Analisi della relazione tra volume e forma dei blocchi nei fenomeni di caduta massi e studio degli effetti sulla simulazione delle possibili traiettorie.

The legislation regulating rockfall protection works (UNI 11211) establishes the importance of evaluating the trajectories of the blocks for the purposes of designing the works themselves. The critical analysis of the legislation highlights a lack of provisions regarding the characterization of the source areas and the blocks themselves, in particular with regard to their volume and shape. Their natural variability is, moreover, completely overlooked. This thesis, therefore, focuses on the analysis of the data necessary to describe the rockfall phenomenon. The widespread use of innovative techniques for the survey of walls and rock masses allows a significant improvement in the quality and quantity of data relating to the orientation and spacing of discontinuities. Thanks to the quantity of data collected, it is possible to adopt a probabilistic approach to the characterization of the rock mass, aimed at determining the volume and shape distributions of the potentially detachable blocks. To facilitate the data management and analysis process, an Excel spreadsheet was developed in order to automate the production of diagrams representing the IBSD (in-situ block size distribution) and the related diagrams describing the shape of the blocks. Furthermore, the thesis work reports numerical simulations of rockfall trajectories, trying to analyze and underline the difference between the two available approaches: lumped mass, in which the block is represented in a punctiform manner neglecting its shape, and rigid body, which instead, it considers its actual form. The analyzes carried out were conducted both on a synthetic case study and on a natural wall: in the first case, in order to verify the practicality of the spreadsheet and quantify the effects of the variability of the input spacing data on the distribution of volumes; in the second case, in order to validate the usability of the spreadsheet in real contexts

La normativa regolante le opere di protezione da caduta massi (UNI 11211), sancisce l’importanza della valutazione delle traiettorie dei blocchi ai fini della progettazione delle opere stesse. L’analisi critica della normativa mette in luce una carenza di prescrizioni riguardanti la caratterizzazione delle aree sorgenti e i blocchi stessi, in particolare per quanto riguarda il loro volume e la loro forma. La loro naturale variabilità è, per altro, del tutto trascurata. Questa tesi, dunque, si concentra sull'analisi dei dati necessari alla descrizione del fenomeno della caduta massi. Il diffuso utilizzo di tecniche innovative per il rilievo di pareti e ammassi rocciosi permette un significativo miglioramento della qualità e quantità dei dati relativi all'orientazione e alla spaziatura delle discontinuità. Grazie alla quantità di dati raccolti, è possibile adottare un approccio probabilistico alla caratterizzazione dell'ammasso roccioso, finalizzato alla determinazione delle distribuzioni di volume e forma dei blocchi potenzialmente distaccabili. Per agevolare il processo di gestione e analisi dei dati, è stato messo a punto un foglio di calcolo Excel al fine di automatizzare la produzione di diagrammi rappresentativi dell’IBSD (in-situ block size distribution) e i relativi diagrammi descrittivi della forma dei blocchi. Inoltre, il lavoro di tesi riporta simulazioni numeriche delle traiettorie di caduta massi, cercando di analizzare e sottolineare la differenza tra i due approcci disponibili: lumped mass, in cui il blocco è rappresentato in modo puntiforme trascurandone la forma, e rigid body, il quale ne considera invece la forma effettiva. Le analisi svolte sono state condotte sia su un caso studio sintetico che su una parete naturale: nel primo caso, al fine di verificare la praticità del foglio di calcolo e quantificare gli effetti della variabilità dei dati di spaziatura in input sulla distribuzione dei volumi; nel secondo caso, al fine di validare l’utilizzabilità del foglio di calcolo in contesti reali