Analisi e Mitigazione del Rischio Idrogeologico

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Vittoria Lazzari
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1 Relazione finale dell attività di tirocinio Ing. Teresa Netti Ing. Mauro Vecchiotti Studio di Ingegneria Mauro Vecchiotti Centro di Ricerca CERI Previsione, Prevenzione e Controllo dei Rischi Geologici Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali Master di II livello in Analisi e Mitigazione del Rischio Idrogeologico Direttore: Prof.ssa Francesca Bozzano a.a

2 Contenuti Introduzione Analisi di rischio frane Caso studio Codice utilizzato Procedura di analisi Conclusioni Teresa Netti 2

3 Introduzione distacco di blocchi e frammenti rocciosi di dimensioni variabili, da alcuni decimetri a diverse centinaia di m 3 da pendii, falesie o fronti di scavo ed il loro successivo movimento lungo il versante fino all arresto. (Hungr et al. 2014) 19% Salvati et al Rockfall Volkwein et al Rapporto ISPRA, 233/2015 Teresa Netti 3

dannoso si verifichi in una certa area e in

Vulnerabilità Grado di danneggiamento e/o di

sfavorevoli sulla salute, sulle proprietà e

4 Pericolosità Analisi di rischio frane Probabilità che un fenomeno potenzialmente dannoso si verifichi in una certa area e in un determinato intervallo di tempo. Vulnerabilità Grado di danneggiamento e/o di perdita di un elemento a rischio prodotto da un fenomeno potenzialmente distruttivo. Rischio Probabilità di conseguenze sfavorevoli sulla salute, sulle proprietà e sulla società, derivanti dall'esposizione ad un fenomeno pericoloso. Teresa Netti 4

Caso studio Valutazione delle condizioni di pericolosità e nuova

Rockyfor3D (modello rigid body, probabilistico, tridimensionale).

singoli massi; Accumuli di massi distaccatisi dalle parti e

5 Caso studio Valutazione delle condizioni di pericolosità e nuova zonazione; Settore settentrionale Comune di Laveno Mombello (VA); Rockyfor3D (modello rigid body, probabilistico, tridimensionale). Sopralluoghi Pareti rocciose potenzialmente sorgenti di crolli di singoli massi; Accumuli di massi distaccatisi dalle parti e rotolati verso valle; Reti paramassi a protezione della S.P. 69. Teresa Netti 5

Codice utilizzato Rockyfor3D (Dorren, 2015) Software

Algoritmi deterministici, approcci stocastici;

Fenez 2015 Vantaggi Tridimensionalità; Vegetazione:

6 Codice utilizzato Rockyfor3D (Dorren, 2015) Software tridimensionale basato sul metodo del corpo rigido; Algoritmi deterministici, approcci stocastici; Considerazione quantitativa degli alberi sul pendio. Fenez 2015 Vantaggi Tridimensionalità; Vegetazione: assorbe 500 kj, riduce il pericolo 63%, la velocità 26%, le altezze di rimbalzo 33%. Svantaggi Rilievo dettagliato; Caratterizzazione della topografia. Teresa Netti 6

densità di alberi); Superficie di calcolo/barriera paramassi (energia, altezza).

7 Determinazione parametri di input (I) Raster (ESRI ASCII Grid) Topografia (DEM); Superficie del pendio (tipo di suolo, scabrezza); Condizioni di distacco (forma, dimensioni, densità); Vegetazione (diametro, specie, densità di alberi); Superficie di calcolo/barriera paramassi (energia, altezza). 3 Shape File Terrain Forest Net Caratterizzazione Database degli attributi Poligoni File Input Modelli in QGIS Rasterize Translate Teresa Netti 7

Toppling sliding sliding 1 2 3 Massi potenzialmente instabili (volume, forma, densità roccia)

8 Determinazione parametri di input (II) TERRAIN: Area di distacco Verifiche di stabilità (Test di Markland) TERRAIN: Suolo Scabrezza superficie inclinata (K t ) Stazione Planar Wedge Toppling sliding sliding Massi potenzialmente instabili (volume, forma, densità roccia) Tipologia di suolo (K n ) Foto Tipo di suolo K n medio K n intervallo Teresa Netti 8

Determinazione parametri di input (III) FOREST :

arborea (conifera, latifoglia); Densità di vegetazione

Alberi per ettaro = 10000 N D NET : Barriera

9 Determinazione parametri di input (III) FOREST : Vegetazione Tronco: diametro medio, std (cm); Specie arborea (conifera, latifoglia); Densità di vegetazione (alberi per ettaro). Alberi per ettaro = N D NET : Barriera paramassi/superficie di calcolo Energia di assorbimento (kj); Altezza (m). Impostazioni per le simulazioni (UNI Opere di difesa dalla caduta massi) 1000 simulazioni per ogni cella sorgente (analisi probabilistica). Teresa Netti 9

10 Procedura di analisi (I) Valutazione della pericolosità Volume (m 3 ) Barriera E_95% (kj) Ph_95% (m) Verde Rossa Reach probability; 95%: energia cinetica, altezza di passaggio. MAC.RO. SYSTEM RB1000 (Maccaferri) MEL= 1092 kj; h nom = 3.5 m; Verifiche della barriera paramassi (UNI Opere di difesa dalla caduta massi) Energia sollecitante Altezza di intercettazione Deformazione E sd < E barriera γ E (MEL) = 1092 kj 1.20 = 910 kj > kj h TOT h d + f min = = 3. 3 m < 3. 5 m d a = d barriera γ d = = m Teresa Netti 10

11 Depositi (-) Procedura di analisi (II) Reach probability (%) Teresa Netti 11

Procedura di analisi (III) Classificazione del rischio per crolli in roccia Dimensionamento e verifica dei tiranti di ancoraggio (NTC 2008) Resistenza allo sfilamento dell ancoraggio (metodi

12 Procedura di analisi (III) Classificazione del rischio per crolli in roccia Dimensionamento e verifica dei tiranti di ancoraggio (NTC 2008) Resistenza allo sfilamento dell ancoraggio (metodi analitici, valori caratteristici parametri geotecnici) R ak = Min R a,c medio ξ a3 ; R a,c min ξ a4 R ac = L D s π τ f D s = φ D Materiali Fondazioni: C25/30; Ancoraggi sotto il montante: barre DYWIDAG; Ancoraggi di monte e laterali: doppie funi spiroidali. Teresa Netti 12

13 Procedura di analisi (IV) Verifiche strutturali (SLU, NTC 2008) Rottura della barra (trazione) LATERALI MONTE BASE dei MONTANTI E d (kn) E d (kn) E d (kn) R d (kn) R d (kn) R d (kn) Barre sotto il montante Rottura della barra (taglio-compressione) σ id = σ τ d 2 f yd N d (N) T d (N) r (mm) 13,25 A res (mm 2 ) 551,55 σ (Mpa) 101,53 τ d (Mpa) 169,73 σ id (Mpa) 311,02 f yd (MPA) 826,09 E d R d Scorrimento dell interfaccia tra malta e acciaio N L anc_min = d γ δ π τ CLS LATERALI MONTE BASE dei MONTANTI N (kn) N (kn) N (kn) d (m) d (m) d (m) γ 2 γ 2 γ 2 δ 0.8 δ 0.8 δ 1 τ CLS (kpa) τ CLS (kpa) τ CLS (kpa) L anc_min (m) 0.31 L anc_min (m) 0.24 L anc_min (m) 0.09 L anc (m) 4.50 L anc (m) 3.50 L anc (m) 2.00 Verifiche geotecniche (SLU, NTC 2008) Sfilamento della fondazione dell ancoraggio dal terreno; E k : massima azione di progetto; R k : resistenza di progetto (Bustamante e Doix). E d R d LATERALI MONTE BASE dei MONTANTI E k (kn) E k (kn) E k (kn) γ E 1.5 γ E 1.5 γ E 1.5 E d (kn) E d (kn) E d (kn) 84 R k (kn) R k (kn) R k (kn) γ R 1.2 γ R 1.2 γ R 1.2 R d (kn) R d (kn) R d (kn) Teresa Netti 13

14 Conclusioni L obiettivo di questo lavoro è stato la valutazione della pericolosità per caduta massi di un versante del comune di Laveno Mombello e la progettazione della misura di protezione; La barriera paramassi progettata e collocata sul pendio è risultata in grado di arrestare i blocchi, rendendo trascurabile la probabilità che questi giungano in prossimità delle abitazioni; I valori massimi di energia cinetica si sono ridotti del 47% circa, passando da 1724 kj senza barriera, a 816 kj, con la barriera; Le altezze di passaggio massime si sono ridotte notevolmente ( 46.4 %) passando da 12.5 m a 5.8 m; L intervento è risultato efficace ai fini della riduzione del rischio nella zona abitata, soddisfacendo tutte le verifiche riguardanti la barriera paramassi, le verifiche strutturali e quelle geotecniche. Teresa Netti 14

Relazione finale dell attività di tirocinio Ing. Teresa Netti 1726970 Ing.

Prevenzione e Controllo dei Rischi Geologici Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali

15 Relazione finale dell attività di tirocinio Ing. Teresa Netti Ing. Mauro Vecchiotti Studio di Ingegneria Mauro Vecchiotti Centro di Ricerca CERI Previsione, Prevenzione e Controllo dei Rischi Geologici Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali Master di II livello in Analisi e Mitigazione del Rischio Idrogeologico Direttore: Prof.ssa Francesca Bozzano a.a

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