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Validation of numerical D.E.M. modelling of geogrid reinforced embankments for rockfall protection

Oggeri Claudio Ronco Chiara Vinai Raffaele
Articolo Immagine
ISSN:
1121-9041
Rivista:
GEAM
Anno:
2021
Numero:
163-164
Fascicolo:
GEAM N. 163-164/2021
DOI:
10.19199/2021.163-164.1121-9041.036

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Validazione di modellazione numerica D.E.M. di rilevati rinforzati con geogriglie per protezione da caduta massi


L’impiego di rilevati rinforzati per la protezione dai fenomeni franosi e di caduta massi costituisce una efficace opzione per la riduzione del rischio e dei danni alle strutture civili. Queste opere in terra sono generalmente costituite da strati di materiale sciolto alternato con geosintetici (quali geogriglie o geotessili), i quali sono ancorati al parti di gabbie metalliche del paramento oppure risvoltate attorno ai corsi sovrapposti. Questo articolo propone i risultati ottenuti da una modellazione del rilevato sviluppata attraverso un codice commerciale agli elementi distinti (D.E.M.) di tipo particellare (P.F.C.). Diversi tipi di impatti sono stati simulati, variando la velocità dei blocchi, le energie e le condizioni geometriche di impatto. Dai dati derivanti da strutture reali esaminate direttamente dagli autori e da quelli presenti in letteratura tecnica in merito a prove di impatto in vera grandezza, si è potuto procedere a una calibrazione del modello numerico. Il principale risultato dello studio consiste nello sviluppo di indicazioni operative che possono agevolare la scelta dei parametri di progetto di un rilevato rinforzato con scopi di protezione passiva: il predimensionamento basato sui livelli energetici di impatto e i danni indotti dallo stesso sono quindi esplicitati. I risultati costituiscono un ausilio progettuale e di verifica per gli addetti alla valutazione degli scenari di rischio derivanti da eventi potenziali di caduta mi massi sulle infrastrutture. 


Parole chiave: rilevato rinforzato, caduta massi, riduzione del rischio, geogriglie, modellazione D.E.M..  

The adoption of reinforced embankments for rockfall and landslide protection purposes is an effective intervention for the reduction of risk and damages to civil facilities. These earth structures are manufactured with layers of compacted soil alternated with geosynthetics (e.g. geogrids and geotextiles) that are anchored to the outer quarterdeck frame or wrapped around it. This paper discusses the results obtained with a numerical simulation of the reinforced embankment carried out by means of a distinct element commercial (D.E.M.) code as particle code (P.F.C.). Several types of rock impacts on an embankment were simulated, varying block speeds, energies and geometrical impact conditions. Data from practical experiences of the authors and data from full-scale impact tests gathered from relevant literature, were used for the validation of the model. The main result of the work is the development of design operative suggestions that can support the selection of the design parameters of an embankment for rockfall protection purposes: its preliminary size based on impact energy level and induced damages can be outlined. The results of this provide guidance to designers and relevant stakeholders in the evaluation of risk scenarios arising from potential rock falls on infrastructures. 


Keywords: reinforced embankment, rockfall, risk reduction, geogrids, D.E.M. modelling.