Ricerca degli effetti sul manto nevoso degli esplosivi convenzionali

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1 Introduzione Ricerca degli effetti sul manto nevoso degli esplosivi convenzionali Ing. B. Frigo Courmayeur, 12 Marzo 2013

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3 CORSO AINEVA Febbraio 1990 Pré S. Didier (AO). Febbraio 1986 S.S.26 Piccolo S. Bernardo (AO). Ricerca disperso (S.A.V.) Febbraio 1996 Arinsal Pirenei (SP)

4 MOTIVAZIONI INGEGNERISTICHE Difesa territoriale per la protezione delle persone, delle opere e dell ambiente naturale dagli effetti distruttivi delle valanghe di neve Settori coinvolti: Trasporti Costruzioni civili Turismo Ambiente Sicurezza SFIDA SCIENTIFICA Classificare la neve come materiale, facendo fronte alle difficoltà di : Caratterizzazione della neve Testare la neve sia in laboratorio che in campo Modellazione

5 CORSO AINEVA LE AZIONI SPONTANEE di DIFESA La preghiera The image cannot be displayed. Your computer may not have enough memory to open the image, or the image may have been corrupted. Restart your computer, and then open the file again. If the red x still appears, you may have to delete the image and then insert it again. Nascondersi Deviare il flusso a monte Fermare il flusso a monte Resistere direttamente al flusso Impedire il distacco Controllo del distacco Gestire le zone a rischio

6 CONTROLLO del DISTACCO MISURE di DIFESA ANTIVALANGA Distacco artificiale: distacco preventivo e programmato di valanghe di neve in momenti e condizioni noti in modo tale da distaccare la valanga con i desiderati volumi di neve, controllandone traiettorie, velocità e pressioni d impatto. Gaz Ex Crack - Arresters Esplosivi Daisy Bell

7 MASSA NEVOSA Area di distacco Altezza del manto nevoso Distanza di arresto CONOSCENZA DELLA DINAMICA DELLE!!!!!

8 CORSO AINEVA OBIETTIVI della RICERCA Comprendere l influenza dei sovracarichi impulsivi sul manto nevoso indotti artificilalmente SCIENTIFIC TARGET M i g l i o ra r e l a c o n o s c e n z a d e l comportamento del manto nevoso sottoposto a carichi dinamici TECHNICAL TARGET Migliorare l'efficienza dei dispositivi di distacco artificiale (con innesco a gas o esplosivi)

9 RICERCA - OBIETTIVI SCIENTIFICI Comprensione dei meccanismi di innesco e possibile distacco (Vibrazioni indotte? Sovrapressioni?) Studia la risposta del manto nevoso alle sollecitazioni dinamiche imposte (compressione, formazione del cratere, variazioni termiche, variazione della microstruttura, ecc ) in funzione della tipologia di neve al suolo (asciutta/bagnata, compatta/fresca, ecc ) e le sue proprietà fisiche e meccaniche Analizza le caratteristiche dell onda d urto e di pressione generata da vari sistemi di distacco e i loro differenti effetti sul manto nevoso Studia la propagazione dell onda di pressione nel manto nevoso Studia la fessurazione del manto nevoso per la determinazione dell area di distacco indotta

10 RICERCA - OBIETTIVI TECNOLOGICI Migliorare le tecniche di distacco artificiale in termini di efficacia e di efficienza tecnico/economica. Valutazione dell energia di distacco imposta dalle tecniche di distacco artificiale. Valutazione degli effetti indotti dall esplosivo sul manto nevoso. Valutazione della carica critica in funzione di detonazioni indotte da cariche differenti per tipo di l altezze di scoppio e la massa. Comportamento del manto nevoso sottoposto ad onda di pressione con analisi della carica critica. Determinazione dell area di impronta minima

11 L ESPLOSIVO e la NEVE (R. Cresta). e le Manto nevoso: di struttura stratificata, è il risultato del processo di accumulo, trasporto eolico e compattazione di cristalli di neve e ghiaccio formatisi nell'atmosfera e successivamente precipitati per gravità al suolo Struttura Variabilità spaziale e temporale Percorso di carico Carichi rapidi Carichi lenti Comportamento Fragile Comportamento duttile (AINEVA, 1999) Materiale Elastico Materiale Viscoelastico (AINEVA, 1999) Materiale Quasi-fragile strain softening behaviour (McClung, 1987; Schweizer, 1998) (McClung, 1981)

12 L ESPLOSIVO e la NEVE (R. Cresta). e le - Sollecitazione delle instabilità del manto nevoso asciutto, bagnato e a sbalzo - Efficacia del tiro in funzione del posizionamento della carica - Efficacia del tiro in funzione della dimensione della carica - Conoscenza delle limitazioni dell uso dell esplosivo - Conoscenza della tipologia di manto nevoso

13 CORNICE (manto nevoso a sbalzo ) - manto nevoso soggetto a trazione - metodologia: intagliare il manto nevoso al fine di innescare una frattura in MODO I tensile fracture, tipica delle fratture in corona - demolizione parte aggettante: creazione di uno o più crateri generati da esplosioni superficiali che, insieme alla gravità, inducono la frattura e il conseguente intaglio - demolizione alla radice: più esplosioni interne al manto nevoso Thanks to J.B. Johnson Mode I Opening

14 Lastroni (manto nevoso asciutto) - presenza di uno strato debole e di una zona super-debole - metodologia: intagliare il manto nevoso al fine di innescare una frattura in MODO II shear fracture, tipica delle fratture per scivolamento Thanks to: J.B. Johnson & J. Heierli Mode II Sliding

15 INNESCO ARTIFICIALE delle a LASTRONI Background Osservazioni sull innesco artificiale di un lastrone - Impulso troppo debole provoca un collasso dello strato debole lo strato continua a indebolirsi fino a raggiungere il collasso un sopraccarico addizionale applicato al lastrone causerebbe il collasso dello strato - Superficie dello strato debole troppo poco estesa l area di distacco continua a crescere a causa del carico imposto dalla gravità fino al collasso del lastrone - La resistenza di un lastrone compatto nei fianchi e in corona lascia il lastrone in loco un sovraccarico addizionale applicato al lastrone causerebbe il collasso in corona e ai fianchi una progressiva rottura ai fianchi o in corona causerebbe il distacco del lastrone

16 Manto nevoso umido - Instabilità dovute al manto nevoso umidificato sono difficili da prevedere: sono causate da parti di manto nevoso sature (sovra-sature) dovute a localizzati (fini e piccoli) strati impermeabili - metodologia: detonazioni simultanee per dislocare il manto nevoso ed incrementare il percorso del flusso - metodologia: detonazioni sequenziali per muovere la neve via dal pendio Thanks to J.B. Johnson