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ESERCITAZIONE 3 Analisi quantitativa del rischio a scala di pendio Università degli Studi di Salerno Dipartimento di Ingegneria Civile Laurea Magistrale.

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1 ESERCITAZIONE 3 Analisi quantitativa del rischio a scala di pendio Università degli Studi di Salerno Dipartimento di Ingegneria Civile Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Corso di Frane ANNO ACCADEMICO Docente: Prof. Ing. Michele Calvello  Amatucci Federico  Di Grezia Carmine  Giuliano Nicola  Porfido Luca Studenti:

2 Università degli Studi di Salerno Dipartimento di Ingegneria Civile - Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Corso di Frane ANNO ACCADEMICO Docente: Prof. Ing. Michele Calvello  Giuliano Nicola  Porfido Luca  Amatucci Federico  Di Grezia Carmine Studenti: Caratterizzazione del problema Fonte: Geotechnical Engineering Office, Hong Kong LARAM School (Session “Landslide susceptibility, hazard and risk zoning at different scales”) Una casa con dimensioni in pianta 10 m x 10 m è ubicata al di sotto di un pendio con pendenza costante di circa 26.5° (i.e. gradiente 1:2). La pianta e la sezione del sito oggetto dello studio sono mostrati nella seguente Figura: S EZIONEPIANTA

3 Università degli Studi di Salerno Dipartimento di Ingegneria Civile - Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Corso di Frane ANNO ACCADEMICO Docente: Prof. Ing. Michele Calvello  Giuliano Nicola  Porfido Luca  Amatucci Federico  Di Grezia Carmine Studenti: Sapendo che nell’abitazione in esame vivono 4 persone e sulla base dei dati disponibili, nella seguente presentazione viene condotta un’analisi quantitativa del rischio da frana per il sito in esame con i seguenti obiettivi: 1.Quantificare il rischio individuale per persona più a rischio (Personal Individual Risk P (LOL) ) 2.Quantificare il rischio per la collettività ( Societal Risk) in termini di curve F-N e Potential Loss of Life (PLL) 3.Capire se il rischio calcolato è accettabile o tollerabile 4.Individuare la distribuzione del rischio sul pendio in esame Obiettivi

4 Università degli Studi di Salerno Dipartimento di Ingegneria Civile - Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Corso di Frane ANNO ACCADEMICO Docente: Prof. Ing. Michele Calvello  Giuliano Nicola  Porfido Luca  Amatucci Federico  Di Grezia Carmine Studenti: Analisi del problema Sulla base della caratterizzazione geologica del pendio e di analisi su dati storici sono state stabilite le seguenti probabilità di accadimento di flussi di detrito, rispettivamente definiti colate rapide di intensità piccola e media sulla base del volume della massa di terreno mobilitata, all’interno del pendio di 80 m x 100 m: Colata rapida di piccola intensità (volume < 50 m3): P = 1 / anno Colata rapida di media intensità (volume m3): P = 0.05 / anno Sulla base di analisi della mobilità dei fenomeni franosi in esame, sono state stabilite le seguenti distribuzioni di probabilità relative alla distanza di propagazione orizzontale: Distanza di propagazione orizzontale Colata rapida di piccola intensità Colata rapida di media intensità 20 m80 %30 % 40 m20 %70%

5 Università degli Studi di Salerno Dipartimento di Ingegneria Civile - Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Corso di Frane ANNO ACCADEMICO Docente: Prof. Ing. Michele Calvello  Giuliano Nicola  Porfido Luca  Amatucci Federico  Di Grezia Carmine Studenti: 1 ) Analisi del Personal Individual Risk Per calcolare il Personal Individual Risk si utilizza la formula proposta da Fell et al. Dove: P (LOL) = Probabilità annuale che la persona perda la vita; P (L) = Frequenza di accadimento della frana; P (T:L) = Probabilità che la frana raggiunga l’elemento a rischio; P (S.T) = Probabilità spazio temporale dell’elemento esposto a rischio; V (D.T) = Vulnerabilità della persona esposta all’evento franoso.

6 Università degli Studi di Salerno Dipartimento di Ingegneria Civile - Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Corso di Frane ANNO ACCADEMICO Docente: Prof. Ing. Michele Calvello  Giuliano Nicola  Porfido Luca  Amatucci Federico  Di Grezia Carmine Studenti: 1 ) Analisi del Personal Individual Risk Ipotizzando di poter discretizzare il problema, si è diviso il pendio in 8 fasce, di lato 10m ciascuna Inoltre, si fa l’ipotesi che i fenomeni siano equiprobabili su tutto il pendio e per questo si è divisa l’area totale in tanti quadrati di lato 10m. Casa A questo punto, le distribuzioni di probabilità che rappresentano la possibilità che la frana che si stacca dalla generica areola raggiunga la casa, in relazione alle caratteristica del fenomeno sono: P%y%x%APl 0,8 0,10,1250,0125 0,01 0,20,0025 0,30, ,70,

7 Università degli Studi di Salerno Dipartimento di Ingegneria Civile - Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Corso di Frane ANNO ACCADEMICO Docente: Prof. Ing. Michele Calvello  Giuliano Nicola  Porfido Luca  Amatucci Federico  Di Grezia Carmine Studenti: 1 ) Analisi del Personal Individual Risk Il parametro P (S.T) è pari a 1 poiché, per ipotesi di compresenza, la persona più esposta si trova in casa per l’intero arco della giornata. P (S.T) = 24/24 * 365/365 =1 Per il calcolo del parametro P (T:L) si divide la probabilità così assegnata ad ogni CellaDistanzaTipologia fenomeno Distanza di propag. Orizzontale Possibilità di raggiungimento P TL col. Rapida piccola intensità 20 m 1 0, m 1 0,0125 col. Rapida media intensità 20 m 1 0, m 1 0, col. Rapida piccola intensità 20 m 1 0, m 1 0,0125 col. Rapida media intensità 20 m 1 0, m 1 0, col. Rapida piccola intensità 20 m m 1 0,0125 col. Rapida media intensità 20 m m 1 0, col. Rapida piccola intensità 20 m m 1 0,0125 col. Rapida media intensità 20 m m 1 0,0125 cella (1 o 0) per il numero di celle, pari a 80, che rappresenta il numero di possibili frane che si possono innescare su tutto il pendio.

8 Università degli Studi di Salerno Dipartimento di Ingegneria Civile - Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Corso di Frane ANNO ACCADEMICO Docente: Prof. Ing. Michele Calvello  Giuliano Nicola  Porfido Luca  Amatucci Federico  Di Grezia Carmine Studenti: 1 ) Analisi del Personal Individual Risk La vulnerabilità degli abitanti della casa è funzione della distanza tra l’unghia della frana e il centro della casa. Successivamente ad ogni cella è stata assegnata la vulnerabilità V (D:T) ricavata dalla Figura 1. Per entrare nel grafico abbiamo considerato la distanza tra il centro dell’abitazione e l’unghia della frana al termine del suo movimento. Figura 1

9 Università degli Studi di Salerno Dipartimento di Ingegneria Civile - Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Corso di Frane ANNO ACCADEMICO Docente: Prof. Ing. Michele Calvello  Giuliano Nicola  Porfido Luca  Amatucci Federico  Di Grezia Carmine Studenti: 1 ) Analisi del Personal Individual Risk Zone Mean distance of zone to house (m) Frequency of landslide, f (no/year) Runout distance (m) Pl Runout distance beyond house (m) Vul. Factor, V P(t:l) Prob. of damage, P= f x Pl x V Small scaleLarge scale m 0,8150,30,01250, m 0,2350,40,01250,001 -0,05 20 m 0,015150,90,01250, m 0,035350,90,01250, m 0,850,10,01250, m 0,2250,40,01250,001 -0,05 20 m 0,01550,30,01250, m 0,035250,90,01250, m 0, m 0,2150,30,01250, ,05 20 m 0, m 0,035150,90,01250, m 0, m 0,250,10,01250, ,05 20 m 0, m 0,03550,30,01250, ∑P 8,54E-03 Il rischio individuale per la persona più esposta a rischio vale: P (LOL) = 8,54 x 10 -3

10 Università degli Studi di Salerno Dipartimento di Ingegneria Civile - Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Corso di Frane ANNO ACCADEMICO Docente: Prof. Ing. Michele Calvello  Giuliano Nicola  Porfido Luca  Amatucci Federico  Di Grezia Carmine Studenti: 2 ) Analisi del Societal Risk La casa è occupata da 4 persone. La distribuzione della loro presenza temporale è la seguente: Tempo8 am – 2 pm2 pm – 8 pm8 pm- 8 am Numero di persone134 Secondo l’ipotesi di compresenza degli abitanti si ha: 1 persona è presente 24 h al giorno 2 persone sono presenti 18 h al giorno 3 persone sono presenti 18 h al giorno 4 persone sono presenti 12 h al giorno Calcolando il parametro P (S.T) per ogni N, si ottengono le seguenti Probabilità di avere N o più vittime: Number of fatalities N Probability of temporal presenceP Probability of occurrence of N fatalities P N = P P x∑P Probability of occurrence of N or more fatalities F 1 18,54E-031,92E ,00E+001,07E ,756,40E-031,07E ,54,27E-03

11 Università degli Studi di Salerno Dipartimento di Ingegneria Civile - Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Corso di Frane ANNO ACCADEMICO Docente: Prof. Ing. Michele Calvello  Giuliano Nicola  Porfido Luca  Amatucci Federico  Di Grezia Carmine Studenti: 2 ) Analisi del Societal Risk Per il calcolo del rischio per la società bisogna riferirsi al numero medio di persone presenti in casa durante una giornata: Tempo8am-2pm2pm-8pm8pm-8pm Numero di persone134 % tempo in casa0,25 0,5 N° medio di persone0,250,752 N° medio di persone al giorno 3 Il calcolo del rischio per la società si ottiene dalla seguente relazione: PLL = N medio x ∑ P (LOL,Most a risk)

12 Università degli Studi di Salerno Dipartimento di Ingegneria Civile - Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Corso di Frane ANNO ACCADEMICO Docente: Prof. Ing. Michele Calvello  Giuliano Nicola  Porfido Luca  Amatucci Federico  Di Grezia Carmine Studenti: Zone Mean distance of zone to house (m) Frequency of landslide, f (no/year) Runout distance (m) Pl Runout distance beyond house (m) Vul. Factor, V P(t:l) Prob. of damage, P= f x Pl x V PLL Small scaleLarge scale m 0,8150,30,01250,0030, m 0,2350,40,01250,0010,003 -0,05 20 m 0,015150,90,01250, , m 0,035350,90,01250, , m 0,850,10,01250,0010, m 0,2250,40,01250,0010,003 -0,05 20 m 0,01550,30,01250, , m 0,035250,90,01250, , m 0, m 0,2150,30,01250,000750, ,05 20 m 0, m 0,035150,90,01250, , m 0, m 0,250,10,01250,000250, ,05 20 m 0, m 0,03550,30,01250, , ∑P∑PLL 8,54E-032,56E-02 2 ) Analisi del Societal Risk PLL = 2,56 x Il Societal Risk sarà pari a:

13 Università degli Studi di Salerno Dipartimento di Ingegneria Civile - Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Corso di Frane ANNO ACCADEMICO Docente: Prof. Ing. Michele Calvello  Giuliano Nicola  Porfido Luca  Amatucci Federico  Di Grezia Carmine Studenti: 3) Curva F-N Per valutare l’accettabilità del rischio, si fa riferimento ai criteri di accettabilità/tollerabilità, definiti dal Geotechnical Engineering Office (GEO) di Hong Kong. Nel grafico è riportata la P (LOL) dell’elemento più a rischio. RISCHIO INACCETTABILE!

14 Università degli Studi di Salerno Dipartimento di Ingegneria Civile - Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Corso di Frane ANNO ACCADEMICO Docente: Prof. Ing. Michele Calvello  Giuliano Nicola  Porfido Luca  Amatucci Federico  Di Grezia Carmine Studenti: Number of fatalities N Probability of occurrence of N or more fatalities F 1 1,92E ,07E ,27E-03 Nel grafico sono riportate le probabilità che siano N o più vittime. 3) Curva F-N RISCHIO INACCETTABILE!

15 Università degli Studi di Salerno Dipartimento di Ingegneria Civile - Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Corso di Frane ANNO ACCADEMICO Docente: Prof. Ing. Michele Calvello  Giuliano Nicola  Porfido Luca  Amatucci Federico  Di Grezia Carmine Studenti: 3) Curva F-N Per valutare l’accettabilità del rischio, si fa riferimento ai criteri di accettabilità/tollerabilità, definiti dal Geotechnical Engineering Office (GEO) di Hong Kong. Nel grafico è riportata la PLL, cioè il rischio per la collettività. RISCHIO INACCETTABILE! 2,56 x 10 -2

16 Università degli Studi di Salerno Dipartimento di Ingegneria Civile - Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Corso di Frane ANNO ACCADEMICO Docente: Prof. Ing. Michele Calvello  Giuliano Nicola  Porfido Luca  Amatucci Federico  Di Grezia Carmine Studenti: 4) Distribuzione del rischio Non essendoci elementi a rischio sul pendio in esame non è possibile parlare di distribuzione del rischio sul pendio 0 R = H x V x E Si può tracciare una distribuzione del rischio sulla casa, in funzione della posizione da cui si staccano le frane. Casa

17 Università degli Studi di Salerno Dipartimento di Ingegneria Civile - Laurea Magistrale in Ingegneria per l’Ambiente ed il Territorio Corso di Frane ANNO ACCADEMICO Docente: Prof. Ing. Michele Calvello  Giuliano Nicola  Porfido Luca  Amatucci Federico  Di Grezia Carmine Studenti:. Grazie per l’attenzione


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