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Corso di Frane · Castelrotto Bolzano, Italy Eath Slide Very Slow Very Slow F.S. Martino Teramo,...

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Frane attive in terreni argillosi Università degli Studi di Salerno Dipartimento di Ingegneria Civile A.A. 2014-2015 Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Corso di Frane Prof. ing. Michele Calvello
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Frane attive in terreni argillosi

Università degli Studi di Salerno – Dipartimento di Ingegneria Civile – A.A. 2014-2015

Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio

Corso di Frane

Prof. ing. Michele Calvello

Page 2: Corso di Frane · Castelrotto Bolzano, Italy Eath Slide Very Slow Very Slow F.S. Martino Teramo, ... nel canale di frana. Velocità da rapide a molto rapide (Varnes, 1978).

Articoli principali

Caratterizzazione geotecnica di grandi aree. Esu (1994). In: Problemi geotecnici relativi alle arginature e alle sponde di fiumi e canali,

31-47. CISM, ISBN 88-85137-12-1. <ESTRATTO>

Experiences on slope movements in clayey soils (Esperienze su movimenti di versante in terreni argillosi). Lanzo G., D’Elia G. (1997).

Rivista Italiana di Geotecnica, 2/97:15-27.

Previsione degli spostamenti di frane riattivate da escursioni di livelli piezometrici: un caso di studio. Calvello M., Sorbino G., Cascini

L. (2005). Proc. IARG 2005, Ancona, 1-4.

(APPROFONDIMENTI)

Fasi evolutive delle frane di tipo colata nell’alta valle del F. Basento (Potenza). Guida D., Iaccarino G. (1991). Studi trentini di scienze

naturali - Acta geologica, 68(1):127-152. <ESTRATTO>

Lenti movimenti di versante nell’Abruzzo adriatico: caratteri e criteri di stabilizzazione. Bertini T, Cugusi F, D’Elia B, Rossi-Doria M.

(1986). Atti del XVI Convegno Naz. di Geotecnica, Bologna, 91-100.

A numerical procedure for predicting rainfall-induced movements of active landslides along pre-existing slip surfaces. Calvello M.,

Cascini L., Sorbino G. (2008). Int. J. Numer. Anal. Meth. Geomech., 32:327–351. DOI: 10.1002/nag.624.

L’analisi degli spostamenti di sistemi geotecnici con la “modellazione osservazionale”. Calvello, M. & Cascini, L. (2007). Proc. IARG

2007, Salerno, 1-4.

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Y Frane attive in terreni argillosi > Dispense

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Frane attive (e riattivazioni occasionali) in terreni argillosi

Varnes (1978)

Cruden & Varnes (1996)

Vaunat et al. (1994), Leroueil et al. (1996)

Varnes, D. J. (1978). Slope movement: types and processes. In Landslides: Analysis and Control, TRB Report 176, 11-33.

Cruden, D. M. & Varnes, D. J. (1996). Landslide types and processes. In Landslides: Investigation and Mitigation, TRB Special Report 247, 36-75.

Vaunat, J., Leroueil, S. & Faure, R. (1994). Slope movements: a geotechnical perspective. Proc. 7th Cong. Int. Assoc. Eng. Geol., Lisbon, 1637-1646.

Leroueil, S., Vaunat, J., Picarelli, L., Locat, J., Faure, R. & Lee, H. (1996). A geotechnical characterization of slope movements. Proc. 7th Int. Symp. Landslides, Trondheim, Norway, 1:53-74.

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Scorrimenti in terreni argillosi sovraconsolidati (formazioni strutturalmente complesse)

Varnes (1978)

Cruden & Varnes (1996)

Vaunat et al. (1994), Leroueil et al. (1996)

Reactivated slides in stiff clay or clay shale

slope movements localized along a shear zone

residual shear strength at the sliding surface

low rate of displacements related to the stress level at the sliding surface

increase in pore pressures in the vicinity of shear surfaces

Causa innescante: PIOGGIA

Governa il regime delle pressione neutre nel pendio e, di conseguenza, la velocità del fenomeno franoso

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Aree di collina e di montagna in Italia (Esu 1994)

Tipi di terreno

Terreni argillosi

Lacustri

Argille marnose marine

Formazioni strutturalmente complesse

Componente lapideo e componente argilloso/argillitico

Formazioni torbiditiche & Argille scagliose

Rocce

Scala del campione di laboratorio: bassa porosità, alta resistenza meccanica

Ammasso: comportamento funzione di quantità e caratteristiche delle discontinuità

Esu (1994). Caratterizzazione geotecnica di grandi aree. Problemi geotecnici relativi alle arginature e alle sponde di fiumi e canali, 31-47. CISM, ISBN 88-85137-12-1.

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Le formazioni strutturalmente complesse (Esu 1977, 1994)

Classifica delle formazioni strutturalmente complesse

A. Materiali a grana fine, litologicamente

omogenei, con discontinuità strutturali

A1. Ammassi poco disturbati, struttura ordinata

(argille azzurre)

A2. Ammassi suddivisibili in scaglie

centimetriche (argille varicolori)

B. Alternanze di terreni litologicamente

eterogenei (flysch di rocce lapidee e argilliti)

B1. Struttura regolare e ordinata

B2. Struttura disarticolata

B3. Struttura estremamente caotica

C. Terreni litologicamente eterogenei

(terreni residuali, coltri d’alterazione e di frana)

A1 & B1. sono importanti superfici di strato e giunti

A2 & B2, B3. sono importanti le fessure di origine tettonica

omogeneità / eterogeneità

str

uttu

ra

Esu (1977). Behaviour of slopes in structurally complex formations. Proc. Int. Symp. Geotechnics of Structurally Complex Formations, Capri, Italy, 2:292-304.

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CASO di studio 1: La miniera a cielo aperto di S. Barbara (Arezzo, Toscana)

Riferimenti biliografici

Lanzo & D'Elia (1997). Esperienze su movimenti di versante in terreni argillosi.

Movimenti franosi

Primo distacco (durante l’attività mineraria, fino al 1983)

Riattivazioni

Monitoraggio (dal 1989)

Misura degli spostamenti in superficie (rilievi topografici)

Misure degli spostamenti in profondità (inclinometri)

Misure di pressione neutra (piezometri Casagrande ed elettropneumatici)

Miniera di lignite a cielo aperto

Lanzo, D’Elia (1997). Experiences on slope movements in clayey soils. Rivista Italiana di Geotecnica, 2/97:15-27.

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CASO di studio 1: La miniera a cielo aperto di S. Barbara (Arezzo, Toscana)

Depositi lacustri pliocenici costituiti, dal basso verso I'alto, da sabbie di letto, dal banco principale di

lignite e dall'argilla di S. Barbara.

Le sabbie di letto sono formate da sabbie medio-fini con sottili strati di limi argillosi. L'argilla di S.

Barbara è un'argilla sovraconsolidata fessurata, con intercalazioni sottili di sabbia fina. Il comportamento

meccanico e idraulico dell'argilla in sito dipende dai suoi caratteri strutturali. In particolare l'argilla in-situ,

se scaricata, presenta una permeabilità piuttosto elevata a causa della apertura delle discontinuita come

conseguenza del rilascio tensionale. A causa dei deboli legami diagenetici, i processi di softening e

strain-softening dell'argilla di S. Barbara sono molto pronunciati e tali da rendere il comportamento del

materiale di frana simile a quello di un'argilla normalmente consolidata. Inoltre, il materiale di frana

presenta una permeabilità d'insieme minore di quella del materiale indisturbato.

Inquadramento geologico e proprietà geotecniche

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CASO di studio 1: La miniera a cielo aperto di S. Barbara (Arezzo, Toscana)

Analisi dei risultati del monitoraggio

3 Pendii (corpi di frana interessati da movimenti lenti)

Bomba

Piagge

Carpinete

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CASO di studio 1: La miniera a cielo aperto di S. Barbara (Arezzo, Toscana)

BOMBA

Frana di primo distacco: 1983

Quota del piede della frana: 80 m s.l.m.

Riempimento: 1983-1989 (135 m s.l.m.)

Completamento berma: 1992 (150 m s.l.m.)

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CASO di studio 1: La miniera a cielo aperto di S. Barbara (Arezzo, Toscana)

PIAGGE

Frana di primo distacco: 1965

Quota del piede della frana: 144 m s.l.m.

Riempimento: 1983-1991 (135 m s.l.m.)

Completamento berma: 1994 (160 m s.l.m.)

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CASO di studio 1: La miniera a cielo aperto di S. Barbara (Arezzo, Toscana)

CARPINETE

Frana di primo distacco: 1983

Quota del piede della frana: 154 m s.l.m.

Riempimento: 1983-1989 (135 m s.l.m.)

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CASO di studio 1: La miniera a cielo aperto di S. Barbara (Arezzo, Toscana)

Confronto tra i tre pendii

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Spostamenti e velocità

Cruden & Varnes (1996)

(m/s) (..)

7 Extr. rapid

---------- ------------------ 5,0E+00 5 (m/s)

6 Very rapid

---------- ------------------ 5,0E-02 3 (m/min)

5 Rapid

---------- ------------------ 5,0E-04 1,8 (m/h)

4 Moderate

---------- ------------------ 5,0E-06 13 (m/month)

3 Slow

---------- ------------------ 5,0E-08 1,6 (m/y)

2 Very slow

---------- ------------------ 5,0E-10 1,6 (cm/y)

1 Extr. slow

VelocityDescriptionClass

../s ../min ../h ../d ../w ../month ../y

7 (ER)

---------- 5 m 300 m

6 (VR)

---------- 5 cm 3 m 180 m

5 (R)

---------- 3 cm 1,8 m 43 m 300 m 1,3 km

4 (M)

---------- 1.8 cm 43 cm 3 m 13 m 160 m

3 (S)

---------- 4,3 mm 3 cm 13 cm 1,6 m

2 (VS)

---------- 1,3 mm 1,6 cm

1 (ES)

Velocities (for displacements between 1,3 mm and 13 m)Class

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Spostamenti e velocità

intervallo temporale = 1 mese intervallo temporale = 1 giorno

intervallo temporale = 1 anno

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

4.5

21/11/96 21/11/97 21/11/98

v [m

/y]

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21/11/96 21/11/97 21/11/98

v [m

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21/11/96 21/11/97 21/11/98

v [m

/y]

Slow

Very Slow

Slow

Very Slow

Slow

Very Slow

Corominas et al. (2005)

modificato da Cascini (LARAM School)

Frana di Vallcebre (Spagna)

Corominas et al. (2005). Prediction of ground displacements and velocities from groundwater level changes at the Vallcebre landslide (Eastern Pyrenees, Spain). Landslides, 2(2):83-97.

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Spostamenti e velocità dis

pla

cem

ents

[m

m]

time [days]

linear

displacements

non linear

displacements

linear

displacements

dis

pla

cem

ents

[m

m]

time [days]

twtr

dw

dr

ti

di

non linear

displacements

time-dependent

velocity

0

50

100

150

200

0 15 30 45 60t [days]

dis

pla

cem

en

ts [

mm

]

v-1 day

v-5 days

v-15 days

v-30 days

0

7

14

21

0 15 30 45 60t [days]

velo

cit

y [

mm

/d]

.

v-1 day

v-5 days

v-15 days

v-30 days

Velocità medie

Spostamenti cumulati

modificato da Grimaldi (2008)

Grimaldi (2008). Modelling the displacements of slow moving landslides. Tesi di dottorato, Università degli Studi di Salerno.

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Spostamenti e velocità

measured estimated

velocity velocity

P.Cassia (OR) Orvieto, Italy Eath Slide Extremely Slow Very Slow

P.Cassia (O4) Orvieto, Italy Eath Slide Very Slow Very Slow

P.Cassia (OV) Orvieto, Italy Eath Slide Very Slow Very Slow

Castelrotto Bolzano, Italy Eath Slide Very Slow Very Slow

F.S. Martino Teramo, Italy Eath Slide Very Slow Very Slow

F. Cignale Teramo, Italy Eath Slide Very Slow Very Slow

M. Casola Alessandria, Italy Eath Slide Very Slow Very Slow

Vallcebre Spagna Eath Slide Slow Slow

Bomba Italy Eath Slide Very Slow Slow

Piagge Italy Eath Slide Slow Slow

Lioni Avellino, Italy Eath Slide Very Slow Slow

Cruden & Varnes (1996)

Name Where Typemeasured estimated

velocity velocity

Alverà Belluno, Italy Earth Flow Slow Slow

Staulin Belluno, Italy Earth Flow Very Slow Very Slow

Rio Roncatto Belluno, Italy Earth Flow Slow Slow

B. di Montagna Potenza, Italy Earth Flow Moderate Moderate

La Chenula Switzerland Earth Flow Moderate Moderate

Mam Tor Great Britain Earth Flow Slow Slow

V. Fossate (A) Isernia, Italy Earth Flow Very Slow Very Slow

M. Marino Potenza, Italy Earth Flow Slow Slow

T. Miscano Benevento, Italy Earth Flow Very Slow Very Slow

Cruden & Varnes (1996)

Name Where TypeTYPE OF MOVEMENT

FALLS

TOPPLES

ROTATIONAL

LATERAL SPREADS

FLOWS

SLIDESTRANSLATIONAL

BEDROCKPredominantly coarse Predominantly fine

TYPE OF MATERIAL

Rock fall

Rock topple

Rock slide

Rock spread

COMPLEX

ENGINEERING SOILS

Debris fall

Debris topple

Debris slide

Debris spread

Debris flow

(soil creep)

Rock flow

(deep creep)

Earth fall

Earth topple

Earth slide

Earth spread

Earth flow

Combination of two or more principal types of movement

Velocity

ClassDescription

Velocity

(mm/sec)

Typical

Velocity

Extremely Rapid7

Very Rapid6

Rapid5

Moderate4

Slow3

Very Slow2

Extremely Slow1

5·10e-1

5·10e1

5·10e-3

5·10e-5

5·10e-7

5·10e3 5 m/sec

3 m/min

1,8 m/hr

1,3 m/mon

1,6 m/yr

15 mm/yr

Activity

State

Active

Reactivated

Suspended

Inactive

Dormant

Abandoned

Stabilised

Relict

Distribution

Avancing

Retrogressive

Widening

Enlarging

Confined

Diminishing

Moving

Style

Complex

Composite

Multiple

Succesive

Single

Material

Rock

Saturated

Soil

Unsaturated

Oth

ers

(residu

als, ...)

Co

llapsib

le

Deb

ris and

coars m

aterials

Stru

cturally

com

plex

form

ations

Silty

clay

Po

st-glacial

clay

San

d an

d

fine silt

Fissured

Soft

Rock

Intact

Hard

Rock

Dis

pla

cem

ent

rate

pre

-fai

lure

po

st-f

ailu

re

first failure

occasional

reactivation

active

landslide

TYPE OF MOVEMENT

FALLS

TOPPLES

ROTATIONAL

LATERAL SPREADS

FLOWS

SLIDESTRANSLATIONAL

BEDROCKPredominantly coarse Predominantly fine

TYPE OF MATERIAL

Rock fall

Rock topple

Rock slide

Rock spread

COMPLEX

ENGINEERING SOILS

Debris fall

Debris topple

Debris slide

Debris spread

Debris flow

(soil creep)

Rock flow

(deep creep)

Earth fall

Earth topple

Earth slide

Earth spread

Earth flow

Combination of two or more principal types of movement

Velocity

ClassDescription

Velocity

(mm/sec)

Typical

Velocity

Extremely Rapid7

Very Rapid6

Rapid5

Moderate4

Slow3

Very Slow2

Extremely Slow1

5·10e-1

5·10e1

5·10e-3

5·10e-5

5·10e-7

5·10e3 5 m/sec

3 m/min

1,8 m/hr

1,3 m/mon

1,6 m/yr

15 mm/yr

Activity

State

Active

Reactivated

Suspended

Inactive

Dormant

Abandoned

Stabilised

Relict

Distribution

Avancing

Retrogressive

Widening

Enlarging

Confined

Diminishing

Moving

Style

Complex

Composite

Multiple

Succesive

Single

Material

Rock

Saturated

Soil

Unsaturated

Oth

ers

(residu

als, ...)

Co

llapsib

le

Deb

ris and

coars m

aterials

Stru

cturally

com

plex

form

ations

Silty

clay

Po

st-glacial

clay

San

d an

d

fine silt

Fissured

Soft

Rock

Intact

Hard

Rock

Dis

pla

cem

ent

rate

pre

-fai

lure

po

st-f

ailu

re

first failure

occasional

reactivation

active

landslide

Velocità massima

giornaliera modificato da Grimaldi (2008)

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Fasi evolutive delle frane tipo colata (Guida e Iaccarino 1991)

Modello evolutivo (Alta valle del F. Basento - Potenza)

in cui si distinguono 4 fasi sulla base di elementi morfologici caratteristici

Fase A Distacco della nicchia di

alimentazione e flusso del materiale

nel canale di frana. Velocità da rapide

a molto rapide (Varnes, 1978).

Fase B Materiali in frana si muovono nel

canale. Velocità da lente a moderate.

Fase C Bordi delle scarpate smussate,

deformazioni con ondulazioni del

piano campagna. Velocità da

estremamente lente a lente.

Fase D Assenza di deformazioni

macroscopiche, superficie topografica

quasi regolarizzata. Velocità da nulle

a estremamente lente.

Guida, Iaccarino (1991). Fasi evolutive delle frane di tipo colata nell’alta valle del F. Basento (Potenza). Studi trentini di scienze naturali - Acta geologica, 68(1):127-152.

Pro

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14

). C

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Spostamenti e velocità

Cruden & Varnes (1996)

(m/s) (..)

7 Extr. rapid

---------- ------------------ 5,0E+00 5 (m/s)

6 Very rapid

---------- ------------------ 5,0E-02 3 (m/min)

5 Rapid

---------- ------------------ 5,0E-04 1,8 (m/h)

4 Moderate

---------- ------------------ 5,0E-06 13 (m/month)

3 Slow

---------- ------------------ 5,0E-08 1,6 (m/y)

2 Very slow

---------- ------------------ 5,0E-10 1,6 (cm/y)

1 Extr. slow

VelocityDescriptionClass

Varnes (1978)

10 ft/s ( 3 m/s )

1 ft/min ( 0.3 m/min )

5 ft/day ( 1.5 m/day )

5 ft/month ( 1.5 m/month )

5 ft/year ( 1.5 m/year )

1 ft/ 5 year ( 6 cm/year )

Pro

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Transizione da scorrimento a colata, e viceversa (Picarelli 2001)

(Alta valle del F. Basento – Potenza)

Picarelli (2001). Transition from slide to earthflow, and the reverse. Proc. Conf. Transition from slide to flow: mechanisms and remedial measures, Patron Editore, 21-54.

Pro

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). C

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Transizione da scorrimento a colata, e viceversa (Picarelli 2001)

(Alta valle del F. Basento – Potenza)

fonte: Comegna (2005)

Comegna (2005). Proprietà e comportamento delle colate in argilla. Tesi di dottorato, Seconda Università degli Studi di Napoli.

Pro

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Il modello geotecnico di pendio

Stratigrafia

Comportamento meccanico del terreno

Pressioni interstiziali

Spostamenti

Indagini in-situ e prove di laboratorio

Monitoraggio

Condizioni di stabilità

Modellazione

modificato da Cascini (LARAM School)

Evoluzione del fenomeno

Pro

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Eventi pluviometrici e movimenti franosi (Cascini & Versace 1986)

Modellazione del regime delle pressioni neutre: classi di modello

(a scatola chiusa) (misto) (fisicamente basato)

impervious

rainfall

evapotranspiration

rainfall

run-off

rainfall

Based on statistical relationships Based on mathematical relationships describing the

physical processes controlling the groundwater regime

Based on both statistical and functional relationships

Pore water pressure

Pore water pressure

Modello idrologico Modello

completo di versante

modificato da Cascini (LARAM School)

Cascini, Versace (1986). Eventi pluviometrici e movimenti franosi. XVI Convegno nazionale di geotecnica, Bologna, 171-184.

Pro

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Previsione degli spostamenti di una frana attiva

Landslide risk management (Fell at al. 2005)

Frequenza = misura della probabilità (conditionale) di un

risultato, espressa come numero di accadimenti di un evento

in un dato intervallo di tempo (sulla base di un insieme di dati,

ipotesi e informazioni)

In questo caso l’EVENTO non è il COLLASSO, ma

il realizzarsi di movimenti lungo la superficie di scorrimento

(e la loro previsione nel tempo)

Fell et. al. (2005). A framework for landslide risk assessment and management. Landslide Risk Management, 3-25. Taylor & Francis, ISBN-13: 978-0415380430.

Pro

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). C

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5, U

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Previsione degli spostamenti di una frana attiva indotti da eventi pluviometrici

Leroueil (2001)

Modelli fenomenologici (black-box)

relazioni empiriche tra movimenti del pendio e cause innescanti

Modelli fisicamente-basati e “misti”

il comportamento meccanico del terreno è esplicitamente

considerato (i modelli possono essere definiti “misti” quando

impiegano schematizzazioni concettuali e/o semplificazioni del

fenomeno all’interno di uno schema fisicamente-basato)

Tipologia di modello

Leroueil (2001). Natural slopes and cuts: movement and failure mechanisms. Geotechnique, 51(3):197-243.

Pro

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Previsione degli spostamenti di una frana attiva indotti da eventi pluviometrici

Modello fenomenologico

(coeff. di sicurezza locale)

Pressioni neutre misurate

Relazione fenomenologica

dP ∼ u(t)

Spostamenti in un punto della sup. di

scorrimento Relazione

fenomenologica

dSlip ∼ u(t)

Spostamenti lungo al sup. di scorrimento

Pioggia netta

Modello completo di versante

Pressioni neutre nel pendio

Modello tensio-deformativo

eij(t) = f(s’ij,t)

Deformazioni nel pendio

Pioggia netta

Modello completo di versante

Pressioni neutre nel pendio

modificato da Cascini (LARAM School)

Pro

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). C

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, IT

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Y

Modello misto

(coeff. di sicurezza globale)

Modello fisicamente-basato

(analisi disaccopiata)

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Previsione degli spostamenti di una frana attiva indotti da eventi pluviometrici

Modello fenomenologico

(coeff. di sicurezza locale)

Modello misto

(coeff. di sicurezza globale)

Modello fisicamente-basato

(analisi disaccopiata)

t

Pw(t)

t

Pw(t)

Pressioni neutre misurate in un punto

Pressioni neutre calcolate Pressioni neutre calcolate

Superficie di scorrimento

Punto P

t

Pw(t)

dP ∼ u(t) dSlip ∼ u(t) eij(t) = f(s’ij,t)

modificato da Cascini (LARAM School)

Pro

f. M

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14

). C

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Fisicamente-basato

Idrologico

Analisi “Locale”

Analisi “Globale”

Analisi “Locale”

Analisi “Globale”

Fisicamente-basato

Idrologico

Pioggia

Groundwater

Analysis

Kinematic

Analysis

Pressioni neutre

calcolate

Spostamenti

calcolati

Previsione degli spostamenti di una frana attiva indotti da eventi pluviometrici

Fisicamente-basato

Fenomenologico

Fisicamente-basato

Fenomenologico

modificato da Grimaldi (2008)

Pro

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CASO di studio 2: La frana di Fosso S. Martino (Teramo, Abruzzo)

Riferimenti biliografici

Bertini, Cugusi, D’Elia, Rossi-Doria (1986). Lenti movimenti di versante nell’Abruzzo adriatico: caratteri e

criteri di stabilizzazione. XVI Convegno Nazionale di Geotecnica, Bologna.

Calvello, Sorbino, Cascini (2005). Previsione degli spostamenti di frane riattivate da escursioni di livelli

piezometrici: un caso di studio. IARG, Ancona.

Calvello & Cascini (2006). “Predicting Rainfall-induced Movements of Slides in Stiff Clays”, Proc. ECI

Conference “Geohazards”, Lillehammer, Norway 7: 1-8.

Calvello, Cascini, Sorbino (2008). A numerical procedure for predicting rainfall-induced movements of

active landslides along pre-existing slip surfaces. Int. J. Numer. Anal. Meth. Geomech., 32:327–351.

DOI: 10.1002/nag.624

Pro

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). C

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CASO di studio 2: La frana di Fosso S. Martino (Teramo, Abruzzo)

Zona 1 basamento argilloso marnoso

Zona 3 coltre detritica limo-argillosa

Zona 2 basamento argilloso marnoso (fascia degradata)

Caratteristiche dei terreni

g

(kN/m3)

wN

(%)

wL

(%)f'R f'

c

(kPa)

kx'

(m/s)

ky'

(m/s)

kx'

(m/s)

ky'

(m/s)

3Coltre detritica

(limo-argillosa)fino a 15 21-22 16-21 39-45 21 27 25

2Basamento

(parte alterata)2-5 19.9-21.5 18-25 41-51 17-22

1Basamento

(argilloso-marnoso)21.5-22.5 15-18 41-51 3.0E-06 1E-4/1E-5 1E-5/1E-7

Proprietà indicespessore

(m)TerrenoZona

Permeabilità

(da prove di lab.)Parametri di resistenza

5.0E-07 5.0E-07

5.0E-07

Stima permeabilità

in-situ

Pro

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20

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). C

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CASO di studio 2: La frana di Fosso S. Martino (Teramo, Abruzzo)

Misure pluviometriche Misure inclinometriche

Zona 1 basamento argilloso marnoso

Zona 3 coltre detritica limo-argillosa

Zona 2 basamento argilloso marnoso (fascia degradata)

Misure piezometriche

0m

5m

Pro

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20

14

). C

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CASO di studio 2: La frana di Fosso S. Martino (Teramo, Abruzzo)

Leroueil (2001)

(parametri di input )

Analisi del moto di

filtrazione (FEM)

u = u(t)

Analisi di stabilità

(Equilibrio Limite)

F = F(t)

v = v(t)

Confronto NO

R = R(t)

Piezometrico

[ uj = uj(t) ]

Inclinometrico

[ v = v(t) ]

calibrazione

ki

F’r

Confronto

Relazione F vs. v

(Empirica)

NO

FMAX, vMAX

calibrazione

calibrazione

(monitoraggio)

KIN

EM

AT

IC m

odel

GR

OU

ND

WA

TE

R m

odel

Calvello & Cascini (2006)

“Predicting Rainfall-induced Movements of Slides in Stiff Clays”,

Proc. ECI Conference “Geohazards”, Lillehammer, Norway 7: 1-8.

Calvello, Cascini, Sorbino (2008)

“A numerical procedure for predicting rainfall-induced

movements of active landslides along pre-existing slip surfaces”

Int. J. Numer. Anal. Meth. Geomech., 32:327–351.

Pro

f. M

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20

14

). C

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CASO di studio 2: La frana di Fosso S. Martino (Teramo, Abruzzo)

Misure in-situ

(monitoraggio)

Parametri

geotecnici

Modello

di sottosuolo

Modello del regime

delle acque

sotterranee (FEM)

h = h(t)

Modellazione delle

condizioni di stabilità

(Equilibrio Limite)

FS = FS(t)

v = v(t)

Confronto

OK?

NO

Misure

pluviometriche

[ q = q(t) ]

Misure

piezometriche

[ hj = hj(t) ]

Misure

inclinometriche

[ v = v(t) ]

calibrazione

gi - fi - ci

Confronto

OK?

Relazione

FS vs. v

NO

FSMAX - vMAX

calibrazione

calibrazione

BC, ki

Pro

f. M

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e C

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lo (

20

14

). C

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CASO di studio 2: La frana di Fosso S. Martino (Teramo, Abruzzo)

Misure in-situ

(monitoraggio)

Parametri

geotecnici

Modello

di sottosuolo

Sezione del pendio

Bertini et al. (1984)

Pro

f. M

ichel

e C

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lo (

20

14

). C

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CASO di studio 2: La frana di Fosso S. Martino (Teramo, Abruzzo)

Misure in-situ

(monitoraggio)

Parametri

geotecnici

Modello

di sottosuolo

Misure

pluviometriche

[ q = q(t) ]

BC, ki

Zona 1: basamento argilloso marnoso

Zona 3: coltre detritica limo-argillosa

Zona 2: basamento argilloso marnoso (fascia degradata)

hSX

hDX

q=0

q=q(t)

Time (x 1000)

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

q (

x 0

.00

1)

0

1

2

3

4

SEEP/W q = q(t)

Modello del regime

delle acque

sotterranee (FEM)

Pressure (x 1000)

-1 0 1

Conductivity

0.01

0.1

1

Pressure

0 20 40 60 80 100

Vol. W

ate

r C

onte

nt

(x 0

.001)

300

310

320

330

340

350

ks

mv

kr kd S

EE

P/W

DE

FIN

E

Pro

f. M

ichel

e C

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lo (

20

14

). C

ors

o d

i F

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A.A

. 2

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5, U

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, IT

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CASO di studio 2: La frana di Fosso S. Martino (Teramo, Abruzzo)

Misure in-situ

(monitoraggio)

Parametri

geotecnici

Modello

di sottosuolo

Misure

pluviometriche

[ q = q(t) ]

BC, ki

Zona 1: basamento argilloso marnoso

Zona 3: coltre detritica limo-argillosa

Zona 2: basamento argilloso marnoso (fascia degradata)

hSX

hDX

q=0

q=q(t)

ks (m/g) kr kd (°)

Zona 3

(mezzo isotropo) 0.05 1 0

Zona 2

(mezzo isotropo) 0.05 1 0

Zona 1

(mezzo anisotropo) 5 0.02 350

Time (x 1000)

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

q (

x 0

.00

1)

0

1

2

3

4

SEEP/W

ki (da Bertini et al., 1984)

q = q(t)

Modello del regime

delle acque

sotterranee (FEM)

Pro

f. M

ichel

e C

alvel

lo (

20

14

). C

ors

o d

i F

rane,

A.A

. 2

01

4-2

01

5, U

niv

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no

, IT

AL

Y

Page 37: Corso di Frane · Castelrotto Bolzano, Italy Eath Slide Very Slow Very Slow F.S. Martino Teramo, ... nel canale di frana. Velocità da rapide a molto rapide (Varnes, 1978).

CASO di studio 2: La frana di Fosso S. Martino (Teramo, Abruzzo)

Misure in-situ

(monitoraggio)

Parametri

geotecnici

Modello

di sottosuolo

h = h(t)

Confronto

OK?

NO

Misure

pluviometriche

[ q = q(t) ]

Misure

piezometriche

[ hj = hj(t) ]

calibrazione

hSX

hDX

q=0

q=q(t)

SEEP/W

165

166

167

168

169

170

0 365 730 1095

To

tal H

ea

d

Time

162

163

164

165

166

167

0 365 730 1095

hj = hj(t)

calibrazione

(Calvello, 2002)

Modello del regime

delle acque

sotterranee (FEM)

BC, ki

Calvello (2002). Inverse analysis of a supported excavation through Chicago glacial clays. PhD Thesis, Northwestern University.

Pro

f. M

ichel

e C

alvel

lo (

20

14

). C

ors

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A.A

. 2

01

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01

5, U

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, IT

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CASO di studio 2: La frana di Fosso S. Martino (Teramo, Abruzzo)

A2

158

160

162

164

166

168

0 365 730 1095

F10

152

154

156

158

160

162

0 365 730 1095

B5

146

148

150

152

154

156

0 365 730 1095

G12

129

131

133

135

137

139

0 365 730 1095

D8

170

172

174

176

178

180

0 365 730 1095

D8 A1 F9

B3

C6 G11

A2

F10 B4

B5 C7

G12

Isopieziche (disegnate ogni 2m) al tempo t=1040g

q=q(t)

hSX

hDX q=0

Osservazioni

Risultati modello

Piezometri

Tempo (g)

h (

m s

lm)

Pro

f. M

ichel

e C

alvel

lo (

20

14

). C

ors

o d

i F

rane,

A.A

. 2

01

4-2

01

5, U

niv

ersi

tà d

i S

aler

no

, IT

AL

Y

Page 39: Corso di Frane · Castelrotto Bolzano, Italy Eath Slide Very Slow Very Slow F.S. Martino Teramo, ... nel canale di frana. Velocità da rapide a molto rapide (Varnes, 1978).

CASO di studio 2: La frana di Fosso S. Martino (Teramo, Abruzzo)

G11

129

131

133

135

137

139

0 365 730 1095

C6

136

138

140

142

144

146

0 365 730 1095

C7

136

138

140

142

144

146

0 365 730 1095

B3

146

148

150

152

154

156

0 365 730 1095

B4

146

148

150

152

154

156

0 365 730 1095

F9

152

154

156

158

160

162

0 365 730 1095

A1

158

160

162

164

166

168

0 365 730 1095

D8 A1 F9

B3

C6 G11

A2

F10 B4

B5 C7

G12

Isopieziche (disegnate ogni 2m) al tempo t=1040g

Tempo (g)

h (

m s

lm)

q=q(t)

hSX

hDX q=0

Piezometri

Osservazioni

Risultati modello

Pro

f. M

ichel

e C

alvel

lo (

20

14

). C

ors

o d

i F

rane,

A.A

. 2

01

4-2

01

5, U

niv

ersi

tà d

i S

aler

no

, IT

AL

Y

Page 40: Corso di Frane · Castelrotto Bolzano, Italy Eath Slide Very Slow Very Slow F.S. Martino Teramo, ... nel canale di frana. Velocità da rapide a molto rapide (Varnes, 1978).

CASO di studio 2: La frana di Fosso S. Martino (Teramo, Abruzzo)

Bertini et al. (1984) Modello calibrato

ks (m/g) 0.05 0.2

kr 1 1

kd (º) 360 360

mv (kPa-1

) 2.E-04

ks (m/g) 0.05 0.1

kr 1 0.05

kd (º) 360 350

mv (kPa-1

) 2.E-04

ks (m/g) 5 1

kr 0.020 0.200

kd (º) 350 350

mv (kPa-1

) 5.E-05

Hsx (m) 176

Hdx (m) 109

Zona 3

Zona 1

Zona 2

D8 A1 F9

B3

C6 G11

A2

F10 B4

B5 C7

G12

Isopieziche (disegnate ogni 2m) al tempo t=1040g

q=q(t)

hSX

hDX q=0

Piezometri

Pro

f. M

ichel

e C

alvel

lo (

20

14

). C

ors

o d

i F

rane,

A.A

. 2

01

4-2

01

5, U

niv

ersi

tà d

i S

aler

no

, IT

AL

Y

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CASO di studio 2: La frana di Fosso S. Martino (Teramo, Abruzzo)

Misure in-situ

(monitoraggio)

Parametri

geotecnici

Modello

di sottosuolo

h = h(t)

Confronto

OK?

NO

Misure

pluviometriche

[ q = q(t) ]

Misure

piezometriche

[ hj = hj(t) ]

calibrazione

Modello del regime

delle acque

sotterranee (FEM)

BC, ki

Pro

f. M

ichel

e C

alvel

lo (

20

14

). C

ors

o d

i F

rane,

A.A

. 2

01

4-2

01

5, U

niv

ersi

tà d

i S

aler

no

, IT

AL

Y

Page 42: Corso di Frane · Castelrotto Bolzano, Italy Eath Slide Very Slow Very Slow F.S. Martino Teramo, ... nel canale di frana. Velocità da rapide a molto rapide (Varnes, 1978).

CASO di studio 2: La frana di Fosso S. Martino (Teramo, Abruzzo)

Misure in-situ

(monitoraggio)

Parametri

geotecnici

Modello

di sottosuolo

h = h(t)

Confronto

OK?

NO

Misure

pluviometriche

[ q = q(t) ]

Misure

piezometriche

[ hj = hj(t) ]

calibrazione

gi - fi - ci

SLOPE/W

Superficie di scorrimento definita

(interna alla zona alterata)

h = h(t)

g (kN/m3) f (°) c (kPa)

Zona 3 21-22 - -

Zona 2 19.9-21.5 17-20 0

Zona 1 - - -

gi - fi - ci (da Bertini et al., 1984)

Modello del regime

delle acque

sotterranee (FEM)

Modellazione delle

condizioni di stabilità

(Equilibrio Limite)

BC, ki

Pro

f. M

ichel

e C

alvel

lo (

20

14

). C

ors

o d

i F

rane,

A.A

. 2

01

4-2

01

5, U

niv

ersi

tà d

i S

aler

no

, IT

AL

Y

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CASO di studio 2: La frana di Fosso S. Martino (Teramo, Abruzzo)

1.177

Misure in-situ

(monitoraggio)

Parametri

geotecnici

Modello

di sottosuolo

h = h(t)

Confronto

OK?

NO

Misure

pluviometriche

[ q = q(t) ]

Misure

piezometriche

[ hj = hj(t) ]

calibrazione

gi - fi - ci

SLOPE/W

1.00

1.10

1.20

1.30

1.40

14/02/80 08/02/81 03/02/82 29/01/83

Data

Coeffic

iente

di S

icure

zza, F

S

FS = FS(t)

h = h(t) Modello del regime

delle acque

sotterranee (FEM)

Modellazione delle

condizioni di stabilità

(Equilibrio Limite)

BC, ki

Pro

f. M

ichel

e C

alvel

lo (

20

14

). C

ors

o d

i F

rane,

A.A

. 2

01

4-2

01

5, U

niv

ersi

tà d

i S

aler

no

, IT

AL

Y

Page 44: Corso di Frane · Castelrotto Bolzano, Italy Eath Slide Very Slow Very Slow F.S. Martino Teramo, ... nel canale di frana. Velocità da rapide a molto rapide (Varnes, 1978).

CASO di studio 2: La frana di Fosso S. Martino (Teramo, Abruzzo)

Misure in-situ

(monitoraggio)

Parametri

geotecnici

Modello

di sottosuolo

h = h(t)

FS = FS(t)

Confronto

OK?

NO

Misure

pluviometriche

[ q = q(t) ]

Misure

piezometriche

[ hj = hj(t) ]

calibrazione

gi - fi - ci

Relazione empirica

maxmin

max

log

log1log

min 10FS

FS

v

v

vv

1max

maxmax

FS

FSFSvv

LOG-LOG

1

10

0.01 0.1 1 10

v (mm/d)

FS

1.00

1.05

1.10

1.15

1.20

0 5 10

v (mm/d)

FS

LIN

1.00

1.05

1.10

1.15

1.20

0 0.5 1 1.5 2

v (mm/d)

FS

FSMAX - vMAX

FSmax = 1.2

vmax = 10 mm/d

vmin = 0.08 mm/d

FSmax = 1.2

vmax = 2 mm/d

Modello del regime

delle acque

sotterranee (FEM)

Modellazione delle

condizioni di stabilità

(Equilibrio Limite)

Relazione

FS vs. v

BC, ki

Pro

f. M

ichel

e C

alvel

lo (

20

14

). C

ors

o d

i F

rane,

A.A

. 2

01

4-2

01

5, U

niv

ersi

tà d

i S

aler

no

, IT

AL

Y

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CASO di studio 2: La frana di Fosso S. Martino (Teramo, Abruzzo)

Misure in-situ

(monitoraggio)

Parametri

geotecnici

Modello

di sottosuolo

h = h(t)

FS = FS(t)

v = v(t)

Confronto

OK?

NO

Misure

pluviometriche

[ q = q(t) ]

Misure

piezometriche

[ hj = hj(t) ]

calibrazione

gi - fi - ci

FSMAX - vMAX

Modello del regime

delle acque

sotterranee (FEM)

Modellazione delle

condizioni di stabilità

(Equilibrio Limite)

Relazione

FS vs. v

1.0

1.1

1.2

1.3

1.4

14/02/80 08/02/81 03/02/82 29/01/83

FS

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

14/02/80 08/02/81 03/02/82 29/01/83

v (

mm

/d)

Modello

1.00

1.05

1.10

1.15

1.20

0 0.5 1 1.5 2

v (mm/d)

FS

1.00

1.05

1.10

1.15

1.20

0 5 10

v (mm/d)

FS

gi - fi - ci

FSMAX - vMAX

BC, ki

Pro

f. M

ichel

e C

alvel

lo (

20

14

). C

ors

o d

i F

rane,

A.A

. 2

01

4-2

01

5, U

niv

ersi

tà d

i S

aler

no

, IT

AL

Y

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CASO di studio 2: La frana di Fosso S. Martino (Teramo, Abruzzo)

Misure in-situ

(monitoraggio)

Parametri

geotecnici

Modello

di sottosuolo

h = h(t)

FS = FS(t)

v = v(t)

Confronto

OK?

NO

Misure

pluviometriche

[ q = q(t) ]

Misure

piezometriche

[ hj = hj(t) ]

Misure

inclinometriche

[ v = v(t) ]

calibrazione

gi - fi - ci

Confronto

OK?

NO

FSMAX - vMAX

calibrazione

calibrazione

Modello del regime

delle acque

sotterranee (FEM)

Modellazione delle

condizioni di stabilità

(Equilibrio Limite)

Relazione

FS vs. v

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

14/02/80 08/02/81 03/02/82 29/01/83

v (

mm

/d)

Inclinometro B

Inclinometro C

1.0

1.1

1.2

1.3

1.4

14/02/80 08/02/81 03/02/82 29/01/83

FS

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

14/02/80 08/02/81 03/02/82 29/01/83

v (

mm

/d)

Modello

1.00

1.05

1.10

1.15

1.20

0 0.5 1 1.5 2

v (mm/d)

FS

1.00

1.05

1.10

1.15

1.20

0 5 10

v (mm/d)

FS

gi - fi - ci

FSMAX - vMAX

BC, ki

Pro

f. M

ichel

e C

alvel

lo (

20

14

). C

ors

o d

i F

rane,

A.A

. 2

01

4-2

01

5, U

niv

ersi

tà d

i S

aler

no

, IT

AL

Y

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CASO di studio 2: La frana di Fosso S. Martino (Teramo, Abruzzo)

Bertini et al.

(1984)

Modello

calibrato

Zona 3 g (kN/m3) 21-22 21.5

g (kN/m3) 19.9-21.5 20.7

f (º) 17-20 17

c (kPa) 0 0

LIN

FS max 1.205

v max 2 mm/d

LOG-LOG

FS max 1.205

v max 10 mm/d

v min 0.1 mm/d

Zona 2

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

14-feb-80 8-feb-81 3-feb-82 29-gen-83

v (

mm

/d)

Inclinometro B Modello (LOG-LOG)

Inclinometro C Modello (LIN)

calibrazione

Pro

f. M

ichel

e C

alvel

lo (

20

14

). C

ors

o d

i F

rane,

A.A

. 2

01

4-2

01

5, U

niv

ersi

tà d

i S

aler

no

, IT

AL

Y

Page 48: Corso di Frane · Castelrotto Bolzano, Italy Eath Slide Very Slow Very Slow F.S. Martino Teramo, ... nel canale di frana. Velocità da rapide a molto rapide (Varnes, 1978).

CASO di studio 2: La frana di Fosso S. Martino (Teramo, Abruzzo)

Bertini et al.

(1984)

Modello

calibrato

Zona 3 g (kN/m3) 21-22 21.5

g (kN/m3) 19.9-21.5 20.7

f (º) 17-20 17

c (kPa) 0 0

LIN

FS max 1.205

v max 2 mm/d

LOG-LOG

FS max 1.205

v max 10 mm/d

v min 0.1 mm/d

Zona 2

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

14-feb-80 8-feb-81 3-feb-82 29-gen-83

v (

mm

/d)

Inclinometro B Modello (LOG-LOG)

Inclinometro C Modello (LIN)

calibrazione validazione (previsione)

Pro

f. M

ichel

e C

alvel

lo (

20

14

). C

ors

o d

i F

rane,

A.A

. 2

01

4-2

01

5, U

niv

ersi

tà d

i S

aler

no

, IT

AL

Y

Page 49: Corso di Frane · Castelrotto Bolzano, Italy Eath Slide Very Slow Very Slow F.S. Martino Teramo, ... nel canale di frana. Velocità da rapide a molto rapide (Varnes, 1978).

CASO di studio 2: La frana di Fosso S. Martino (Teramo, Abruzzo)

Misure in-situ

(monitoraggio)

Parametri

geotecnici

Modello

di sottosuolo

h = h(t)

FS = FS(t)

v = v(t)

Confronto

OK?

q = q(t) v = v(t)

NO

Misure

pluviometriche

[ q = q(t) ]

Misure

piezometriche

[ hj = hj(t) ]

Misure

inclinometriche

[ v = v(t) ]

calibrazione

gi - fi - ci

Confronto

OK?

NO

FSMAX - vMAX

calibrazione

calibrazione

3 1 2

Modello del regime

delle acque

sotterranee (FEM)

Modellazione delle

condizioni di stabilità

(Equilibrio Limite)

Relazione

FS vs. v

BC, ki

La procedura descritta consente di

stimare, sulla base di misure

pluviometriche, piezometriche ed

inclinometriche ed in ottimo accordo con i

dati sperimentali, la velocità di

spostamento di un movimento franoso

lungo una superficie di scorrimento

pre-esistente.

È necessario verificare le capacità

previsionali del modello utilizzato

attraverso una ampia sperimentazione

numerica.

Pro

f. M

ichel

e C

alvel

lo (

20

14

). C

ors

o d

i F

rane,

A.A

. 2

01

4-2

01

5, U

niv

ersi

tà d

i S

aler

no

, IT

AL

Y

Page 50: Corso di Frane · Castelrotto Bolzano, Italy Eath Slide Very Slow Very Slow F.S. Martino Teramo, ... nel canale di frana. Velocità da rapide a molto rapide (Varnes, 1978).

Con un algoritmo di analisi inversa, un dato modello è calibrato cambiando iterativamente i

valori dei suoi parametri di input fino alla minimizzazione di una funzione obiettivo, che

quantifica gli errori tra i dati osservati e quelli calcolati.

Analisi inversa

File di input

Variabile calcolata - d(t), u(t) -

Aggiornamento parametri di modello

Modello ottimizzato?

Stima parametri di modello

NO

SI

Monitoraggio (osservazioni)

Minimizzazione funzione obiettivo (implica iterazioni del modello)

Aggiornamento previsioni

MODELLO numerico di problema geotecnico

Analisi in

vers

a

FINE

Observational method (Peck 1969)

Procedura che subordina scelte progettuali e dettagli costruttivi della realizzazione di

un’opera di ingegneria geotecnica all’analisi di misurazioni effettuate durante la fase di

costruzione dell’opera stessa

INIZIO

Modellazione osservazionale

Peck (1969). Deep excavations and tunneling in soft ground. Proc. 7th Int. Conf.Soil Mechanics and Foundation Engineering, State-of-the-Art Volume, p. 225-290.

Pro

f. M

ichel

e C

alvel

lo (

20

14

). C

ors

o d

i F

rane,

A.A

. 2

01

4-2

01

5, U

niv

ersi

tà d

i S

aler

no

, IT

AL

Y

Page 51: Corso di Frane · Castelrotto Bolzano, Italy Eath Slide Very Slow Very Slow F.S. Martino Teramo, ... nel canale di frana. Velocità da rapide a molto rapide (Varnes, 1978).

Una possibile definizione…

Insieme di metodi e procedure che, sulla base di dati di monitoraggio e tecniche di analisi

inversa aggiornano, nel tempo, il modello numerico di un sistema geotecnico.

Campi di applicazione

Tutti quei problemi per i quali è importante la previsione nel tempo del comportamento

dell’opera geotecnica

Analisi degli spostamenti di problemi al finito

Le fasi della modellazione

Analisi probabilistica dell’incertezza

La parametrizzazione del modello osservazionale

Modellazione osservazionale

Pro

f. M

ichel

e C

alvel

lo (

20

14

). C

ors

o d

i F

rane,

A.A

. 2

01

4-2

01

5, U

niv

ersi

tà d

i S

aler

no

, IT

AL

Y

Page 52: Corso di Frane · Castelrotto Bolzano, Italy Eath Slide Very Slow Very Slow F.S. Martino Teramo, ... nel canale di frana. Velocità da rapide a molto rapide (Varnes, 1978).

Le fasi della modellazione

fase di

validazione

tempo

t* (istante di analisi)

Previsioni di modello dipendenti dal tempo

(NON modello transitorio del sistema geotecnico!!!)

fase di

calibrazione

fase di

previsione

validazione

tempo

t* (istante di analisi)

calibrazione Scenario A

Scenario B

Scenario C

validazione calibrazione

validazione calibrazione

Modellazione osservazionale

Pro

f. M

ichel

e C

alvel

lo (

20

14

). C

ors

o d

i F

rane,

A.A

. 2

01

4-2

01

5, U

niv

ersi

tà d

i S

aler

no

, IT

AL

Y

Page 53: Corso di Frane · Castelrotto Bolzano, Italy Eath Slide Very Slow Very Slow F.S. Martino Teramo, ... nel canale di frana. Velocità da rapide a molto rapide (Varnes, 1978).

Le fasi della modellazione

Previsioni di modello dipendenti dal tempo

(non modello transitorio del problema!!!)

validazione

tempo

t2 (istante di analisi)

calibrazione Scenario A*

fase di

validazione

tempo

t* (istante di analisi)

fase di

calibrazione

fase di

previsione

ri-calibrazione Scenario A*

validazione calibrazione validazione Scenario A*

Modellazione osservazionale

Pro

f. M

ichel

e C

alvel

lo (

20

14

). C

ors

o d

i F

rane,

A.A

. 2

01

4-2

01

5, U

niv

ersi

tà d

i S

aler

no

, IT

AL

Y

Page 54: Corso di Frane · Castelrotto Bolzano, Italy Eath Slide Very Slow Very Slow F.S. Martino Teramo, ... nel canale di frana. Velocità da rapide a molto rapide (Varnes, 1978).

Analisi probabilistica dell’incertezza

L’incertezza di modello è una misura del livello di incertezza sulla previsione dell’analisi

The model uncertainty is a measure of the level of uncertainty about the bias value of the analysis method (Nadim 2002)

TIPOLOGIA (e fonti) di incertezza:

Incertezza ALEATORIA (variabilità naturale di un parametro)

Incertezza EPISTEMICA (conoscenza limitata)

incertezza di misura (errore di misura)

incertezza statistica (quantità di informazioni disponibili)

incertezza di modello

Per quantificare l’affidabilità delle previsioni nel tempo degli spostamenti di sistemi

geotecnici è necessario considerare tutte le fonti di incertezza del modello

Modellazione osservazionale

Pro

f. M

ichel

e C

alvel

lo (

20

14

). C

ors

o d

i F

rane,

A.A

. 2

01

4-2

01

5, U

niv

ersi

tà d

i S

aler

no

, IT

AL

Y

Page 55: Corso di Frane · Castelrotto Bolzano, Italy Eath Slide Very Slow Very Slow F.S. Martino Teramo, ... nel canale di frana. Velocità da rapide a molto rapide (Varnes, 1978).

Parametrizzazione del modello osservazionale

Sistema geotecnico

Implementazione numerica

Relazioni costitutive del modello…

Osservazioni / Misure

numero di

parametri non correlati

numero di

parametri

numero totale di

parametri rilevanti

Tipologia

(spostamenti,

pressioni neutre)

Caratteristiche della relazione costtutiva

numero totale di

parametri di modello

da ottimizzare

Capacità di

ottimizzazione

simultanea

Stratigrafia

Percorsi

tensionali

numero di

parametri rilevanti

Analisi di

sensitività Numero di

osservazioni

Modellazione osservazionale

Pro

f. M

ichel

e C

alvel

lo (

20

14

). C

ors

o d

i F

rane,

A.A

. 2

01

4-2

01

5, U

niv

ersi

tà d

i S

aler

no

, IT

AL

Y

Page 56: Corso di Frane · Castelrotto Bolzano, Italy Eath Slide Very Slow Very Slow F.S. Martino Teramo, ... nel canale di frana. Velocità da rapide a molto rapide (Varnes, 1978).

Il “giudizio” dell’ingegnere geotecnico

Algoritmo di

analisi inversa

Analisi

probabilistica

dell’incertezza

Relazioni tra gli

“ingredienti fondamentali” di un

modello osservazionale

Modello

numerico del

problema

Dati di

monitoraggio

Dalla definizione del modello sino alla valutazione dei risultati dell’analisi non bisogna mai

trascurare l’importanza delle capacità, della competenza e dell’esperienza dell’ingegnere

geotecnico che conduce l’analisi.

Modellazione osservazionale

Pro

f. M

ichel

e C

alvel

lo (

20

14

). C

ors

o d

i F

rane,

A.A

. 2

01

4-2

01

5, U

niv

ersi

tà d

i S

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no

, IT

AL

Y


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