Modellazione numerica tridimensionale agli elementi finiti di pendii naturali parzialmente saturi soggetti a piogge intense: il caso studio di Mendatica.

Abstract

L’elaborato di tesi si concentra sullo studio della risposta idrologica e geotecnica di un pendio in condizioni di parziale saturazione soggetto a un’intesa precipitazione. Nello specifico, questo studio si inserisce nel solco di diverse ricerche volte a valutare la suscettibilità al dissesto franoso innescato da eventi meteorologici; infatti, l’instabilità dei versanti rappresenta uno dei rischi ambientali più estesi. L’attenzione è quindi rivolta su Mendatica, piccolo comune ligure nell’entroterra di Imperia. Il centro è particolarmente sensibile alla tematica del dissesto poiché si trova sia in zona di frana attiva che quiescente ed è per questo inserito nei progetti IFFI e SCAI. L’area è sottoposta a riattivazioni del cinematismo profondo esistente soprattutto in concomitanza di eventi di precipitazione intensi. L’analisi condotta si basa su una modellazione agli elementi finiti realizzata con il programma PLAXIS 3D che permette di simulare un evento di precipitazione reale, consentendo quindi di valutare gli effetti relativamente alle variazioni del grado di saturazione del terreno e sulla stabilità del pendio. Il modello tridimensionale del deposito di frana è stato costruito previa caratterizzazione geotecnica del terreno, a partire dalle informazioni ricavate dalle prove di sito e laboratorio. Attraverso un’analisi idrologica è stato individuato come evento di pioggia critico quello avvenuto agli inizi di ottobre 2020, noto come tempesta Alex. Si possono delineare due principali obbiettivi. Il primo è valutare la risposta del versante in termini di stabilità a seguito di questa intensa pioggia. Il secondo è validare il modello, verificando che esso descriva correttamente il reale comportamento idrologico degli strati superficiali del terreno presente in situ. Lo scopo ultimo della ricerca è definire uno strumento predittivo validato e calibrato su un evento reale, utile per future valutazioni previsionali.

This thesis focuses on the study of the hydrological and geotechnical response of a partially saturated slope subjected to intense rainfall. Specifically, this study builds upon research aimed at assessing landslide susceptibility triggered by meteorological events; indeed, slope instability represents one of the most widespread environmental risks. Attention is focused on Mendatica, a small Ligurian municipality in the hinterland of Imperia. The town center is particularly sensitive to instability issues, as it is located within both active and quiescent landslide zones, leading to its inclusion in the IFFI and SCAI projects. The area undergoes reactivations of the existing deep-seated landslide mechanism, especially in conjunction with intense precipitation events. The analysis conducted is based on finite element modeling using the PLAXIS 3D software, which allows for the simulation of a real rainfall event, thereby enabling the evaluation of effects related to variations in the soil's degree of saturation and slope stability. The three-dimensional model of the landslide deposit was built following a geotechnical characterization of the soil, based on information gathered from in-situ and laboratory tests. Through a hydrological analysis, the critical rainfall event was identified as the one-a storm known as Alex-that occurred in early October 2020. Two main objectives can be outlined. The first is to evaluate the slope's response in terms of stability following this intense rainfall. The second is to validate the model, verifying that it correctly describes the actual hydrological behavior of the superficial soil layers present in situ. The study is therefore aimed at creating a functioning and validated model, built starting from the analysis of a real event. The ultimate goal is to have a tool to perform predictive analyses.