ROCKFALL落石運動模擬分析軟件簡介
ROCKFALL模型是由蘇黎世聯邦理工學院力學中心和WSL雪地和雪崩研究所SLF的RAMMS程序團隊開發(fā)的。該聯合項目得到了瑞士國家科學會的資助。ROCKFALL模塊用于研究下落的巖石的剛體運動。該模型可預測一般三維地形中的巖石軌跡。巖石的軌跡受巖石與地面之間的相互作用的支配。該模型包含六個主要狀態(tài)變量:落石的三個平移速度和三個旋轉速度。從中可以得出動能,跳動距離和跳躍高度。巖石定向和旋轉速度包括在巖石/地面相互作用中。因此, ROCKFALL模塊與AVALANCHE和DEBRISFLOW模塊從根本上不同,因為它基于硬接觸的剛體拉格朗日力學模型,而不是歐拉流體力學。它也與現有的落石模塊不同,因為巖石/地面相互作用并非完全由簡單的回彈力學來控制,而是由摩擦(耗散)的巖石/地面相互作用來控制。這些控制著跳巖的發(fā)生。ROCKFALL模塊可預測所有剛體運動------巖石的滑動,滾動和跳躍。
ROCKFALL模塊與AVALANCHE和DEBRISFLOW模塊中使用相同的用戶友好可視化工具耦合??梢暬ぞ呖奢p松進行仿真的準備,執(zhí)行,可視化和解釋。
Rockfall模型采用剛體力學,可以明確描述任意三維多面體,包括自然巖石形狀(請參見右圖)。將真實的巖石形狀引入落石模型可以更好地包含由不同地質環(huán)境產生的巖石形狀和大小的自然變異性。借助此方法,我們可以更接近地模擬落石跳動行為的真實本質,將巖石形狀和特定地點落石危險的釋放運動學特征相結合。
ROCKFALL開發(fā)組基于規(guī)模試驗所搜集的準確的大量數據,對軟件模型進行了驗證和校準。
實地研究和實驗收集的數據提供了必要的校準數據,以測試和驗證新的RAMMS落石模型(請參見下圖)。