Modellazione numerica e analisi dell’impatto di colate rapide su opere di mitigazione innovative tramite l’utilizzo del Material Point Method (MPM)

Le colate detritiche (debris flow) sono fenomeni franosi estremamente rapidi che si verificano in canali ripidi e ventagli alluvionali, caratterizzati da una fase di innesco improvvisa e difficilmente prevedibile. Questi eventi si originano quando la resistenza mobilitata del terreno supera quella disponibile, spesso a causa di precipitazioni intense o scioglimento rapido della neve. La propagazione delle colate detritiche può causare danni significativi a infrastrutture e popolazioni, rendendo necessaria l’adozione di misure di mitigazione. Le strategie di protezione includono barriere di deviazione, briglie selettive e barriere rigide, progettate per ridurre l'energia cinetica del flusso e limitarne gli impatti. La progettazione ottimale delle barriere richiede un’accurata valutazione delle pressioni d’impatto, tradizionalmente effettuata mediante formule epiriche che, semplificano la natura complessa del debris flow e utilizzano coefficienti caratterizzati da un’elevata variabilità. Per superare tali limiti, il presente studio ha impiegato il Material Point Method (MPM) implementato nel software Anura3D. In particolare, è stato simulato l’impatto di un debris flow con un comportamento reologico di Bingham contro un’opera rigida. Sono state condotte simulazioni numeriche per analizzare l’interazione flusso-barriera, l’evoluzione delle forze d’impatto, l’influenza delle caratteristiche del flusso e della barriera sulla forza stessa, le configurazioni ottimali per la progettazione di barriere rigide. I risultati hanno evidenziato l’importanza di valutare la distribuzione temporale delle pressioni d’impatto e l’effetto della geometria della barriera, fornendo uno strumento utile per la progettazione di opere di mitigazione.