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Calibration of rheological properties of materials involved in flow-like landslides

Cola Simonetta Gabrieli Fabio
Articolo Immagine
Rivista:
Rivista Italiana di Geotecnica
Anno:
2019
Numero:
1
Fascicolo:
Rivista Italiana di Geotecnica N. 1/2019
DOI:
10.19199/2019.1.0557-1405.005

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Calibrazione dei parametri reologici dei materiali coinvolti nei processi di colata.

Uno degli effetti del cambio climatico è un aumento dei fenomeni di colata con incremento delle aree coinvolte e delle conseguenti perdite, in termini economici e di vite umane. La valutazione del rischio da colate si basa su un approccio multidisciplinare, interessando argomenti che vanno dalla mappatura degli eventi passati, alla comprensione dei meccanismi di innesco e di propagazione, al monitoraggio dei bacini periodicamente interessati dalle colate, fino all’individuazione delle zone di propagazione mediante modelli numerici avanzati. La ricerca nel settore dei modelli di propagazione ha fatto molti progressi, sviluppando modelli in grado di tener conto di varie reologie per descrivere il comportamento dei materiali coinvolti, della morfologia tridimensionale dei versanti, del fenomeno di inglobamento per erosione dei materiali di contorno, ecc. La calibrazione dei parametri costitutivi rimane, tuttavia, una delle fasi più problematiche della modellazione di questi fenomeni; la validazione dei modelli è in genere ottenuta sulla base dei risultati di prove di laboratorio eseguiti in condizioni molto semplici o di dati raccolti su casi reali, che sono spesso di bassa qualità. Dopo un breve esame dei recenti sviluppi nel campo della modellazione dei processi di colata, il presente lavoro analizza le tecniche adottate per la calibrazione dei modelli. In particolare, sono presentate le difficoltà connesse alla trasposizione delle proprietà reologiche determinate in laboratorio ai casi reali e alla calibrazione dei modelli comunemente impiegati nelle analisi delle colate.

One of the effects of climate change is an expansion of the areas affected by flow-like landslides and an increase in human loss and economic damage caused by these natural hazards. The risk assessment connected to flow-like landslides utilizes several study approaches, such as the mapping of lands affected in the past, the understanding of triggering and propagation mechanisms through the monitoring of some watershed basins periodically subject to flow-like landslides, and the prediction of flow-like landslide propagation by means of advanced mathematical models. Research has made much progress in the development of advanced mathematical models able to account for various rheological models, 3D morphology of the slope, and engagement of other materials from the boundary, etc. Calibration of the parameters is, however, one of the most problematic phases of numerical modelling; the validation of propagation models is usually carried out on the basis of laboratory flume tests executed in very simple conditions or on the basis of data achieved from field observation, which are very often of low quality. After a brief state-of-art review concerning the most recent developments in flow-like landslide modelling, the present paper examines the techniques adopted for calibrating the models. Particularly, it considers the difficulties linked to the upscaling of rheological properties moving from the physical tests performed in viscometer or artificial flume and attaining the estimation of average properties of the heterogeneous materials involved in real flow-like landslides. 

Keywords: flow-like landslide, runout model, inverse analysis, rheological law.