti coppie di cementi nei pori delle rocce sono due dei principali fattori di controllo che regolano la resistenza della roccia e possono anche spiegare la variabilità intraformazionale dei dati geotecnici. La porosità totale non ha una chiara correlazione con la permeabilità. Pertanto, il contributo dei pori isolati alla porosità totale è rilevante nelle rocce tenere pugliesi com’è anche dimostrato dai valori relativamente bassi di permeabilità comparati ai valori relativamente elevati di porosità totale. Una caratterizzazione multidisciplinare delle rocce tenere basata sull’analisi petrografi ca e sulla determinazione geotecnica delle proprietà fi siche e meccaniche è fortemente raccomandata, poiché questo approccio può fornire utili informazioni per capire il peculiare comportamento delle rocce tenere carbonatiche e per guidare i successivi approfondimenti geotecnici
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