Biomechanika stromů: modelování interakce kořenů a půdy

19.08.2021

Stromy představují důležitý přínos pro životní prostředí, ekonomiku a zmírňují dopady změny klimatu na každou zemi. Mohou však také způsobit značné škody na infrastruktuře a úrazy, zejména v městských oblastech. Hlavní zájem inženýrů a odborníků v oblasti životního prostředí souvisí se složitostí podrobné předpovědi potenciálního selhání skupiny stromů při změnách v životním prostředí a tím, jak k němu přispívají vlastnosti půdy.

Dopad změn klimatu na stabilitu stromů je často spojen s vyšším rizikem vývratu - kvůli vyšší četnosti a míře klimatických extrémů. Při větších rychlostech větru a v důsledku větších srážek může dojít k oslabení ukotvení kořenového systému kvůli snížené nasákavosti půdy a tím i snížení celkové únosnosti systému kmen-kořeny-podloží.

Byl proto vyvinut příklad numerické analýzy s použitím MIDAS GTS NX k simulaci napětí a deformacím, které se vyskytují na obvodu kořenového systému kmene. Model je založen na metodě konečných prvků, což je běžný inženýrský přístup používaný ke studiu chování velkých mechanických struktur. Podle (Zienkiewicz et al., 2013) má analýza konečných prvků realističtější přístup k reprezentaci skutečné geometrie stromu a vnitřních vlastností dřeva. Analýzy konečných prvků byly použity k simulaci statického chování stromu při zatížení větrem namísto empirických a analytických rovnic, které zahrnují mnoho předpokladů a někdy zvyšují nejistotu odvozených výsledků.

Celý článek a registrace na webinář zde.