Modellazioni numeriche preliminari per la progettazione di reti ibride e attenuatori paramassi. Modellazione tramite ABAQUS. = Preliminary numerical modelling for the design of hybrid barriers and rockfall attenuators. Modelling via ABAQUS.

Lo sviluppo di infrastrutture viarie, specialmente in ambiente montano, ha richiesto ai gestori di interessarsi e valutare i potenziali rischi interconnessi, specialmente quelli di tipo geologico come i movimenti franosi. La caduta massi rappresenta uno dei più probabili eventi che possono interessare queste infrastrutture e anche uno dei più pericolosi, data la sua imprevedibilità e istantaneità. Sono state sviluppate molte tecnologie per la mitigazione del rischio, come rilevati, barriere paramassi o reti in aderenza. Gli sviluppi futuri del mercato sono volti alla creazione di strutture autopulenti, al fine di ridurre la manutenzione, la quale rappresenta uno dei limiti e delle cause di riduzione di efficienza dell’opera. Queste strutture prendono il nome di reti ibride e attenuatori. Sono sistemi passivi attualmente utilizzati, specialmente in Nord America, ma di cui non si ha ancora una completa conoscenza del loro funzionamento meccanico. Le lacune derivano da molteplici fattori, in primis la confusione sui termini utilizzati (attenuatori vs barriere ibride), nonostante il funzionamento nettamente differente. Inoltre, queste strutture non hanno ancora delle linee guida chiare sulla progettazione ne sulla certificazione, come le EAD per le reti paramassi. Gli standard normativi moderni fanno riferimento al kit ma non alle modalità di progettazione. Infine, i test condotti per garantire una certificazione ai materiali impiegati e alla barriera completa non riprendono al meglio le condizioni di campo, che spesso rimangono ignote e sono molto differenti da quelle di laboratorio. Nella tesi, dopo aver definito i criteri legislativi, di progettazione e di valutazione utilizzati tutt’ora, si affronteranno i principali aspetti progettuali per la definizione delle caratteristiche delle componenti di reti ibride e attenuatori, ed in particolare tutto ciò che concerne il pannello di rete. A tale scopo si propone una modellizzazione delle reti tramite l’uso del Metodo agli Elementi Finiti che permette di riprodurre la risposta meccanica del sistema rete sotto un determinato sforzo. Il cuore della tesi consiste nella semplificazione di un elemento complesso, quale può essere una rete a doppia torsione, in una semplice shell, che la approssimi al meglio. Questo aspetto è di fondamentale importanza per ridurre i tempi computazionali e fornire le basi per un modello semplificato, utile per i progettisti. Al fine di validare i parametri numerici impiegati, si sono utilizzati i risultati di test in vera grandezza pubblicati in articoli scientifici e altre simulazioni condotte in parallelo, tramite una schematizzazione reale delle componenti della rete (utilizzo di beam). La modellazione numerica è stata condotta tramite il software Abaqus CAE e sono state simulate tre tipologie di test: trazione, punzonamento e impatto dinamico. I primi due servono per definire tutti i parametri elasto-plastici che verranno inseriti nel modello di impatto. Particolare attenzione è stata posta a tutti quei fenomeni prodotti sul pannello analizzato, in termini di sforzi e deformazioni. I risultati della tesi permetteranno di effettuare simulazioni numeriche tridimensionali su configurazioni prestabilite al fine di progettare correttamente le varie componenti delle reti ibride e attenuatori e di definire le caratteristiche geometriche ottimali in funzione delle energie attese (volume e velocita del blocco impattante) e caratteristiche geomorfologiche del sito in cui verranno installate.