Gestione del rischio da frana (inquadramento, definizioni e teoria) 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
57
Embed
Corso di Frane · intensità, espresso in una scala che va da 0 (nessuna perdita) a 1 (perdita totale). Rischio specifico (R S): grado previsto di perdita a seguito di un particolare
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Gestione del rischio da frana
(inquadramento, definizioni e teoria)
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
Articoli principali
Criteri di analisi e gestione del rischio da frana [Sezioni 1 e 2]. Cascini L. (2014). Atti XXV Convegno Nazionale di Geotecnica -
AGI “La geotecnica nella difesa del territorio e delle infrastrutture dai rischi naturali”, 4-6/6/2014, Baveno (VB), p. 103-150.
Glossary of Risk Assessment Terms. ISSMGE TC32 - Technical Committee on Risk Assessment and Management (2004).
A framework for landslide risk assessment and management. Fell R., Ho K.K.S., Lacasse S., Leroi E. (2005). In: Landslide Risk
Management, 3-25. Taylor & Francis, ISBN-13: 978-0415380430.
Gestione del rischio da frana > Dispense
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
Gestione del rischio da frana (Landslide risk management)
Analisi del rischio da frana: intensità di un fenomeno franoso
I
R = H x V x E
La “severità” di una frana dipende da una serie di parametri, quantitativi o
qualitativi spazialmente distribuiti, spesso di non facile valutazione.
A seconda del tipo di frana, i parametri che caratterizzano l’intensità di un
fenomeno franoso possono includere:
• la velocità degli spostamenti (movimenti),
• la profondità,
• lo spessore dei depositi,
• il volume della massa spostata,
• le pressioni d’impatto,
• la profondità d’erosione,
• i movimenti differenziali,
• etc.
fonte: Ferlisi (2004). Appunti del corso di “Frane”
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
Analisi del rischio da frana: intensità di un fenomeno franoso
Magnitudo Descrizione Volume (m3)
7 Estrem. grande > 5·106
6 Molto grande 1·106÷5·106
5 Da media a grande 2.5·105÷1·106
4 Media 5·104÷2.5·105
3 Piccola 5·103÷5·104
2.5 Molto piccola 5·102÷5·103
2 Estr. piccola < 5·102
Classe Descrizione velocità
7 Estr. rapida 5 m/s
6 Molto rapida 3 m/min
5 Rapida 1.8 m/hr
4 Moderata 13 m/mese
3 Lenta 1.6 m/anno
2 Molto lenta 16 mm/anno
1 Estr. lenta <16 mm/anno
T2
Topographic line fa
Energy loss w = x tanfa
T1
Center of gravity
Energy line
Kinetic energy k = v2/2g
Potential energy u=h
h
x
q
Velocità e.g. CRUDEN & VARNES (1996)
e.g. FELL (1994) Volume e.g. SASSA 1988
Energia
I
R = H x V x E
Cruden and Varnes (1996). Landslide types and processes. In Landslides. Investigation and Mitigation, Washington TRB, Special Report 247:36-75.
Sassa (1988). Geotechnical model for the motion of landslides. Proc. V Int. Sym. on Landslides, ISL, 1:1075–1090.
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
Analisi del rischio da frana: intensità di un fenomeno franoso (velocità)
Velocità attuale Massima velocità attesa
V~0
Pre-rottura Post-rottura
V~0
Vmax
V~0
La velocità di una frana cambia con il tempo in funzione del suo stadio evolutivo
Fonte: Cascini (LARAM School)
LARAM School. International School on "LAndslide Risk Assessment and Mitigation" of the University of Salerno. http://www.laram.unisa.it
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
Analisi del rischio da frana: intensità di un fenomeno franoso (volume)
Weymouth, UK
Laguna Beach, USA
(frana causata da un sistema di irrigazione malfunzionante)
VOLUME = 300 m3
VOLUME = 800 m3
Frane di piccole dimensioni
modificato da Cascini (LARAM School)
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
Analisi del rischio da frana: intensità di un fenomeno franoso (volume)
The site is the Slumgullion landslide,
a large mass movement in the San
Juan Mountains of Colorado. It
consists of a younger, active
movement (3.9 km long) with an
estimated volume of about 20
106 m3,
which moves on and over an older,
much larger (6.8 km long), inactive
landslide. Overall, the volume of the
complete landslide system is estimated
at about 170
106 m3 (Parise and
Guzzi, 1992).
Frane di grandi dimensioni
7 km
Parise & Guzzi (1992). Volume and shape of the active and inactive parts of the Slumgullion landslide, Hinsdale County, Colorado,
U.S. Geological Survey Open-File Report 92-216, 29p.
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
Analisi del rischio da frana: intensità di un fenomeno franoso (energia cinetica)
modificato da Cascini (LARAM School)
Crolli in roccia
Le barriere paramassi sono progettate considerando l’energia cinetica
dei blocchi che devono intercettare
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
Analisi del rischio da frana: intensità di un fenomeno franoso (energia cinetica)
Crolli in roccia
>=2000 kJ
1500 - 2000 kJ
1000 - 1500 kJ
500 - 1000 kJ 0 - 500 kJ
TRAJECTORIES ENERGIES
Trajectories (left) and kinetic energy distribution (right)
(Copons et al. 2005)
Rockfall area of the Solà d’Andorra, Spain
(Corominas et al. 2003)
Corominas et al. (2003). Integrated Landslide Susceptibility Analysis and Hazard Assessment in the Principality of Andorra. Natural Hazards, 30(3):421-435.
Copons et al. (2005). Rockfall hazard management policy in urban areas: the Andorran experience. In: Landslide Hazard and Risk, John Wiley&Sons, 675-698.
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
Zonazione del rischio da frana (i.e. produzione di mappe di rischio)
Quale fenomeno?
Dove? Quali conseguenze?
Quando?
modificato da Cascini (LARAM School)
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
Framework generale per la zonazione della pericolosità e del rischio da frana
Caratterizzazione del fenomeno
(Aree suscettibili, Intensità, Data sets)
Mappe di Suscettibilità
Stima della frequenza
Mappe di Pericolosità
Mappe del Rischio
Analisi della probabilità e della
severità delle conseguenza
Scenari di conseguenze
(Elementi a rischio, Vulnerabilità)
Cascini et al. (2005)
Cascini et al. (2005). Landslide hazard and risk zoning for urban planning and development. In: Landslide Risk Management, Balkema, 199-235.
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
Caratterizzazione del fenomeno franoso
Area di versante propensa alla instabilità o area all’interno della quale un
fenomeno franoso può propagarsi o può retrogredire. Per un frana esistente, la
suscettibilità esprime la sua potenzialità alla riattivazione.
Area suscettibile
Intensità della frana
Dataset
E’ data da un insieme di parametri, spazialmente distribuiti, che consentono di
descrivere, in termini geometrici e meccanici, la severità di un fenomeno
Insieme di dati che può consentire una chiara identificazione della suscettibilità
di un versante ad essere sede di ben precise tipologie di frana.
modificato da Cascini (LARAM School)
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
Suscettibilità
localizzazione
classificazione
estensione areale e volume
aree in creep
stato di attività
l’area in cui la frana potrebbe
Inventa
rio d
ei fe
nom
eni
Le aree suscettibili alla franosità dovrebbero segnalare:
propagarsi
retrogredire
espandersi
modificato da Cascini (LARAM School)
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
Suscettibilità
Frana di Lioni
(Cotecchia et al. 1992)
Classificazione: scorrimento di terra
Estenzione areale: 6 ha
Volume: 291.000 m3
Cotecchia et al. (2005). Comportamento geotecnico delle unità sicilidi e irpine affioranti nelle alte valli dei fiumiSele ed Ofanto ad elevato rischio sismotettonico.
Geologia Applicata ed Idrogeologia, 27:1-49.
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
Suscettibilità
a) b)
Area in cui la frana può propagarsi
Quindici (Maggio, 1998) Nakaba (Luglio, 1983)
modificato da Cascini (LARAM School)
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
Pericolosità (H) R = H x E x V
Tipi di frequenze
fonte: Corominas (LARAM School)
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
Metodi impiegati per la stima della frequenza
Pericolosità (H) R = H x E x V
Fonte: IUGS Working Group on Landslides, Commitee on Risk Assessment,
Proc. on Landslide Risk Assessment, Honululu (1997)
1. Stima diretta basata sul giudizio di esperti.
2. Metodi empirici basati su correlazioni
3. Evidenze di tipo geomorfologico (congiunte a dati storici o basate sull’esperienza)
4. Dati storici concernenti l’area di studio, o aree di caratteristiche geologiche e
geomorfologiche simili.
5. Correlazioni con la frequenza di accadimento delle cause di innesco (piogge, sisma, …)
di fissata intensità
6. Modellazione fisicamente basata del legame funzionale tra pressioni neutre e piogge, in
combinazione con informazioni legate alla geometria del sistema e ai valori di
resistenza al taglio (mobilitata e disponibile)
7. Applicazione di metodi probabilistici, basati su analisi di affidabilità, in grado di tenere
conto delle incertezze nella geometria del sistema, nella resistenza al taglio disponibile,
nei meccanismi di scorrimento e nel regime delle pressioni neutre.
8. Combinazioni dei metodi precedenti.
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
Pericolosità (H) R = H x E x V
HUNGR et al. (1999)
Volume – Frequenza cumulata
log F = A + b log M
“A” costante dipendente dalla lunghezza della strada e dalla suscettibilità relativa delle diverse porzioni di versante all’instabilità.
“b” caratterizza la distribuzione delle frequenze dei crolli nell’area di studio e all’interno di suoi subdomini.
= (i)
1 T f
Crolli in roccia
Dati storici
Hungr et al. (2009). Magnitude and frequency of rock falls and rock slides along the main transportation corridors of southwestern British Columbia.
Canadian Geotechnical Journal, 36(2): 224-238, DOI: 10.1139/t98-106
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
Pericolosità (H) R = H x E x V
Metodi probabilistici (1/2)
Haneberg (2004). A Rational Probabilistic Method for Spatially Distributed Landslide Hazard Assessment.