È
un programma per l'archiviazione, l'elaborazione e la restituzione
grafica dei rilievi geostrutturali, in grado di identificare le
famiglie principali di discontinuità, di effettuare l'analisi
di stabilità dei cunei e di determinare il tensore di permeabilità
anisotropa della massa rocciosa.
Il
programma è dotato di un'interfaccia utente particolarmente
semplice e d'immediato apprendimento: le procedure di compilazione
delle schede dei rilievi geostrutturali, in particolare, sono
realizzate in modo da ottenere il duplice risultato di minimizzare
il tempo d'introduzione dei dati e di ridurre la possibilità
di commettere errori.
L'inserimento
dei dati avviene, infatti, attraverso una finestra di dialogo
che effettua il controllo della congruenza dei valori introdotti
con gli intervalli ammissibili per i dati richiesti. Per i dati
non numerici, quali ad esempio la descrizione dei litotipi, il
programma utilizza procedure automatiche di presentazione a video
delle legende esplicative ed altre di verifica del dato introdotto.
CLU_STAR
utilizza l'immersione e l'inclinazione dei giunti per il riconoscimento
delle famiglie principali, ed i parametri di apertura e resistenza
al taglio lungo le discontinuità per l'assegnazione alle
diverse famiglie dei parametri caratteristici.
Il trattamento dei dati si sviluppa attraverso un procedimento
interattivo articolato in fasi differenti. La cluster analysis,
cioè il riconoscimento delle famiglie di discontinuità,
viene effettuata mediante procedure di clustering gerarchico e
non gerarchico derivate dall'analisi multivariata, applicate però
ad uno spazio bidimensionale sferico anziché al classico
spazio cartesiano n-dimensionale.
Le
modalità di clustering disponibili permettono di orientare
le procedure di aggregazione al riconoscimento di insiemi compatti
adatti alla soluzione di problemi geomeccanici (calcolo di stabilità
dei cunei), o al riconoscimento di insiemi omogenei ma geometricamente
anisotropi, efficaci nel trattamento di problemi geologici (identificazione
di strutture fratturate deformate).
Tramite il clustering gerarchico si costruisce una struttura ad
albero che, a partire da un gran numero di cluster contenenti
ciascuno un'unica giacitura, porta ad ottenere, attraverso l'aggregazione
successiva delle coppie di cluster più vicini, un unico
grande cluster contenente tutte le discontinuità.
La
scansione del risultante "albero di aggregazioni" viene
effettuata utilizzando un'apposita procedura grafica interattiva,
grazie alla quale l'operatore può identificare il livello
di aggregazione ottimale sia in termini di numero sia di dimensione
dei cluster ottenuti.
Il programma permette quindi di isolare i cluster significativi
dalle discontinuità non organizzate (che costituiscono
una sorta di rumore di fondo), e di raffinare ulteriormente l'elaborazione
attraverso l'uso del clustering non gerarchico.
Questa
metodologia favorisce la migrazione dei centroidi delle famiglie
di discontinuità verso la zona più densa dei cluster
e quindi una maggiore accuratezza nelle successive fasi di analisi
di stabilità.
Rispetto
alle metodologie tradizionali queste procedure sono caratterizzate
dalla possibilità di operare direttamente sui dati raccolti
anziché sulla loro distribuzione statistica, con un risultato
notevolmente più aderente alla reale situazione geomeccanica.
Terminata la fase di riconoscimento delle famiglie ed inseriti
i parametri geometrici del fronte, il programma identifica i cunei
di roccia potenzialmente instabili e ne determina il fattore di
sicurezza.
In
CLU_STAR viene utilizzata la soluzione completa proposta da Hoeck
e Bray (Rock Slope Engineering, The Institution of Mining and
Metallurgy, 1981) che permette l'analisi di stabilità dei
cunei anche in condizioni sismiche ed in presenza di sottospinte
idrauliche, di tension crack, di carichi esterni e di tirantature.
Qualora
nel rilievo geostrutturale sia stata misurata anche l'apertura
dei giunti, il programma determina le componenti principali e
l'orientazione dell'ellissoide di permeabilità della massa
rocciosa. Questo risultato è ottenuto calcolando la conducibilità
idraulica di tutte le famiglie di discontinuità e facendone
quindi la somma tensoriale.
Il programma produce diversi elaborati, sia in forma grafica sia
tabulare: la stampa delle schede del rilievo geostrutturale, la
proiezione dei poli originali non aggregati, il diagramma stellare
per la valutazione della distribuzione della direzione di immersione,
e la rappresentazione dei cluster, nella quale possono essere
opzionalmente inseriti gli archi ciclografici delle famiglie,
i fattori di sicurezza dei cunei, il fronte ed il cono rappresentante
l'angolo di attrito medio.
CLU_STAR
