TY - JOUR

T1 - 3D surveynmodelling for damage assessment in rubble-mound breakwaters under oblique wave incidence

AU - Lemos, Rute

AU - Peña, Enrique

AU - Santos, João

AU - Sande, Jose

AU - Figuero, Andreas

AU - Alvarellos, Alberto

AU - Laiño, Emilio

AU - Reis, Maria Teresa

AU - Fortes, Conceição Juana

AU - Kerpen, Nils B.

AU - Coelho, Ricardo

N1 - Funding information: This project has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No. 654110, HYDRALAB+. This project has received funding from the European Union's Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No. 654110, HYDRALAB+. The authors would like to acknowledge all the other participants on the ?RODBreak? project: Francisco Pedro, M?rio Coimbra, Moritz Koerner, Julius Weimper, Antje Bornschein, Bastien Dost, Bas Hofland, Jeroen Van den Bos, Rita Carvalho and Reinhard Pohl. The authors also acknowledge the support from LUFI, namely from Sven Liebish and the people at the Laboratory “Hannover Marienwerder”: Björn, Mareike, Mario, Raoul and Tom

PY - 2020/11/30

Y1 - 2020/11/30

N2 - La misura dell'evoluzione del danno sui modelli fisici in scala di una diga frangiflutti può essere ottenuta mediante i metodi tradizionali, attraverso il confronto tra i profili erosi, rappresentativi della sezione di testata, determinando l'area erosa come differenza tra rilievi consecutivi. Tuttavia, questo tipo di stima del danno è adatto solo per modelli 2D o per modelli 3D rappresentativi di un tratto della struttura. Attualmente, le nuove tecniche di rilievo, mediante laser scanner o metodo del Time of Fly (ToF), consentono di effettuare rilievi tridimensionali, con l'obiettivo di ottenere modelli digitali del terreno, a partire dall'acquisizione di nuvole di punti. Le nuovole di punti possono essere elaborate attraverso un elevato numero di software, offrendo la possibilità di estrarre profili trasversali e, quindi, stimare l'erosione della struttura. Nonostante i grandi progressi, il rilievo di modelli digitali tridimensionali di tali tipi di strutture risulta essere ancora difficile, in quanto l'erosione è fortemente influenzata dagli spazi tra gli elementi artificiali costituenti la mantellata che potrebbero essere erroneamente considerati segno di una potenziale erosione della struttura. Pertanto, è necessario condurre ulteriori indagini al fine di ottimizzare i parametri di post - elaborazione delle informazioni raccolte durante i rilievi sui modelli in scala. Una ulteriore difficoltà che si riscontra nella progettazione di tali tipi di strutture è rappresentata dalla necessità di dover considerare gli effetti indotti sulla stabilità degli elementi di mantellata dagli attacchi ondosi non perpendicolari, specialmente per onde incidenti inclinate rispetto la struttura di un angolo superiore a 45°, per i quali vi è un incremento di stabilità e sono disponibili pochi dati. Al fine di superare i suddetti limiti, è stata condotta una campagna sperimentale su modello fisico in scala nell'ambito del progetto TA HYDRALAB+ “RODBreak”. L'obiettivo principale del progetto è di approfindire lo studio del fenomeno, al fine di mitigare nel lungo periodo l'impatto dell'innalzamento del livello medio del mare sulle strutture di difesa costiera europee. La campagna sperimentale è stata condotta su un modello fisico 3D presso il laboratorio di Marienwerder dell'Università di Leibnitz di Hannover (LUH). Durante i test sono state misurate le condizioni ondose, la risalita delle onde, la portata di tracimazione e il danno sugli elementi costituenti la mantellata di una diga frangiflutti soggetta ad attacco ondoso obliquo. Il presente lavoro riporta l'evoluzione del danno subito dalla struttura nella sezione di testata indotta da onde estreme non perpendicolari alla struttura e le nuove metodologie non intrusive utilizzate per il rilievo degli elementi di mantellata, mediante l'utilizzo del sensore del movimento Kinect

AB - La misura dell'evoluzione del danno sui modelli fisici in scala di una diga frangiflutti può essere ottenuta mediante i metodi tradizionali, attraverso il confronto tra i profili erosi, rappresentativi della sezione di testata, determinando l'area erosa come differenza tra rilievi consecutivi. Tuttavia, questo tipo di stima del danno è adatto solo per modelli 2D o per modelli 3D rappresentativi di un tratto della struttura. Attualmente, le nuove tecniche di rilievo, mediante laser scanner o metodo del Time of Fly (ToF), consentono di effettuare rilievi tridimensionali, con l'obiettivo di ottenere modelli digitali del terreno, a partire dall'acquisizione di nuvole di punti. Le nuovole di punti possono essere elaborate attraverso un elevato numero di software, offrendo la possibilità di estrarre profili trasversali e, quindi, stimare l'erosione della struttura. Nonostante i grandi progressi, il rilievo di modelli digitali tridimensionali di tali tipi di strutture risulta essere ancora difficile, in quanto l'erosione è fortemente influenzata dagli spazi tra gli elementi artificiali costituenti la mantellata che potrebbero essere erroneamente considerati segno di una potenziale erosione della struttura. Pertanto, è necessario condurre ulteriori indagini al fine di ottimizzare i parametri di post - elaborazione delle informazioni raccolte durante i rilievi sui modelli in scala. Una ulteriore difficoltà che si riscontra nella progettazione di tali tipi di strutture è rappresentata dalla necessità di dover considerare gli effetti indotti sulla stabilità degli elementi di mantellata dagli attacchi ondosi non perpendicolari, specialmente per onde incidenti inclinate rispetto la struttura di un angolo superiore a 45°, per i quali vi è un incremento di stabilità e sono disponibili pochi dati. Al fine di superare i suddetti limiti, è stata condotta una campagna sperimentale su modello fisico in scala nell'ambito del progetto TA HYDRALAB+ “RODBreak”. L'obiettivo principale del progetto è di approfindire lo studio del fenomeno, al fine di mitigare nel lungo periodo l'impatto dell'innalzamento del livello medio del mare sulle strutture di difesa costiera europee. La campagna sperimentale è stata condotta su un modello fisico 3D presso il laboratorio di Marienwerder dell'Università di Leibnitz di Hannover (LUH). Durante i test sono state misurate le condizioni ondose, la risalita delle onde, la portata di tracimazione e il danno sugli elementi costituenti la mantellata di una diga frangiflutti soggetta ad attacco ondoso obliquo. Il presente lavoro riporta l'evoluzione del danno subito dalla struttura nella sezione di testata indotta da onde estreme non perpendicolari alla struttura e le nuove metodologie non intrusive utilizzate per il rilievo degli elementi di mantellata, mediante l'utilizzo del sensore del movimento Kinect

KW - coastal structure

KW - measuring techniques. large scale experiments

KW - stability

KW - surveying

UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85104036694&partnerID=8YFLogxK

U2 - 10.4408/IJEGE.2020-01.S-09

DO - 10.4408/IJEGE.2020-01.S-09

M3 - Article

AN - SCOPUS:85104036694

VL - 20

SP - 73

EP - 85

JO - Italian Journal of Engineering Geology and Environment

JF - Italian Journal of Engineering Geology and Environment

SN - 1825-6635

IS - 1

ER -