How to monitor the stability of civil infrastructures using M. Marsella, S. Arangio, P.J.V. D Aranno, I. Moriero

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1 How to monitor the stability of civil infrastructures using M. Marsella, S. Arangio, P.J.V. D Aranno, I. Moriero Sapienza Università di Roma, Survey Lab srl the DInSar technology: the experience of I.MODI project.

2 Per garantire un controllo sistematico e completo della stabilità strutturale a grande scala e su reti estese, il telerilevamento satellitare è la soluzione più veloce ed efficace. La tecnologia utilizzata - interferometria differenziale SAR (DInSAR) - rappresenta una soluzione alternativa adeguata in termini di precisione, affidabilità e sostenibilità dei costi, e può essere pienamente assimilabile al monitoraggio basato su dati in-situ. Copyright: ESA/ATG medialab

3 La tecnica satellitare DInSAR utilizza un segnale radar in grado misurare spostamenti con precisione elevata

4 SPOSTAMENTO LA TECNICA DInSAR

5 Spostamento Confrontando una serie di mappe può essere misurato lo spostamento di singoli edifici

6 CHE PROBLEMA AIUTA A RISOLVERE?

7 STABILITÀ SICUREZZA Il monitoraggio della stabilità strutturale di aree urbane e di grandi infrastrutture è una delle questioni socioeconomiche dominanti per la sicurezza della popolazione.

8 MONITORAGGIO MANUTENZIONE Il sistema di monitoraggio è strettamente dedicato alla salvaguardia della popolazione e ha un ruolo primario nella creazione di azioni di mitigazione e prevenzione, nonché nell'attuazione di un sistema di allerta.

9 IL CASO DI ROMA

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16 Uy (mm) Procedure per la valutazione del danno, columns La struttura e stata soggetta a elevati spostamenti differenziali Le fondazioni sono state rinforzate solo sotto metà edificio Edificio 1: analisi dei cedimenti

17 Procedure per la valutazione del danno Edificio 1: confronto con il danno osservato Danneggiamento del giunto max 0.15% S 0.10% VS 0.05% N 0.00% columns bending deformations year

18 Modellazione agli elementi finiti Sono applicati al piede del modello gli spostamenti ottenuti dal monitoraggio Ø STATO 1 Lo sforzo normale diminuisce nel pilastro 49 mentre aumenta nel pilastro 47 column 49 column 47 In collaborazione con Ing. E. Silvi

19 Effetti di scavi in area urbana

20 monitoraggio durante opere di scavo in area urbana

21 ZONA SAN GIOVANNI ERS-ENVISAT Velocità mm/y Corpo di fabbrica INT. TEMPORALE CSM POST SCAVO (dal 08/06/2011 al 01/10/2012) A monitoraggio durante opere di scavo in area urbana

22 Spostamenti [mm] Time Series monitoraggio durante opere di scavo in area urbana

23 Il monitoraggio delle infrastrutture viarie

24 ESEMPIO MONITORAGGIO STRADE Classificazione della struttura in ambito urbano Classificazione attraverso indicatori geostatistici interpretabili sulla base degli elementi strutturali Analisi serie storiche di spostamento dei dati satellitari DInSAR nel tratto classificato per quantificare e analizzare l'entità degli spostamenti.

25 EVOLUZIONE DEGLI SPOSTAMENTI NEL TEMPO MAPPE DI ISO-SPOSTAMENTO, INTERVALLO TEMPORALE 2 ANNI Il monitoraggio satellitare ha evidenziato spostamenti massimi in prossimità delle spalle del ponte Con un modello FEM Valutazione comportamento statico dell infrastruttura. Analizzare l evoluzione del quadro fessurativo e ottimizzare interventi di retrofitting sul ponte.

26 VALUTAZIONE DEL DANNO Quota [m] Quota [m] ELEMENTI I CHE EVIDENZIANO CRITICITÀ Progressiva [m] EVOLUZIONE DEGLI SPOSTAMENTI NEL TEMPO Spostamento massimo piattaforma Progressiva [m] 04_ _ _ _ _ _ _2014

27 COS É I.MODI?

28 Analisi Territoriale Dati DInSAR Analisi Aggregata Dati in situ Analisi Singolo Edificio COS È I.MODI?

29 Analisi dei cedimenti Classificazione delle strutture Valutazione del danno Aree urbane e grandi infrastrutture Contesto geologico ed infrastrutturale Analisi indietro nel tempo fino agli anni 90 Classificazione edifici tramite indicatori di rischio Serie temporali DInSAR per quantificare e rappresentare gli spostamenti Mostra comportamenti anomali intorno all edificio Analisi semi-quantitativa della valutazione del danno con un approccio semplificato Analisi quantitativa della valutazione del danno basato sul metodo FEM Valutazione dell evoluzione futura

30 I.MODI WEBGIS LIVELLI DI SERVIZIO

31 DPC - INDIVIDUAZIONE CAVITA SOTTERRANEE

32 <VALUE> December 2014 December 2015 December 2016 February _final [mm]

33 COLUMN

34 Considerazioni conclusive L interferometria satellitare permette di analizzare i cedimenti al di sotto della costruzione Le storie temporali ottenute dall interferometria satellitare possono essere applicate a modelli semplificati degli edifici ma possono essere anche usate come input di analisi numeriche avanzate. Esistono registrazioni dal 1992 che potrebbero essere utili per effettuare back analysis Questo approccio integrato può essere utile per il monitoraggio strutturale e per le indagini di Ingegneria Forense

35 GRAZIE! imodi - surveylab info@imodi Seguiteci su