Anàlisis simplificat de la mecànica d’impacte de blocs i de la seva influència en la fragmentació

Abstract

Els despreniments rocosos són un gran problema per les infraestructures, els béns i la pròpia vida de les persones. Aquest fenomen ha sigut estudiat en gran mesura, però les seves particularitats el fan ser una de les inestabilitats de masses més difícils de preveure. S’ha arribat a crear diversitat de models per trobar les trajectòries i l’abast d’un despreniment, però no és habitual que en aquests models es tingui present la fragmentació que molt sovint pateixen els blocs despresos a l’impactar amb el terreny. En el marc del projecte de recerca RockModels, s’ha dut a terme un assaig de llançament de maons al laboratori per analitzar el procés de fragmentació. D’aquest assaig es coneixien totes les propietats dels maons, el grau de fragmentació i es van enregistrar vídeos a alta velocitat dels impactes. En aquest treball, en primer lloc, s’ha fet un anàlisi qualitatiu dels vídeos enregistrats, on s’ha pogut observar les morfologies d’impacte (de cara, de vèrtex o d’aresta). En segon lloc, s’ha fet un anàlisi quantitatiu dels impactes per determinar l’energia cinètica, l’àrea d’impacte, la força normal i la pressió generades de cada impacte amb models analítics basats en condicions elàstiques. Finalment, s’ha comparat la força d’impacte amb el grau de fragmentació i s’ha analitzat la influència de la morfologia d’impacte a la fragmentació. Els resultats obtinguts de l’anàlisi dels vídeos ens mostren la importància que té la morfologia de l’impacte en la fragmentació. S’observa com els llançaments on l’impacte es produeix amb una aresta del maó, acostumen a fragmentar en el primer impacte, en canvi aquells maons on l’impacte es produeix amb el vèrtex, acostumen a no patir fragmentació en primera instància. Els resultats obtinguts del càlcul numèric mostren que als impactes amb una àrea d’impacte major, la força normal generada també és major. A contrapartida, quan l’àrea d’impacte era més petita, la pressió i la indentació eren més grans. De la influència en la fragmentació, els resultats mostren que aquesta es donarà amb més freqüència com més gran sigui l’angle d’impacte del centre de masses. En quant a la relació entre les forces i les pressions generades amb la fragmentació, no s’ha obtingut els resultats esperats, doncs no s’ha pogut analitzar de forma complerta els segons impactes, tal com s’ha fet amb els primers, considerant totes les variables que intervenen i varien respecte el primer impacte

    Similar works