OR 4 - MODELLI

1. Programma Operativo Nazionale “Ricerca e Competitività 2007-2010” Sistemi Integrati per il Monitoraggio, l’Early Warning e la Mitigazione del Rischio Idrogeologico lungo le grandi vie di comunicazione OR 4 - MODELLI 25 Luglio 2013

2. OR 4 – MODELLI Modelli di previsione degli spostamenti Previsione (Forecasting): capacità di valutare probabilisticamente tempo, ubicazione e dimensione di un prossimo evento disastroso.

3. OR 4 – MODELLI - Composizione Modello areale - GEOTOP Modello completo di versante - SUSHI Modello di propagazione – SCIDDICA d1 Modello Idrologico FLaIR (Forecasting of LandslidesInduced by Rainfall)

4. OR 4 – MODELLI - Composizione Il modello FLaIR operativo Il modello SCIDDICA  operativo Il modello GETOP  [I] Il modello SUSHI  [I]

5. STRUTTURA SOFTWARE Pre-Processing Processing Post-Processing Modulo Idraulico Modulo Geotecnico [C] [C]

6. Pre-Processing Processing Post-Processing Carica Dxf Strati [C] Lettura file Dxf, Individuazione e gestione Polilinee Carica Dati Stratigrafia [C] Lettura file testo, Associazione dati fisico-meccanici alle polilinee Carica Dati Pioggia [C]- Lettura e memorizzazione in Struttura dati  polilinea, combinazioni di Macroelementi [C] Def. combinazione ottimale Macroelementi [C] Criterio di Valutazione Regolarità Da strutt. Polilinea a Strutt. Macroelementi [C] Visualizzazione a schermo della mesh generata [N] Numerazione nodi nel Riferimento Globale [I] Infittimento mesh[N] Algoritmo di rinumerazione dei nodi [N] Gestione Interfaccia Grafica [I] GEOMETRIA E STRATIGRAFIA INPUT DATI • Rainfall data • Physical and mechanicalparam. • Boundary and initialconditions CREAZIONE MESH PRIMARIA INFITTIMENTO MESH

7. Pre-Processing Processing Post-Processing Modulo Idraulico Mag.2013 Lug 2013 Implementazione e gestione elemento finito [C] [C] Scrittura Equazione di Richards in formamatriciale [C] [C] Formulazione isoparametrica [C] [C] Traduzione e passaggio al Linguaggio C++[N] [C] Implementazione matrici dell’elemento [C] [C] Assemblaggio matrici globali [C] [C] Definizione forzante [C] [C] Definizione condizioni al contorno [C] [C] Discretizzazione temporale [C] [C] Procedura iterativa non lineare [C] [C] Procedura iterativa implementata in MAPLE CONFRONTO Procedura iterativa implementata in C++ Modulo Geotecnico EXIT

8. Pre-Processing Processing Post-Processing Modulo Idraulico Mag.2013 Lug 2013 … Calcolo Fattore di sicurezza [C] [C] Modulo Geotecnico Risposta tenso-deformativa Inizializzazione e allocazione memoria [C] [C] Acquisizione modello di simulazione [C] [C] Def. Sistema algebrico risolutivo [C] [C] Generazione stato tensionale iniziale con procedura gravityloading[C] [C] Calcolo spostamenti e stato tenso-deformativo[C] [C] Verifica violazione criterio snervamento [C] [C] Analisi step-by-step in funzione dell’output del modulo idraulico [I] [C]

9. Pre-Processing Processing Post-Processing MODEL VALIDATION Software Output DISPLAYING RESULTS COMPARISON Instruments in Place

10. Modello areale - GEOTOP Fino ad Aprile 2013 GEOtop-OMS3 Integration Sarno Application

11. Modello areale - GEOTOP Work in progress: Applicazione a nuovi casi Sviluppo del modulo per il calcolo probabilistico del fattore di sicurezza Sviluppo della procedura per la visualizzazione delle mappe FS

12. Work in progress (1/3): Drake river basin calibration Input data: Radiation Rainfall Air Temperature Relative Humidity Simulation time step: daily

13. Work in progress (2/3): Drake river basin raster sim. Soil moisture raster maps at 30 cm depth Input data: Radiation Rainfall Air Temperature Relative Humidity Simulation time step: daily

14. Work in progress (3/3): frana A3 Sa-RcRogliano Soil Water Content Simulation Simulation period: 01-02-2008 – 01-02-2009 Time step: hourly Km 260 25-01-2009 ore 22.00 circa

15. Where the landslides are? Measurement data 3D-(Multi)Point simulations MODEL OUTPUT: • Soil moisture maps for each layer (SM) • Suction maps for each layer (WP) Model Setup I/O GIS integration Parameter estimation Raster simulations SAFETY FACTOR MAP COMPUTATION: FS(WP, SM, C, φ, SLOPE, etc.) Model Setup I/O GIS integration GEOtop Model G. Formetta, Trento 17 June 2011 G. Formetta, Leipzig 05 July 2012 Trento 24 June 2011 Formetta G., University of Trento (Italy) Formetta G., ARS-USDA-Fort Collins (CO)

16. Prove e parametri necessari • Definizione della geometria – dominio di indagine • Definizione delle coperture • Caratterizzazione dei parametri idraulici e geotecnici • Definizione delle Curve Caratteristiche (SWRC)

17. Validazione degli spostamenti calcolati: • Spostamenti superficiali • Spostamenti profondi Sensori superficiali Misure inclinometriche

18. Programma Operativo Nazionale “Ricerca e Competitività 2007-2010” Sistemi Integrati per il Monitoraggio, l’Early Warning e la Mitigazione del Rischio Idrogeologico lungo le grandi vie di comunicazione OR 4 - MODELLI 25 Luglio 2013

19. Modello elasto-plastico perfetto alla Mohr-Coulomb • I parametri che descrivono il modello sono 6: • Peso dell’unità di volume γ • Modulo elastico di Young E • Coefficiente di Poisson ν • Coesione c’ • Angolo di attrito interno φ’ • Angolo di dilatanza ψ Identificazione del terreno Prove triassiali, edometriche Prove triassiali, taglio diretto

20. Validazione • Valori della pressione neutra e suzione (piezometro e tensiometro) • Valori del contenuto d’acqua (TDR) • Spostamenti superficiali • Spostamenti profondi Sensori superficiali Misure inclinometriche • Stato tensionale (celle di pressione)

21. Modello elasto-plastico perfetto alla Mohr-Coulomb • I parametri che descrivono il modello sono 6: • Peso dell’unità di volume γ • Modulo elastico di Young E • Coefficiente di Poisson ν • Coesione c’ • Angolo di attrito interno φ’ • Angolo di dilatanza ψ Identificazione del terreno Prove triassiali, edometriche Prove triassiali, taglio diretto

22. OR 4 – MODELLI • Collegamenti con le altre OR • Dati e misure in ingresso ai modelli • Uscite dei modelli

23. Collegamenti con le altre OR Dati e misure in ingresso ai modelli Uscite dei modelli OR 1 OR 2 OR4 OR 6

24. Collegamenti con le altre OR Dati e misure in ingresso ai modelli Uscite dei modelli OR 1 Scelta appropriata del sito di indagine/applicazione dei modelli OR 2 Scelta dei sensori/strumentazioni a supporto dei modelli OR 6 Definizione dei flussi di scambio tra il CAED ed i modelli

25. Collegamenti con le altre OR Dati e misure in ingresso ai modelli Uscite dei modelli Modello puntuale – SUSHI

26. Collegamenti con le altre OR Dati e misure in ingresso ai modelli Uscite dei modelli Modello puntuale – SUSHI • File txt con contenuti alfa-numerici • Immagini a bande di colori (s, e, s, u…) • Immagini con vettori direzione spostamento…… E.W.S (???)

27. Collegamenti con le altre OR Dati e misure in ingresso ai modelli Uscite dei modelli FS pendio E.W.S (???)

28. Collegamenti con le altre OR Dati e misure in ingresso ai modelli Uscite dei modelli E.W.S (???) Risposta tenso-deformativa s u

29. Y(t) Trasmissione dei dati di pioggia IN TEMPO REALE Attivazione della fase 3 Attivazione della fase 2 attivazione della fase 1 Collegamenti con le altre OR Dati e misure in ingresso ai modelli Uscite dei modelli Valutare la Criticità

30. Collegamenti con le altre OR Dati e misure in ingresso ai modelli Uscite dei modelli Modello propagazione – Sciddica • Ad ogni Step e per ogni Cella è possibile avere le seguenti informazioni: • Quota • Spessore di Detrito in Transito o Accumulato • Velocità ed Energia del Detrito • Profondità della Copertura Detritica • Alla fine della Simulazione è possibile avere GRID-ASCIIcontenete: • Area invasa dalla Frana • Morfologia Modificata • Depositi di Detrito Finali • Profondità della Copertura Detritica Finale

31. Collegamenti con le altre OR Dati e misure in ingresso ai modelli Uscite dei modelli Modello propagazione – Sciddica Step 0

32. Collegamenti con le altre OR Dati e misure in ingresso ai modelli Uscite dei modelli Modello propagazione – Sciddica Step finale