Barriere paramassi rigide ed elastiche

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Salvatore Damiani
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1 GeoStru Sotware Barriere paramassi rigie e elastiche Le barriere paramassi a rete sono generalmente composte a una struttura intercettazione, a una struttura i sostegno, a una struttura i collegamento e a una struttura i onazione. Questo tipo i barriere vengono suivise in ue categorie: 1. barriere a limitata eormabilità (rigie), progettate per arrestare il masso in spazi riotti;. barriere a elevata eormabilità (lessibili), progettate per arrestare massi con elevate energie attraverso un lavoro sia elastico che plastico. Le barriere a rete orono un limitato impatto ambientale, una limitata invasione ell ambiente in ase i messa in opera, rapiità i esecuzione ell intervento, possibilità i collocazione ella barriera a qualsiasi altezza, un notevole abbattimento el rischio se collocate su più ile, aattamento al proilo el terreno, costi contenuti e acile manutenzione e ripristino. L opera i iesa eve essere in grao i resistere all impatto e i issipare l energia cinetica posseuta al masso. 1) barriere a limitata eormabilità Nella maggior parte ei casi il masso colpisce la rete, che, eormanosi, issipa l energia cinetica ell impatto. L energia issipata si può calcolare attraverso la seguente relazione: 1 M A Al 1 L ) E ( kgcm) = N M = moulo elastico elle uni, in genere posto uguale a kg/cm ; A (cm ) = π x (D / ), area trasversale elle uni; D (cm) = iametro elle uni; Al (cm) = (a p / 100) x L, allungamento massimo elle uni; a p (%) = allungamento percentuale ella une, in genere pari a 8; L (cm) = lunghezza totale ella singola une; N = numero i uni coinvolte nell impatto. 1

struttura i onazione. Questo tipo i barriere vengono suivise in ue categorie: 1. barriere a limitata eormabilità (rigie), progettate per arrestare il masso in spazi riotti;.

2 GeoStru Sotware ) barriere a elevata eormabilità Quano l energia issipabile alla rete è minore i quella prevista per l impatto più violento (E < E cmax ), si utilizzano le barriere elastiche nelle quali entrano in unzione i issipatori i energia. Un issipatore consiste in un cappio i une acciaio chiuso a un blocchetto i rizione. Quano il masso impatta contro la rete, il cappio tene a scorrere all interno el blocchetto i rizione, issipano per attrito una razione ell energia cinetica el masso impattante. L energia ispersa ai issipatori è ata a: ) E ( kgcm) E = L cmax c - E N E cmax E = razione i energia cinetica non issipata alla eormazione ella rete; L c = lunghezza el cappio, generalmente 90 cm; N = numero i issipatori che entrano in unzione. La pressione esercitata ai blocchetti nel serraggio, invece è ata: E 3) Ps (kg/cm ) = Ca Sc Ca (cm) = coeiciente attrito acciaio-acciaio, uguale a 0,; Sc (cm ) = supericie i contatto une-blocchetto, pari a [ / 3 (π D ) (0, x 0,)] x l l (cm) = lunghezza el contatto une-blocchetto. 3) L urto viene assorbito ai puntoni Se il masso impatta con uno ei puntoni acciaio che sostengono le reti, bisogna veriicare la quantità i energia che può essere issipata nell urto e la necessità i eventuali ancoraggi. L energia cinetica issipata è ata a. ) E ( kgcm) p = 1 F 3 H 3 Ma Ja

in unzione i issipatori i energia. Un issipatore consiste in un cappio i une acciaio chiuso a un blocchetto i rizione.

3 GeoStru Sotware con F (kg) = Mra x Sa / H, massima orza assorbita al puntone in ase elastica; Mra (cm 3 ) = moulo i resistenza ell acciaio; Sa (kg/cm ) = resistenza a trazione ell acciaio; H (cm) = altezza uori terra el puntone; Ma (kg/cm ) = moulo elastico ell acciaio; Ja (cm ) = momento inerzia ell acciaio. La corrisponente massima eormazione ell acciaio è ata a: ) D ( cm) max 3 H = F 3 Ma Ja Nell ipotesi che la eormazione ei puntoni rimanga in ase elastica, l energia cinetica assorbita agli ancoraggi sarà ata a: 1 M A De a H ) E ( kgcm) = N a M (kg/cm ) = moulo elastico ella une; D e (cm) = D max /cos θ, allungamento ella une relativa alla massima eormazione elastica el puntone; θ ( ) = angolo ra ancoraggio e puntone; N a = numero egli ancoraggi sollecitati. Se però viene presa in consierazione la massima eormazione che può essere assorbita alle uni si ottiene: 3

terra el puntone; Ma (kg/cm ) = moulo elastico ell acciaio; Ja (cm ) = momento inerzia ell acciaio.

4 GeoStru Sotware 1 M A D emax H ) E a ( kgcm) = N a D emax (cm) = (A lmax /100) x L t, allungamento massimo sopportabile alla une acciaio; A lmax (%) = allungamento percentuale massimo ella une; L t (cm) = lunghezza totale ella une. Terrapieni e muri paramassi I rilevati paramassi in terra rinorzata, a struttura trapezoiale, costituiti a materiale grossolano eventualmente armato con geogriglie, servono a proteggere inrastrutture i notevole estensione, tanto che lo sviluppo longituinale ell opera può superare il centinaio i metri con altezze i 6 8 m e larghezza i 10 1 m alla base e 5 m alla sommità. A completamento ell opera, immeiatamente a monte el rilevato, un vallo, scavo sagomato, che serve a rallentare i massi in cauta e i raccoglierli. I muri rigii, usati per creare un ostacolo a massi ino a m 3, sono imensionati come un muro a gravità soggetto all azione inamica el masso e presentano generalmente anch essi a monte un vallo. Inine esistono strutture miste in cui il terrapieno è sostenuto a monte a un muro o a una gabbionata. Nel caso i terrapieno la proonità i penetrazione può essere valutata con la seguente relazione i Kar (1979). Si calcola prima la variabile Z con la: 1,5 1, E m P V 5) Z = N,31 E s a 1000 s (kpa) = resistenza alla compressione semplice ella struttura; N = attore i orma pari a 1 per masso appuntito o a 0,7 per masso a orma piatta; E m (kpa) = moulo i elasticità el masso;

5 GeoStru Sotware E a (kpa) = moulo i elasticità ella struttura (usare il moulo i elasticità ell acciaio); P (kg) = peso el masso; (cm) = iametro massimo el masso; V (m/s) = velocità impatto el masso. Quini si calcola la proonità i penetrazione alle: z 6 ) z ( cm) = Z se z 7 > ) z ( cm) = ( Z + 1) se Poiché sono possibili entrambe le ue soluzioni, si procee preneno in consierazione il valore maggiore e veriicano che sia soisatta la conizione z/, altrimenti si assumerà come risultato l altro valore i z calcolato. Nel caso i una struttura muraria o in calcestruzzo, invece, si ha: 1,5 1, E m P V 8) Z = N,8 E s a 1000 La orza impatto i un masso su una struttura può essere valutata parteno alle esperienze i McCarty & Caren (196), Karr (1979), Knight (1980): m V 9) F = 3,68 T m (kg) = massa el blocco roccioso pari a P/g; g (m/s ) = accelerazione i gravità; T (ms) = urata ell impatto. Il valore i T è ato alla: 5

Quini si calcola la proonità i penetrazione alle: z 6 ) z ( cm) = Z se z 7 > ) z ( cm) = ( Z + 1) se Poiché sono possibili entrambe le ue soluzioni, si procee preneno in consierazione il valore

6 GeoStru Sotware ) 10 T = 33,35 z V z è ata in cm e V in m/s. La sollecitazione massima sulla struttura, sia essa un terrapieno o un muro, sarà: 1000 F 11 ) σ s ( kg/cm ) = A volte, a monte, i terrapieni sono sostenuti a un muro in calcestruzzo o a una struttura muraria, per cui nel calcolo si utilizza apprima la 5). Qualora risultasse che il masso penetra per una proonità superiore allo spessore el muro, bisognerà valutare la velocità resiua: 1,5 1,5 ) V ( m s ) V - V 1 = r m V m (m/s) è la velocità minima necessaria per attraversare il muro. V m si calcola poneno il valore ello spessore el muro al posto el parametro z nella 6) o nella 7), a secona el rapporto (spessore muro/), quini si etermina Z e si calcola V m alla 8). La penetrazione el masso, con velocità resiua V r, nel terrapieno, si valuterà con la 5). 6

struttura muraria, per cui nel calcolo si utilizza apprima la 5).

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