Caduta massi tridimensionale
IS GeoMassi
è il software che esegue il calcolo di caduta massi
tridimensionale su un versante utilizzando il metodo "Lumped Mass ibrido" associato a un'analisi statistica,
consentendo di cogliere la variabilità dei parametri inseriti in input. Il blocco è considerato come un
punto materiale, la fase di volo è regolata dalle leggi della dinamica (trascurando l'attrito con l'aria),
l'impatto è schematizzato con riferimento ai coefficienti di restituzione dell'energia, il moto di roto –
scivolamento è schematizzato con riferimento al coefficiente di attrito.
La morfologia del pendio è rappresentata da una maglia di
triangoli e viene importata nel programma tramite un Modello Digitale del Terreno (DTM) che può essere
fornito in formato "ARC/INFO ASCII GRID" (ASC), o "STereo Lithography interface format" STL (.stl),
o altri formati digitali. Attualmente, sono diffusi software GIS (molti dei quali disponibili gratuitamente) in grado
di visualizzare ed elaborare dati geografici raccolti con differenti tecniche digitali, e di convertire le informazioni
in uno dei formati compatibili con IS GeoMassi. Inoltre, i DTM sono spesso distribuiti gratuitamente dalla Regione cui
fanno riferimento, tramite il relativo sito web. Nell'ambiente grafico di IS GeoMassi, la geometria importata può
venire opportunamente scalata, traslata, o ritagliata con selezioni per quota o poligonali.
IS GeoMassi importa e esporta da shapefile l'intera suddivisione del versante, incluse le caratteristiche dei
terreni (coefficiente di rimbalzo, rugosità ecc.), e consente di assegnare automaticamente i terreni già presenti nel database. Le aree definite restano
nel database delle selezioni per eventuali ulteriori azioni da parte dell'utente.
Sempre da shapefile consente di importare le zone di distacco, incluso nome e
caratteristiche dei massi (diametro, peso volume), le barriere, incluso nome e caratteristiche (altezza, inclinazione), e la posizione dei rilevati.
IS GeoMassi
esporta in shapefile anche i risultati.
I coefficienti di restituzione, l'angolo di attrito allo scorrimento e tutti i parametri utilizzati per modellare le
caratteristiche meccaniche del pendio (a cui è associabile una varianza) possono essere assegnati per fasce di quota, oppure con selezioni di forma poligonale
definite direttamente nell'ambiente grafico tridimensionale. A molti dei parametri del modello, tra cui le dimensioni del blocco, la velocità iniziale, i
coefficienti di restituzione, l'angolo d'attrito, la scabrezza del versante ed altri, si può associare una distribuzione normale, definita dal valor medio e
dallo scarto quadratico medio. Il distacco di un numero di blocchi definito dall'utente può avvenire da nicchie di distacco puntiformi o lineari; di questi
si possono specificare densità, dimensione, velocità iniziale e relative varianze.
IS GeoMassi consente di definire
delle aree di distacco di forma circolare e rettangolare, eventualmente orientate ed inclinate nello spazio.
È possibile definire sezioni (anche non piane) nel modello tridimensionale: il "ritaglio" che ne deriva
può essere esportato, mantenendo tutti i dati di input, nel programma per l'analisi di caduta massi bidimensionale IS GeoRocce; grazie al modello ibrido implementato
in quest'ultimo, la cinetica del blocco può essere indagata con un ulteriore livello di dettaglio nelle zone per cui è richiesta una precisione maggiore.
IS GeoMassi fornisce strumenti avanzati
per la progettazione delle barriere paramassi, queste sono inseribili in modo interattivo, con il semplice click del mouse e possono essere
modellate con un grande numero di parametri: altezza variabile lungo il loro sviluppo, posizione dei montanti, parametri energetici SEL e MEL. Il software applica la Norma
UNI 11211:4 (Opere di difesa dalla caduta massi - Parte 4: Progetto definitivo ed esecutivo) e verifica la barriera tenendo conto del punto preciso d'impatto del masso:
viene utilizzato un metodo di calcolo specifico per la zona vicino al montante e uno per la zona al centro della rete, uno per la parte superiore e uno per la parte inferiore
della barriera. Inoltre, se il masso impattante ha un'energia maggiore del valore di MEL, bucherà la rete e il moto e proseguirà il moto con energia ridotta,
il che permette la corretta verifica delle strutture di protezione poste più a valle. Analogamente, è possibile inserire nel modello dei rilevati e dei valli paramassi,
modificando opportunamente la geometria del pendio, per raccogliere le relative statistiche degli impatti ed eseguire le verifiche riguardanti la profondità di infissione
del blocchi.
Tra le varie opzioni di calcolo si possono dettagliare le condizioni
di arresto dei blocchi, così come specificare i parametri che regolano il passaggio tra impatto/rimbalzo e
impatto/rotolamento degli stessi.
I principali risultati ottenuti con il calcolo sono rappresentati
direttamente sulla superficie del pendio: oltre alle traiettorie seguite dai massi, degli stessi si possono visualizzare
velocità, energie cinetiche e distanza di arresto con l'ausilio di una scala di colori tarata sui valori massimi
raggiunti. Si possono inserire delle sezioni di campionamento ed analizzare le statistiche raccolte. Sono disponibili
le isolinee riguardanti la distribuzione delle grandezze significative (energia, velocità, ecc.) sulla geometria
del versante. Le traiettorie e le isolinee possono essere esportate in formato Shapefile e DXF per integrazione con i
moderni software di analisi GIS.
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