Rainfall-induced shallow landslides a literature review and model modification for downscaled lab tests comparison

Landslide is a type of hazard that could result in disastrous outcomes at various levels; incurring human deaths, damaging transportation routes, distribution the supply chain, and destroying historic and cultural-reserved sites. There are several factors that contribute to the occurrance of landslides. For example, rainfall is considered one of the most common causes. When intense rainfall affects compromised soil’s conditions, the probability of a landslide becomes almost certain. This thesis aims to answer a few key questions: How rainfall intensity affect the soil’s conditions leading to landslide; What are the thresholds for the soil parameters that can uphold a landslide from happening, and how they effect the occurrence of it; What are the different shapes of landslide failures. There has been a considerable effort in scientific research to integrate various parameters that are correlated with landslides, in order to simulate the temporal changes of the soil characteristics leading to failure, and finally estimate based on number of iterations the time in which a landslide is expected to happen. A comprehensive literature review is conducted to evaluate existing landslide prediction models, including SHALSTAB, TRIGRS, and SLIP, assessing their methodologies, assumptions, and predictive accuracy. Additionally, this study proposes modifications to the SLIP model to enhance its reliability in forecasting landslide initiation. The modifications incorporate sensitivity analyzes, addressing the uniformity assumption of the SLIP model through experimental validation in controlled laboratory tests by adjusting the runoff amounts that were not taken into account along with the porosity of the soil layers, which allowed a more refined approach to simulate rainfall infiltration and slope failure

Le frane sono un tipo di pericolo che potrebbe avere conseguenze disastrose a vari livelli, causando la morte di persone, danneggiando le rotte di trasporto, la distribuzione della catena di fornitura e distruggendo siti storici e culturali riservati. Ci sono diversi fattori che contribuiscono al verificarsi di frane. Ad esempio, le precipitazioni sono considerate una delle cause più comuni. Quando le precipitazioni intense influiscono sulle condizioni del terreno compromesso, la probabilità di una frana diventa quasi certa. Questa tesi mira a rispondere ad alcune domande chiave: in che modo l'intensità delle precipitazioni influisce sulle condizioni del terreno che portano a una frana; quali sono le soglie per i parametri del terreno che possono impedire che si verifichi una frana e come influiscono sul suo verificarsi; quali sono le diverse forme di frane. C'è stato uno sforzo considerevole nella ricerca scientifica per integrare vari parametri correlati alle frane, al fine di simulare i cambiamenti temporali delle caratteristiche del suolo che portano al cedimento e infine stimare in base al numero di iterazioni il tempo in cui si prevede che si verifichi una frana. Viene condotta una revisione completa della letteratura per valutare i modelli di previsione delle frane esistenti, tra cui SHALSTAB, TRIGRS e SLIP, valutandone le metodologie, le ipotesi e l'accuratezza predittiva. Inoltre, questo studio propone modifiche al modello SLIP per migliorarne l'affidabilità nella previsione dell'inizio delle frane. Le modifiche incorporano analisi di sensibilità, affrontando l'ipotesi di uniformità del modello SLIP attraverso la convalida sperimentale in test di laboratorio controllati, regolando le quantità di deflusso che non sono state prese in considerazione insieme alla porosità degli strati di suolo, il che ha consentito un approccio più raffinato per simulare l'infiltrazione delle precipitazioni e il cedimento del pendio