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ROTOMAP

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geomeccanica - software di calcolo caduta e rotolamento massi  ROTOMAP

Analisi del rotolamento massi su superfici tridimensionali


È un modulo avanzato che amplia il set base di istruzioni del programma ISOMAP integrandolo con una serie di procedure dedicate all'analisi ed alla modellazione del rotolamento massi.


Con ROTOMAP non si opera su semplici sezioni verticali, ma si analizza il comportamento cinematico sull'intero versante grazie a procedure di simulazione che permettono di ricostruire i percorsi curvilinei dei blocchi di roccia.

ROTOMAP consente di identificare le aree ottimali per la posa in opera delle reti di protezione, e di definirne il dimensionamento in termini di altezza e di capacità di assorbimento energetico.
Per la corretta progettazione degli interventi di protezione delle opere civili presenti a valle delle nicchie di distacco è richiesta una conoscenza accurata della distribuzione spaziale dell'energia cinetica potenzialmente raggiungibile dai massi.

L'analisi cinematica necessaria al conseguimento di tale risultato richiede la raccolta di un certo numero di informazioni.
È necessario definire la posizione delle nicchie di distacco e la dimensione di blocchi potenzialmente instabili attraverso un rilevo geomorfologico ed un'analisi geomeccanica della massa rocciosa.
La topografia deve essere definita con precisione, un compito fortunatamente semplificato dalla possibilità di importare i modelli digitali del terreno messi normalmente in commercio dalle Regioni; resta comunque la possibilità di usufruire di tutti gli algoritmi di interpolazione disponibili anche in ISOMAP.

L'analisi geomorfologica permette poi di associare ad aree diverse del versante i parametri che definiscono la capacità della roccia e del terreno di assorbire energia nell'urto e le forze di attrito che si sviluppano durante il rotolamento.
Il programma è infatti in grado di simulare traiettorie percorse in parte a contatto del terreno, in parte in condizioni di volo libero.

Il comportamento dei massi è del tipo che matematicamente si definisce "caotico": piccole variazioni nelle condizioni iniziali provocano grandi variazioni nello stato finale del sistema.
La soluzione necessariamente adottata dal programma per lo studio di un problema così complesso consiste perciò nell'uso di un approccio statistico che consente di determinare sia le aree di probabilità di arresto dei blocchi sia la distribuzione delle energie cinetiche.

La simulazione avviene facendo partire i blocchi da punti disposti lungo linee poste immediatamente a valle delle nicchie di distacco, in funzione della cui geometria possono essere impostate le condizioni iniziali di direzione e velocità.

La distribuzione di frequenza spaziale dei punti di arresto dei massi, che si ottiene dall'analisi statistica di alcune centinaia di simulazioni, può essere poi comparata con la posizione dei blocchi realmente caduti in passato.
Questo permette di eseguire una back analysis per verificare la correttezza dei parametri geomeccanici assegnati alle diverse aree.
Il programma offre inoltre la possibilità di tarare il modello in modo più preciso attraverso il confronto dei filmati di test sperimentali con le mappe dei tempi di percorrenza che ROTOMAP è in grado di redigere.

Le curve ricavate dall'elaborazione dei livelli d'energia cinetica media permettono di identificare (in corrispondenza dei minimi relativi) i punti ideali per il posizionamento delle opere di protezione, mentre le curve relative all'energia cinetica massima forniscono informazioni sulla resistenza richiesta alle opere stesse.
Inserendo nel modello reti o valli paramassi possono essere effettuate ulteriori analisi dedicate alla verifica dell'efficienza del progetto e quindi alla definizione dell'intervento di protezione ottimale dal punto di vista tecnico e del rapporto tra prestazione e costo.
Il programma tiene conto anche dell'altezza delle opere di protezione, per cui è possibile riconoscere se l'attraversamento della barriera è avvenuto per sfondamento o se essa è stata semplicemente saltata.

Le altezze dei rimbalzi possono essere analizzate per ciascun singolo percorso, con la stampa di sezioni cilindriche che seguono la traiettoria dei blocchi, oppure in planimetria tramite una mappa delle altezze massime dei rimbalzi.
Gli elaborati grafici prodotti possono essere combinati e sovrapposti alla topografia ed ai percorsi dei blocchi.

ROTOMAP è inoltre utilizzato come base di calcolo per il programma ROTOMAP_GIS


 

Esempi d'uso del programma:

"La falesia delle "Acque Dolci" di Monte Argentario: modellazione cinematica di caduta massi e progettazione delle opere di difesa"

"Integrazione di strumenti gis e modelli probabilistici e matematici per la previsione dei fenomeni di crollo"

"Una metodologia integrata in ambiente GIS per l'analisi dei fenomeni di crollo: il caso di studio di Monte delle Formiche (BO)"

 

ESEMPI DI ELABORATI GRAFICI

╚ possibile vedere alcuni esempi di elaborati grafici prodotti dal programma, senza eseguire l'elaborazione dei dati:

Modello digitale del terreno: vista prospettica
Simulazione degli scendimenti: in rosso sono riporati i tratti percorsi in volo
Simulazione degi scendimenti: stesso fronte, parametri geomeccanici differenti
Simulazione degli scendimenti: curve di isoenergia massima
Simulazione degli scendimenti: curve di isofrequenza dei punti di arrivo
Simulazione della messa in opera delle barriere protettive
Sezione trasversale del percorso di un masso
 

Ed ecco alcuni esempi preparati utilizzando i grafici in formato EMF prodotti dal programma:

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