Optimization of cushion layer performance in rockfall shelters

Rockfall occurs where a source of rock exists above a slope steep enough to allow rapid downslope movement of dislodged rocks by falling, rolling, bouncing, and sliding. Rockfall sources include bedrock outcrops or boulders on steep mountainsides or near the edges of escarpments such as cliffs, bluffs, and terraces. - The Rock Fall is a dangerous phenomenon that may have has a huge effect on transportation system. - One of the possible protection systems is Rockfall Shelters for all the types of transportation like (Roads- Trains Railway) by constructing rockfall shelters on the top of the transporting system which can face any risk of falling rock. This study investigates rockfall protection systems, specifically focusing on the mechanical behavior of a granular cushion layer on a reinforced concrete slab. The numerical simulations are conducted using Yade, an Open-Source Distinct Element Method. To optimize cushion layer performance, a geogrid is introduced which is able to distribute more the contact stresses from a localized impact point. Key factors, such as cushion layer thickness and porosity, are analyzed for their impact on efficiency, carefully balancing effectiveness against potential structural harm. The design analysis, which incorporates a geogrid at different distances, provides valuable insights, particularly in reducing stress concentration. The chosen keywords – Rockfall shelter, cushion layer, DEM, Yade, geogrid – effectively encapsulate the core elements of the research.

La caduta di roccia si verifica in cui esiste una fonte di roccia sopra un pendio abbastanza ripido da consentire un rapido movimento in discesa di rocce rimosse cadendo, rotolando, rimbalzando e scivolando. Le fonti di caduta di roccia includono affioramenti di roccione o massi su ripidi montagne o vicino ai bordi di scarpetti come scogliere, bluff e terrazze. - La caduta di roccia è un fenomeno pericoloso che potrebbe avere un enorme effetto sul sistema di trasporto. - Uno dei possibili sistemi di protezione sono i rifugi rocciosi per tutti i tipi di trasporto come (Roads-Trains Railway) costruendo rifugi per calarvi sulla parte superiore del sistema di trasporto che possono affrontare qualsiasi rischio di caduta di roccia. Questo studio studia i sistemi di protezione da roccia, concentrandosi in particolare sul comportamento meccanico di uno strato di cuscino granulare su una lastra di cemento armato. Le simulazioni numeriche sono condotte utilizzando Yade, un metodo di elemento distinto open source. Per ottimizzare le prestazioni dello strato di cuscino, viene introdotta una geogrid che è in grado di distribuire più sollecitazioni di contatto da un punto di impatto localizzato. I fattori chiave, come lo spessore dello strato di cuscino e la porosità, vengono analizzati per il loro impatto sull'efficienza, bilanciando attentamente l'efficacia contro il potenziale danno strutturale. L'analisi del design, che incorpora una geogrid a diverse distanze, fornisce preziose approfondimenti, in particolare per ridurre la concentrazione di stress. Le parole chiave scelte - Rockfall Shelter, Cushion Layer, Dem, Yade, Geogrid - incapsulano efficacemente gli elementi fondamentali della ricerca.