Presentazione Modello: SSAP2010

Ingegneria per l’ambiente e il territorio

Corso di modellistica e simulazione

Antonio Pecoraro 772693

Scopo e Finalità

SSAP2010 è un software, creato dal Dr. Lorenzo Borselli, per l’analisi di stabilità

globale dei pendii, in terreni sciolti o rocciosi, nei confronti di movimenti gravitativi. Il

grado di stabilità del pendio viene valutato attraverso la determinazione del

Coefficinete o Fattore di sicurezza (Fs), analizzato con il metodo dell’equilibrio limite

(LEM). Il programma sfruttando codici di calcolo automatico permette di ottenere

risultati in modo molto veloce e garantisce una maggiore affidabilità, data da un gran

numero di verifiche effettuate. Al suo interno inoltre ha un programma: MAKEFILES 3.2 che

permette di creare i filedati contenenti tutte le informazione sul pendio da esaminare. A verifica terminata permette una visualizzazione grafica dei

risultati.

Autore e Sito

sito web di riferimento: http://www.ssap.eu/

Il software è stato creato dal geologo Lorenzo Borselli, Professore di Geotecnica e

Geologia applicata   alla facoltà di ingegneria dell’ Universitad Autonoma de San

Luis Potosì, a San Luis Potosì, in Messico.Attualmente il software è liberamente scaricabile dall’indirizzo

internet sopra riportato

Per l'uso di SSAP2010, è necessario predisporre di un sistema con le

seguenti caratteristiche minime:

- SPAZIO LIBERO DU DISCO RIGIDO: 300Mb

- MEMORIA RAM: 2GB per windows Vista, 3GB per Windows 7

- SISTEMA OPERATIVO: Microsoft Windows 7, Vista o XP

CONFIGURAZIONI MINIME

HARDWARE E SOFTWARE

DATI NECESSARI PER IL FUNZIONAMENTO DEL SOFTWARE

1. DATI PENDIO DEFINITI A PRIORI

2. CREAZIONE FILES DATI

3. ASSEMBLAGGIO MODELLO

1. DATI PENDIO DEFINITI A PRIORI

E’ necessario che siano noti e defniti a priori dall’utente tutti i dati geometrici

degli elementi che compongono il pendio (superficie falda, superfici strati,

superficie topografica, superfici muri , ostacoli, sovraccarichi, pali, tiranti,

geogriglie).

Questi dati possono essere rilevati da una sezione in scala del pendio.

2. CREAZIONE FILES DATI Una volta noti tutti i dati necessari, tramite il programma makefiles 3.2 (parte integrante del software) si possono creare tutti i parametri che servono a definire il modello del pendio. Dalla finestra principale accedendo all’Opzione mikefiles vi si aprirà una nuova finestra con diverse opzioni per la creazione dei files dati:

– SUPERFICI: inserire le cooordinate cartesiane delle superfici– DATI GEOMECCANICI: inserire dati– FALDA: inserire coordinate falda– SOVRACCARICHI: inserire coordinate e carico– TIRANTI: inserire dati– GEOGRIGLIE: inserire dati– PALI: inserire dati

N.B. unità di misura (m)

Indicare la directory in cui si vogliono salvare i file

Selezionando, per esempio, l’opzione superficie

E’ possibile selezionare un file .Dat già preesistente

O creare un nuovo file .Dat, dandogli un nome e selzeionando salvaNel caso in cui scegliessimo di

creare un nuovo file .Dat, allora si aprirà una nuova finestra in cui potremo inserire le coordinate delle nostre superficii. Finito l’inserimento delle coordinate, con il tasto in basso a destra possiamo salvare le modifiche e ritornare alla finestra principale di makefiles

3. ASSEMBLAGGIO MODELLO

Dopo aver finito di inserire i dati (obbligatoriamente quelli riguardanti la

superficie e i dati Geomeccanici), selezionando nella finestra mikefiles

l’opzione assembla modello, creeremo il modello del pendio, come file in

estensione . MOD. L’utilità del file .MOD è che permette di richiamare

contemporaneamente tutti i files dati che definiscono il modello del pendio definito

dall'utente.

CASO DI STUDIO

I files dati di questo caso di studio sono stai presi, dall’area download del sito di questo software, alla voce esempi_corso. All’interno della cartella ci sono diversi esempi con tutti i files dati da poter caricare, mancanti della verifica di stabilità, attuata direttamente da me. Questo in particolare fa parte della cartella: corsi_base/ancona.

Per caricare il modello creato precedentemente con makefiles scegliere l’opzione leggi modello. Dopo averlo caricato se si vuole con il tasto vedi modello, si può vedere il modello del pendio su QCAD.

Prima di avviare la verifica, dalla finestra principale del software si può aprire la finestra opzioni, in cui è possibile adoperare diverse scelte: il metodo di calcolo, il coefficiente sismico orizzontale….

Che ora analizzeremo maggiormente nel dettaglio

1) In questo esempio scegliamo zero dato che siamo in assenza di sisma. In condizioni sismiche si utilizza un coefficiente compreso tra gli 0.00 e 0.45 per le condizioni più gravose.

2) E’ possibile scegliere fra 6 metodi di calcolo

3) E’ un’opzione che permette di aumentare l’accuratezza dei risultati tramite un algoritmo che esplora lo spazio spazio dei parametri (lamba0, Fs0), i parametri di inizializzazione della procedura rigorosa del calcolo iterativo di Fs. Ci sono 3 metodi: - metodo A, rapido e accurato - metodo B, più accurato di A ma più lento - metodo C, il più accurato e il più lento, ha l’obbiettivo di identificare i valori di inizializzazione: lambda 0 e Fs0, che determinano il valore minimo di Fs finale per

la stessa superficie analizzata.

4) Coefficiente da usare per l’ analisi dei deficit di resistenza. Per convenzione è posto a 1,1

5) L’affidabilità delle procedure di calcolo del fattore di sicurezza Fs di un pendio è unelemento cruciale per qualunque software. SSAP2010 cerca il più possibile di tener conto di questi problemi, infatti ha sviluppato alcune metodologie per controllarli. Le due problematiche più importanti sono: la distribuzione delle pressioni normali sulla base dei conci e il fattore RHO, associato alle verticali interconcio mediante le quali la massa potenzialmente scivolante è suddivisa . Quindi queste due barre di controllo permettono di modificare i parametri di controllo e la tolleranza nei confronti di queste anomalie: - presenza di stress normali negativi locali lungo la superficie di scivolamento assunta

- presenza di un fattore RHO locale >FS

6) Uso il metodo convex random search perché indicato per pendii più omogeni

7) Nel nostro caso non è presente nessun tirante, quindi quest’opzione è da ignorare

8) Per default è utilizzato ilmodello ITO-MATSUI – HASSIOTIS, l’ altro metodo è utile solo nel caso si vogliano valori più cautelativi

9) Lo tengo disattivato perché nel pendio che sto analizzando non ci sono bruschi cambi di pendenza. Se l’avessi dovrei attivare l’opzione, poiché la superficie creata dal programma è formata da segmenti rettilinei e i segmenti rappresenterebbero irrealisticamente un brusco cambio di pendenza

10) Non ho sufficienti dati dall’ esempio fornitomi per sapere se il pendio è privo o meno ci coesione. Comunque nel caso sia un pendio privo di coesione l’opzione nn avrà nessun effeto.11) Opzione che possiamo

pure ignorare dato che il motore che stiamo utilizzando è il convex random search

12) Stiamo analizzando più di una superficie, quindi queste forze non sono da considerare

13) Attivando questa opzione il software esclude quelle piccole superifici critiche (non significative ai fini della stabilità) come per esempio piccole gibbosità o irregolarità

14) Secondo le norme NTC 2008 questo fattore riduttivo delle azioni stabilizzantideve essere >1.0

15) Nel caso di ostacoli all’interno del pendio (palificate, muri di sostegno..). Nel caso si scelga l’Opzione bisognerà definire i parametri della zona ostacolo.

16) Quando l’opzione dell’ttrattore dinamico ricerca superfici è attivata, la zonadi ricerca iniziale impostata dall’utente o fornita in automatico del programmaviene progressivamente ridotta in funzione delle superfici con minor Fs che viavia vengono trovate. L’analisi delle superficie porta a delimitare progressivamente una zona critica. Il programma consiglia di fare sempre un’anlisi con questa opzione attiva

Dalla finestra principale, si può accedere anche alle opzioni avanzate, dove ho spuntato, la voce attiva mappatura Fs locale, è ancora un’opzione sperimentale però mi permette di visualizzare in modo molto diretto la distribuzione dell’ Fs medio locale entro lamassa del pendio

Questi due sono i pulsanti per l’avvio della verifica di stabilità, che possiamo trovare in alto, nella finestra principale:

- Verifica singola: lancia il processo di verifica di una superficie specifica indicata dall'utente - Verifica globale: lancia il processo di verifica di stabilità con i parametri correnti del modello di pendio assunto

Il pannello di controllo al centro della finestra principale permette di visualizzare, in basso, i risultati in tempo reale. Nel pannello abbiamo:

- Il valore iterativo di Fs- L’intervallo di variazione di Fs delle 10 superfici random alle quali corrispondono i10 minori valori di Fs calcolati, tra tutte le superfici fino a quel momentoGenerate-Il numero di superfici generate e di cui è stato calcolato Fs- Infine abbiamo la % di superfici generate con successo e la % di stabilità numerica

Conclusa la verifica sempre dalla finestra principale sarà possibile visualizzare diversi grafici e diagrammi

DIAGRAMMI FORZE

Gruppo delle 10 superfici con Fs minore

SUPERFICIE INDIVIDUATA CON Fs MINIMO

MAPPA DELLE Fs LOCALI

N.B. opzione ancora sperimentale però l’ho voluta comunque mettere perché di grande impatto visivo. Fa capire subiTo quali siano le zone più critiche

GIUDIZI E COMMENTIPUNTI DI FORZA• Software molto rigoroso e con ottime potenzialità per essere freeware• Molto semplice e immediato da utilizzare data l’interfaccia grafica molto scarna e semplice• Inoltre personalmente trovo molto bello che rimanga un prodotto di ricerca libero disponibile par tutti gli utenti che lo desiderano testare, e utilizzare per lavoro e studio

•PUNTI DEBOLI• Molto lento nell’operazione di verifica• Grafica della finestra principale molto elementare e bruttina, rispetto a software a pagamento come SLOPE