RAMMS::Rockfall

RAMMS::Rockfall模型用于研究三维复杂地形下落石的刚体运动。该模型考虑了岩体真实几何形状,通过计算落石与地面相互作用,可模拟落石的运动轨迹、跳动高度、平动速度、旋转速度和动能。可计算落石沿单一轨迹动力学特征并对多个随机轨迹集进行统计分析,通过分析落石运动距离、冲击破坏力以及与防护措施作用力,为山区落石灾害防灾减灾工作提供支撑。

RAMMS:Rockfall模型由苏黎世联邦理工学院和瑞士联邦森林雪与景观研究所联合开发,用于开展落石灾害的数值仿真。该模型与雪崩和泥石流模型具有显著差异。模型将落石视作刚体,采用6个状态变量刻画落石运动特征(3个平动速度、3个转动速度),忽略了落石运动过程中可能存在的破碎现象。不同于传统的仅依赖于恢复系数的落石模型,该模型考虑了落石的真实几何形状、地面软硬程度及落石-地面相互作用。通过引入独特的土壤压实-疤痕形成机制,实现了落石跳跃、滚动、滑动等可能运动模式的高效仿真,使得模拟轨迹与落石真实运动轨迹更加吻合。

模型中,用户可选用内置的落石几何形状,或根据需求自主定义,分析复杂三维地形下落石运动,判断是否危及社区人居安全以及是否对防护措施造成破坏。

主要参考文献:


Caviezel, A., Ringenbach, A., Demmel, S. E., Dinneen, C. E., Krebs, N., Bühler, Y., Christen, M., Meyrat, G., Stoffel, A., Hafner, E., Eberhard, L. A., Rickenbach, D. V., Simmler, K., Mayer, P., Niklaus, P. S., Birchler, T., Aebi, T., Cavigelli, L., Schaffner, M., Rickli, S., Schnetzler, C., Magno, M., Benini, L., & Bartelt, P. (2021). The relevance of rock shape over mass-implications for rockfall hazard assessments. Nature communications, 12(1), 5546.

Leine, R. I., Capobianco, G., Bartelt, P., Christen, M., & Caviezel, A. (2021). Stability of rigid body motion through an extended intermediate axis theorem: application to rockfall simulation. Multibody System Dynamics, 52(4), 431-455.

Lu, G., Caviezel, A., Christen, M., Demmel, S. E., Ringenbach, A., Bühler, Y., Dinneen, C. E., Gerber, W., & Bartelt, P. (2019). Modelling rockfall impact with scarring in compactable soils. Landslides, 16, 2353-2367.