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Uso combinato della modellazione idraulica e idro-meccanica per lo studio della risposta drenata di un pendio in argilla alle azioni climatiche
L’interazione pendio-vegetazione-atmosfera (SLVA) può giocare un ruolo fondamentale nell’innesco e nella progressione di un meccanismo di frana in pendii argillosi. La misura in cui il clima può essere cruciale per la stabilità di un pendio dipende sia dal comportamento idro-meccanico dei terreni sia dalle condizioni idrauliche agenti all’estradosso del pendio e al contatto tra gli strati, come nel caso di pendii costituiti da argille fini sovrastanti strati rocciosi sede di acquiferi profondi. In tale contesto, il pendio Fontana a Monte nell’Italia meridionale, affetto da una frana profonda a cinematica lenta, è considerato come caso prototipo dei fenomeni di instabilità clima-indotti, nei quali i fenomeni di interazione pendio-vegetazione-atmosfera dipendono non solo dalle azioni climatiche interagenti con la superficie del pendio, ma anche dall’assetto idrogeologico. Nel presente lavoro, l’interazione del pendio con l’atmosfera, che influenza la stabilità globale del pendio prototipo, è stata indagata in condizioni drenate attraverso l’uso combinato di simulazioni idrauliche disaccoppiate della filtrazione ed inputate in analisi all’equilibrio limite (H+LEM), e di simulazioni numeriche idro-meccaniche accoppiate (HM) del pendio, in condizioni stazionarie rappresentative o della stagione estiva o di quella invernala. Il lavoro mostra come l’uso combinato degli approcci H+LEM e HM può essere di aiuto per la diagnosi e l’interpretazione della franosità del pendio Fontana a Monte, focalizzando l’attenzione sull’impatto del clima sulla risposta idraulica e tenso-deformativa del pendio nella condizione di lungo termine. La previsione del regime idraulico e del campo di deformazione mobilizzato nel pendio, validato dai dati di sito disponibili, supporta la diagnosi dei fattori predisponenti ed innescanti la franosità e l’interpretazione fenomenologica della natura tridimensionale del meccanismo di frana.
The slope-vegetation-atmosphere (SLVA) interaction may have a fundamental role in the onset and progression of landsliding in clayey slopes. The extent to which the weather is crucial for the slope stability depends on both the soil hydro-mechanical behaviour and the hydraulic conditions along both the ground surface and the underground boundaries, as in the case of slopes made of fine soils bearing rocky aquifers. In this context, the Fontana Monte slope in southern Italy, affected by a deep slow-moving landslide, is considered as a prototype case of weather-induced instability phenomena in which the SLVA interaction depends not only on the climatic actions at the slope top boundary, but also on the hydrogeological set-up. In the present work, the interaction of the slope with the atmosphere, affecting the overall stability of the prototype slope, has been investigated in drained conditions through the combined use of uncoupled hydraulic simulations of the seepage and their input into limit equilibrium analyses (H+LEM), and coupled hydro-mechanical (HM) numerical modelling of the slope, under steady-state conditions representative either of the dry or of wet season. The work shows how the combined use of both H+LEM and HM approaches might help to diagnose and interpret the landslide mechanism, focusing on the impact of climate on the hydraulic and stress-strain response of the slope in the long-term. The resulting prediction of the hydraulic regime and strain field mobilised in the slope, validated through field data, supports the diagnosis of the landslide predisposing and triggering factors and the phenomenological interpretation of the three-dimensional nature of the landslide mechanism.
Keywords: uncoupled hydraulic approach, hydro-mechanical modelling, slope stability, weather-induced landslides, long-term slope response.
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