A condensation procedure for creeping landslides description in naturally cemented materials

Creeping landslides in naturally bonded soils need a careful study, due to the complexity of this class of materials, characterized by a strain softening and viscous behaviour. In particular, after crack propagation occurring locally in the material, a progressive failure, leading to an unexpected slope collapse may occur. In literature models for creeping landslides description exist, but they cannot reproduce the landslide inception phase; for this reason a new model capable of reproducing the onset of instability was developed in this thesis. The reference point for the model development and calibration is a numerical model integrating strain softening elastic-plastic and elastic-viscoplastic constitutive relationships under simple shear conditions. The equivalent model will be developed in the elastoplastic case and then extended to the strain softening viscoplastic case, considering a stress path deriving from water table level change. Particular attention will be given to the role played by the structural hardening in a constrained soil element. Its influence on the slope response will be remarked and it will be introduced in the new model. Finally, the influence of the soil parameters spatial variability will be studied.

Lo studio delle frane da creep (creeping landslides) in materiali naturalmente cementati necessita particolare attenzione, a causa della complessità di tale classe di materiali, che è caratterizzata da un comportamento strain-softening e viscoso. In particolare, in seguito alla propagazione di fessure che si innescano localmente nel materiale, può verificarsi una rottura progressiva che porta ad un collasso inaspettato del pendio. Esistono dei modelli in letteratura per la descrizione delle creeping landslides, ma non riescono a riprodurre la fase di innesco della frana; per questo motivo, in questa tesi è stato sviluppato un modello capace di riprodurre l’innesco dell’instabilità. Il punto di rifermento per lo sviluppo e la calibrazione del modello è un modello numerico che integra le equazioni costitutive in condizioni di taglio semplice, nel caso di materiale elastoplastico con strain softening ed elastico-viscoplastico. Il modello equivalente sarà sviluppato nel caso elastoplastico e poi esteso al caso viscoplastico con strain-softening, considerando un percorso di carico derivante dal cambiamento del livello di falda. E’ stata posta particolare attenzione sul ruolo dell’hardening strutturale nell’elemento vincolato di terreno. La sua influenza nella risposta del pendio sarà evidenziata ed introdotta all’interno del nuovo modello. Infine, verrà studiata l’influenza della variabilità spaziale dei parametri del terreno.