SCUOLA POLITECNICA E DELLE SCIENZE DI BASE
DIPARTIMENTO DI INGEGNERIA CIVILE, EDILE, AMBIENTALE
CORSO DI LAUREA MAGISTRALE IN INGEGNERIA PER L'AMBIENTE E IL TERRITORIO – DIFESA DEL SUOLO
ANALISI INTERPRETATIVA DELLA FRANA DI MONTE PENDOLO GRAGNANO DEL 02/01/1971
Relatore:
Chiar.mo Prof. Ing. Luca Pagano Correlatore:
Dott. Ing. Alfredo Reder
Candidata:
Mariarosaria Perrotta Matr. N67/91
SARNO 1998
NOCERA 2005
CERVINARA 1999
Modificata da Picarelli et al (2008)
INQUADRAMENTO DEL PROBLEMA
Precipitazioni Infiltrazione
Riduzioni generalizzate di suzione nella coltre piroclastica
[Pagano et al., 2010]
Instabilità del versante
inizio dell’anno idrologico (suzione maggiore di 100 kPa)
SEQUENZA DEI PROCESSI CHE PORTA ALL’INSTABILITA’
Liquefazione statica
CASO STUDIO: M. PENDOLO GRAGNANO 02/01/1971
02/01/1971
105 mm di pioggia 6 vittime
Danni hotel la Selva ed edifici limitrofi
A partire dalla conoscenza delle Precipitazioni giornaliere consegnate dagli annali idrologici, Ricostruire la sequenza oraria di precipitazioni che avrebbe innescato l’evento di Frana di Monte Pendolo ’71, per aumentare l’accuratezza nell’implementazione dei modelli predittivi e arricchirne il database.
OBIETTIVO DELL’ANALISI
Precipitazioni (mm)
FRANA
PIOGGE
MODELLO FISICAMEN TE BASATO
SUZIONE
CONTENUTO D’ACQUA
TEMPERATURE
ITER DELL’ANALISI
UMIDITA’
RELATIVA
Equazione di continuità dell’acqua (allo stato liquido e di vapore)
𝜕𝜕ℎ𝑤𝑤
𝜕𝜕𝜕𝜕 =
1 𝜌𝜌𝑤𝑤𝑔𝑔𝑚𝑚2𝑤𝑤
𝜕𝜕
𝜕𝜕𝜕𝜕 𝑘𝑘𝑤𝑤
𝜕𝜕ℎ𝑤𝑤
𝜕𝜕𝜕𝜕 +
𝑃𝑃 + 𝑢𝑢𝑣𝑣 𝑃𝑃𝜌𝜌𝑤𝑤
𝜕𝜕
𝜕𝜕𝜕𝜕 𝐷𝐷𝑣𝑣
𝜕𝜕𝑢𝑢𝑣𝑣
𝜕𝜕𝜕𝜕
Equazione di equilibrio termodinamico
𝑢𝑢𝑣𝑣 = 𝑢𝑢𝑣𝑣𝑣exp ℎ𝑤𝑤 − 𝜕𝜕 𝑀𝑀𝑤𝑤𝑔𝑔 𝑅𝑅𝑅𝑅
Equazione di continuità del calore 𝐶𝐶ℎ 𝜕𝜕𝑅𝑅
𝜕𝜕𝜕𝜕 =
𝜕𝜕
𝜕𝜕𝜕𝜕 𝜆𝜆
𝜕𝜕𝑅𝑅
𝜕𝜕𝜕𝜕 − 𝐿𝐿𝑣𝑣
𝑃𝑃 + 𝑢𝑢𝑣𝑣 𝑃𝑃𝜌𝜌𝑤𝑤
𝜕𝜕
𝜕𝜕𝜕𝜕 𝐷𝐷𝑣𝑣
𝜕𝜕𝑢𝑢𝑣𝑣
𝜕𝜕𝜕𝜕
0 cm 200 cm
100 cm
50 cm 150 cm
MODELLO FISICAMENTE BASATO
PIOGGIA
SUPERFICIE DI FILTRAZIONE EVAPORAZIONE
Precipitazioni
Evaporazione come fenomeno interno
STRATIGRAFIA E GRANULOMETRIA
Santo, 2017
0,002 0,06 60
- 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00 90.00 100.00
0.000 0.001 0.010 0.100 1.000 10.000 100.000
2
Formazione C (limo con sabbia)
Formazione B (ghiaia sabbiosa) Formazione A
(sabbia con limo ghiaiosa)
diametro (mm)
p assan te (% )
Curva Granulometrica Nocera
Curva di ritenzione Curva di permeabilità
Curva di calore volumetrico specifico
Curva di conducibilità termica
PROPRIETA’ IDRAULICHE E TERMICHE
Modello fisico di lisimetro (Rianna et al, 2014)
Reder et al (2018)
FORZANTI ATMOSFERICHE
FRANA
PRECIPITAZIONI
TEMPERATURE
EVAPORAZIONE POTENZIALE (LINEE GUIDA FAO)
CONDIZIONE ANTECEDENTE L’EVENTO DI FRANA
v ol um e d’ ac qua im m agaz z inat o ( m m ) p re c ip it a z io n i (mm)
A lt ez z a c ol tr e (m )
suzione (kPa)
SCENARI DI PRECIPITAZIONE
pr ec ipi taz ioni c um ul at e (m m )
105 mm
24 hr 16 hr
12 hr 6 hr 3 hr 1 hr FRANA REALE
SCENARIO 1: PIOGGIA COSTANTE SU 24 ORE
0 m 0.5 m 1 m 1.5 m
s uz ione (k Pa )
precipitazioni cumulate (mm)
105 mm
PREVISIONE TEORICA
FRANA FRANA REALE
SCENARIO 2: PIOGGIA COSTANTE SU 16 ORE
0 m 0.5 m 1 m 1.5 m
s uz ione (k Pa )
105 mm
precipitazioni cumulate (mm)
PREVISIONE TEORICA
FRANA
FRANA REALE
SCENARIO 3: PIOGGIA COSTANTE SU 12 ORE
0 m 0.5 m 1 m 1.5 m
s uz ione (k Pa )
105 mm
precipitazioni cumulate (mm)
PREVISIONE TEORICA
FRANA
FRANA REALE
SCENARIO 4: PIOGGIA COSTANTE SU 6 ORE
precipitazioni cumulate (mm)
0 m 0.5 m 1 m 1.5 m
s uz ione (k Pa )
105 mm
FRANA REALE
SCENARIO 5: PIOGGIA COSTANTE SU 3 ORE
precipitazioni cumulate (mm)
0 m 0.5 m 1 m 1.5 m
s uz ione (k Pa )
105 mm
FRANA REALE
SCENARIO 6: PIOGGIA COSTANTE SU 1 ORA
precipitazioni cumulate (mm)
0 m 0.5 m 1 m 1.5 m
s uz ione (k Pa )
105 mm
FRANA REALE
RUOLO DELLA PERSISTENZA (SCENARIO 3 – 12 ORE)
pr ec ipi taz ioni c um ul at e (m m )
105 mm
intervallo 1 ora intervallo 3 ore
intervallo 12 ore
intervallo 6 ore
FRANA REALE
SCENARIO 7: PIOGGIA COSTANTE SU INTERVALLO DI 6 ORE (TIMING 12 ORE)
precipitazioni cumulate (mm)
0 m 0.5 m 1 m 1.5 m
s uz ione (k Pa )
PREVISIONE TEORICA
FRANA
