Programma di ingegneria civile GATE

Codice soggetto: CE

Struttura del corso

Sezioni / Unità	Temi
Section A	Engineering Mathematics
Unità 1	Algebra lineare
Unità 2	Calcolo
Unità 3	Equazione differenziale ordinaria (ODE)
Unità 4	Equazione differenziale parziale (PDE)
Unità 5	Probabilità e statistica
Unità 6	Metodi numerici
Section B	Structural Engineering
Unità 1	Meccanica di ingegneria
Unità 2	Meccanica solida
Unità 3	Analisi strutturale
Unità 4	Materiali da costruzione e gestione
Unità 5	Strutture in calcestruzzo
Unità 6	Strutture in acciaio
Section C	Geotechnical Engineering
Unità 1	Meccanica del suolo
Unità 2	Fondazione Ingegneria
Section D	Water Resources Engineering
Unità 1	Meccanica dei fluidi
Unità 2	Idraulica
Unità 3	Idrologia
Unità 4	Irrigazione
Section E	Environmental Engineering
Unità 1	Acqua e acque reflue
Unità 2	Inquinamento dell'aria
Unità 3	Rifiuti solidi urbani
Unità 4	Inquinamento acustico
Section F	Transportation Engineering
Unità 1	Infrastruttura di trasporto
Unità 2	Pavimentazioni autostradali
Unità 3	Ingegneria del traffico
Section G	Geomatics Engineering

Programma del corso

Section A: Engineering Mathematics

Unit 1: Linear Algebra

Algebra delle matrici
Sistemi di equazioni lineari
Valori Eigen e vettori Eigen

Unit 2: Calculus

Funzioni di singola variabile
Limite, continuità e differenziabilità
Teoremi del valore medio
Massimi e minimi locali
Serie di Taylor e Maclaurin
Valutazione di integrali definiti e indefiniti
applicazione dell'integrale definito per ottenere area e volume
Derivati parziali
Derivata totale
Gradient
Divergenza e ricciolo
Identità vettoriali
Derivate direzionali
Line
Integrali di superficie e di volume
Stokes
Teoremi di Gauss e Green

Unit 3: Ordinary Differential Equation (ODE)

Equazioni del primo ordine (lineari e non lineari)
equazioni lineari di ordine superiore con coefficienti costanti
Equazioni di Eulero-Cauchy
Trasformata di Laplace e sua applicazione nella risoluzione di ODE lineari
Problemi di valore iniziale e limite

Unit 4: Partial Differential Equation (PDE)

serie di Fourier
separazione delle variabili
soluzioni di equazioni di diffusione unidimensionale
Equazione d'onda unidimensionale del primo e secondo ordine ed equazione di Laplace bidimensionale.

Unit 5: Probability and Statistics

Definizioni di probabilità e teoremi di campionamento
Probabilità condizionale
Variabili casuali discrete
Distribuzioni di Poisson e binomiali
Variabili casuali continue
Distribuzioni normali ed esponenziali
Statistiche descrittive: media, mediana, modalità e deviazione standard
Controllo di un'ipotesi

Unit 6: Numerical Methods

Accuratezza e precisione; analisi degli errori
Soluzioni numeriche di equazioni algebriche lineari e non lineari
Approssimazione dei minimi quadrati
Polinomi di Newton e Lagrange
differenziazione numerica
Integrazione trapezoidale e regola di Simpson
Metodi a passo singolo e multi-passo per equazioni differenziali del primo ordine

Section B: Structural Engineering

Unit 1: Engineering Mechanics

Sistema di forze, diagrammi a corpo libero, equazioni di equilibrio
Forze interne nelle strutture
Attrito e sue applicazioni
Cinematica della massa puntuale e del corpo rigido
Centro di massa
Equazioni del moto di Eulero
Impulse-momentum
Metodi energetici
Principi di lavoro virtuale

Unit 2: Solid Mechanics

Momento flettente e forza di taglio in travi staticamente determinate
Stress semplice e relazioni di tensione
Teorie dei fallimenti
Teoria della flessione semplice, sollecitazioni di flessione e di taglio, centro di taglio
Torsione uniforme, instabilità del pilastro, sollecitazioni flettenti combinate e dirette

Unit 3: Structural Analysis

Strutture staticamente determinate e indeterminate con metodi forza / energia
Metodo di sovrapposizione
Analisi di capriate, archi, travi, cavi e telai
Metodi di spostamento -
- Deflessione del pendio e metodi di distribuzione del momento
Linee di influenza
Metodi di rigidità e flessibilità dell'analisi strutturale

Unit 4: Construction Materials and Management

Materiali da costruzione -
- Acciaio strutturale - composizione
- Proprietà e comportamento dei materiali
Calcestruzzo - costituenti -
- Mix design
- Proprietà a breve e lungo termine
- Mattoni e malta
- Timber
- Bitumen
Gestione della costruzione -
- Tipi di progetti di costruzione
- Gare d'appalto e contratti di costruzione
- Analisi delle tariffe e specifiche standard
- Stima dei costi
- Pianificazione del progetto e analisi della rete - PERT e CPM

Unit 5: Concrete Structures

Concetti di progettazione dello stress di lavoro, dello stato limite e del carico finale
Progettazione di travi, solai, pilastri
Legame e durata dello sviluppo
Cemento precompresso
Analisi delle sezioni delle travi ai carichi di trasferimento e di servizio

Unit 6: Steel Structures

Concetti di progettazione dello stress da lavoro e degli stati limite
Progettazione di elementi di trazione e compressione, travi e travi-pilastri, basi di pilastri
Connessioni: semplici ed eccentriche, connessioni trave-colonna, travi in lamiera e capriate
Analisi plastica di travi e telai

Section C: Geotechnical Engineering

Unit 1: Soil Mechanics

Origine dei suoli, struttura del suolo e tessuto
Sistema trifase e relazioni di fase, proprietà dell'indice
Sistema di classificazione del suolo unificato e standard indiano
Permeabilità - flusso unidimensionale, legge di Darcy
Infiltrazione attraverso il suolo: flusso bidimensionale, reti di flusso, pressione di sollevamento, tubazioni
Principio di stress efficace, capillarità, forza di infiltrazione e condizioni delle sabbie mobili
Compattazione in condizioni di laboratorio e sul campo
Consolidamento unidimensionale, velocità di consolidamento nel tempo
Cerchio di Mohr, percorsi di sollecitazione, parametri di resistenza al taglio effettiva e totale, caratteristiche di argille e sabbia

Unit 2: Foundation Engineering

Indagini sotto la superficie -
- Scope
- Foratura di fori
- Sampling
- Prova di carico su piastra
- Penetrazione standard
- Prove di penetrazione del cono
Teorie della pressione terrestre: Rankine e Coulomb
Stabilità dei pendii -
- Pendii finiti e infiniti
- Metodo delle fette
- Metodo di Bishop
Distribuzione dello stress nei suoli -
- Le teorie di Boussinesq e di Westergaard
- Lampadine a pressione
Fondazioni poco profonde -
- Teorie sulla capacità portante di Terzaghi e Meyerhoff
- Effetto della falda freatica
Basamento combinato e fondazione zattera
Pressione di contatto
Analisi degli insediamenti in sabbie e argille
Fondamenta profonde -
- Tipi di pile
- Formule dinamiche e statiche
- Capacità di carico dei pali in sabbie e argille
- Prova di carico del mucchio
- Attrito cutaneo negativo

Section D: Water Resources Engineering

Unit 1: Fluid Mechanics

Proprietà dei fluidi, statica dei fluidi
Continuità, quantità di moto, energia e corrispondenti equazioni
Flusso potenziale, applicazioni della quantità di moto ed equazioni dell'energia
Flusso laminare e turbolento
Flusso in tubi, reti di condotte
Concetto di strato limite e sua crescita

Unit 2: Hydraulics

Forze su corpi immersi
Misura di portata in canali e tubi
Analisi dimensionale e similitudine idraulica
Cinematica del flusso, triangoli di velocità
Nozioni di base sulle macchine idrauliche, velocità specifica di pompe e turbine
Canale idraulico -
- Relazioni di profondità energetica
- Energia specifica
- Flusso critico
- Profilo del pendio
- Salto idraulico
- Flusso uniforme e flusso gradualmente variato

Unit 3: Hydrology

Ciclo idrologico
Precipitation
Evaporation
Evapo-transpiration
Watershed
Infiltration
Idrografi unitari
Analisi idrografica
Stima e instradamento delle piene
Capacità del serbatoio
Instradamento di serbatoi e canali
Modelli di superficie run-off
Idrologia delle acque sotterranee - impianto idraulico di pozzo stazionario e falde acquifere
Applicazione della legge di Darcy

Unit 4: Irrigation

Dovere, delta, stima dell'evapotraspirazione
Raccogliere il fabbisogno idrico
Progettazione di canali rivestiti e non rivestiti, testate, dighe a gravità e sfioratori
Progettazione di sbarramenti su fondazione permeabile
Tipi di sistemi di irrigazione, metodi di irrigazione
Registrazione e drenaggio dell'acqua
Lavori di regolazione del canale, strutture di drenaggio incrociato, scarichi e fughe

Section E: Environmental Engineering

Unit 1: Water and Waste Water

Standard di qualità, processi unitari di base e operazioni per il trattamento delle acque
Standard per l'acqua potabile -
- Fabbisogno idrico
- Operazioni unitarie di base e processi unitari per il trattamento delle acque superficiali
- Distribuzione dell'acqua
Depurazione e trattamento delle acque reflue, quantità e caratteristiche delle acque reflue
Trattamento primario, secondario e terziario delle acque reflue, standard di scarico degli effluenti
Trattamento delle acque reflue domestiche -
- Quantità di caratteristiche delle acque reflue domestiche
- Trattamento primario e secondario
Operazioni unitarie e processi unitari delle acque reflue domestiche -
- Smaltimento dei fanghi

Unit 2: Air Pollution

Tipi di inquinanti, loro fonti e impatti, meteorologia dell'inquinamento atmosferico, controllo dell'inquinamento atmosferico, standard e limiti di qualità dell'aria

Unit 3: Municipal Solid Wastes

Characteristics
Generation
Raccolta e trasporto di rifiuti solidi
Sistemi ingegnerizzati per la gestione dei rifiuti solidi (riutilizzo / riciclo, recupero energetico, trattamento e smaltimento)

Unit 4: Noise Pollution

Impatti del rumore
Limiti ammissibili di inquinamento acustico
Misura del rumore
Controllo dell'inquinamento acustico

Section F: Transportation Engineering

Unit 1: Transportation Infrastructure

Allineamento autostradale e rilievi ingegneristici
Disegno geometrico delle autostrade -
- Elementi in sezione trasversale
- Distanze di vista
- Allineamenti orizzontali e verticali
Disegno geometrico del binario ferroviario
Lunghezza della pista dell'aeroporto, taxiway e progettazione della taxiway di uscita

Unit 2: Highway Pavements

Materiali autostradali: proprietà desiderabili e test di controllo qualità
Progettazione di miscele bituminose per pavimentazioni
Fattori di progettazione per pavimentazioni flessibili e rigide
Progettazione di pavimentazione flessibile utilizzando IRC: 37-2012
Progettazione di pavimentazioni rigide utilizzando IRC: 58-2011
Angosce nei pavimenti in cemento

Unit 3: Traffic Engineering

Studi di traffico su flusso, velocità, tempo di viaggio - studio ritardo e OD, PCU, fattore ore di punta, studio parcheggio, studio e analisi incidenti, analisi statistica dei dati sul traffico
Parametri microscopici e macroscopici del flusso di traffico, relazioni fondamentali
Dispositivi di controllo, progettazione del segnale con il metodo Webster
Tipi di intersezioni e canalizzazione
Capacità autostradale e livello di servizio delle autostrade rurali e delle strade urbane

Section G: Geomatics Engineering

Principi di rilevamento
Errori e loro aggiustamento
Mappe: scala, sistema di coordinate
Misura della distanza e dell'angolo - Livellamento e livellamento trigonometrico
Rilievo di traversata e triangolazione
Stazione totale
Curve orizzontali e verticali
Fotogrammetria:
- Scala, altezza di volo
- Rilevamento remoto: elementi di base, piattaforma e sensori, interpretazione dell'immagine visiva
- Nozioni di base del sistema di informazione geografica (GIS) e del sistema di posizionamento geografico (GPS)

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