Simulazione numerica di un sistema di rete corticale ancorata

Nowadays, secured drapery systems are commonly adopted in practice as a countermeasure to rockfalls and shallow unstable phenomena along slopes. These systems are composed of a steel wire mesh, which is pinned to stable outcrops or to firm layers by means of tie rods or bolts and anchor plates. Despite their wide application, the knowledge of the field mechanical behaviour of a secured drapery is limited and mostly based on practical experience. Furthermore, the laboratory tests used to characterize the wire mesh resistance are not representative of the field conditions. This may negatively reflect on the efficiency of these structures, leading to an over-dimensioning in some cases or to unsafe solutions in others. The thesis project aims to investigate the mechanical behaviour of a secured drapery system in rock-slope applications. A numerical approach based on the Discrete Element Method (DEM) for wire mesh reproduction is used. During the thesis work a large-scale model for analysing the punching behaviour of a secured drapery system when loaded by an unstable rock block has been implemented. Subsequently, a parametric analysis has been performed in order to understand the influence of the problem’s different variables (e.g. block size and shape, block position, anchor size and spacing, etc) on the mechanical response of the system.

Al giorno d'oggi, i sistemi di rete corticale ancorata sono comunemente adottati come contromisura alle frane e ai fenomeni instabili superficiali lungo i pendii. Questi sistemi sono composti da una rete metallica di acciaio, che viene fissata ad affioramenti stabili o a strati solidi per mezzo di tiranti o bulloni e piastre di ancoraggio. Nonostante la loro ampia applicazione, la conoscenza del comportamento meccanico sul campo di un sistema di drappeggio ancorato è limitata e basata principalmente sull'esperienza pratica. Inoltre, i test di laboratorio utilizzati per caratterizzare la resistenza della rete metallica non sono rappresentativi delle condizioni del campo. Questo può riflettere negativamente sull'efficienza di queste strutture, portando a un sovradimensionamento in alcuni casi o a soluzioni non sicure in altri. Il progetto di tesi si propone di indagare il comportamento meccanico di un sistema di drappeggio ancorato in applicazioni roccia-pendio. Per la riproduzione della rete metallica viene utilizzato un approccio numerico basato sul metodo degli elementi discreti (DEM). Durante il lavoro di tesi è stato implementato un modello su larga scala per analizzare il comportamento di un sistema di drappeggio quando caricato da un blocco di roccia instabile. Successivamente, è stata eseguita un'analisi parametrica per comprendere l'influenza delle diverse variabili del problema (ad es. dimensione e forma del blocco, posizione del blocco, dimensione e spaziatura degli ancoraggi, ecc.) sulla risposta meccanica del sistema.