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Simulación Numérica de Diques de Protección contra Caídas de Rocas en Suelo Natural

Autores: Vigna, Stefano; Marchelli, Maddalena; De Biagi, Valerio; Peila, Daniele

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Simulación Numérica de Diques de Protección contra Caídas de Rocas en Suelo Natural


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Subcategoría

Ciencias de la Tierra y Geología

Palabras clave

Eventos de caída de rocas
Dispositivos de mitigación
Terraplenes de protección contra caídas de rocas
Análisis paramétrico
Mecanismos de fallo
Consideraciones de diseño

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 18

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los eventos de caída de rocas representan un peligro significativo en regiones montañosas, poniendo en riesgo la seguridad humana y la infraestructura crítica. Existen varios dispositivos de mitigación, entre los cuales se encuentran los terraplenes de protección contra caídas de rocas (RPE) ubicados en suelo natural, que son obras de defensa pasiva adecuadas para eventos de alta energía y alta frecuencia. Actualmente, se ha realizado una investigación limitada en esta área, siendo el estándar austriaco ONR 24810 el único método de diseño codificado. Se desarrolló un análisis paramétrico que involucra tanto la geometría del RPE como las características del impacto mediante el código FEM Abaqus/Explicit, con un total de 2270 casos. La investigación tiene como objetivo identificar las condiciones bajo las cuales los RPE detienen efectivamente los bloques en caída, centrándose en dos mecanismos de fallo: el paso del bloque sobre el RPE después de impactar el banco del lado aguas arriba y el colapso estructural del RPE. Además, se explora la interacción entre los RPE y sus fundaciones durante el impacto. Los resultados proporcionan valiosos conocimientos sobre el comportamiento dinámico de estas estructuras. En términos de consideraciones de diseño, este estudio ofrece ecuaciones analíticas para cuantificar la profundidad del cráter y el estrés en la fundación inducido por el impacto. Además, se desarrollan gráficos de diseño para evaluar la verificación del paso del bloque y la verificación del colapso estructural.

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