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FENÓMENOS GEOLÓGICOS
Movimientos de Masa
Movimientos de Masa
Aunque muchos taludes parezcanestables, no son estructurasestáticas, dado que la gravedadorigina un movimiento pendienteabajo.
Miraflores, Junio de 2012.
Movimientos de Masa
• Tienen lugar repentinamente, o gradual e imperceptiblemente.• La gravedad es la fuerza que controla los movimientos de masa, pero
varios factores desempeñan un papel importante en cuanto aldesencadenamiento de éstos.
Desplome: falla
rotacional de la
roca o el regolito
Movimiento de Masa
• Controles y Desencadenantes:
– Papel del Agua– Pendientes Sobreempinadas– Vegetación– Sismos
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Papel del Agua
El agua juega un papel importanteen el control de la estabilidad de untalud.
Una pequeña cantidad de agua enlos poros, llenos en su mayoría conaire, produce una fuerza decapilaridad que mantiene a laspartículas unidas dando mayorcohesión al suelo.
Una cantidad grande de agua queocupe todos los poros del sueloejerce presión sobre las partículasmanteniéndolas separadas: selubrica la superficie.
Papel del Agua
Pequeñas cantidades de humedad en
depósitos no consolidados aumentan la
cohesión y el ángulo de reposo.
Efecto del contenido de agua
en el ángulo de reposo de la
arena.
Papel del AguaEl agua añade peso a una masa de material y puede ser suficiente parahacer que el material se deslice o fluya pendiente abajo.
Corrientes de barro posteriores al huracán Mitch, Octubre 1998
Millbrae CA, March 2000
Pendientes Sobreempinadas
La fuerza de gravedad actuando sobre un talud tiene dos componentes:
- Corte, resulta de la componente de la gravedad paralela al talud, que
empuja a la masa pendiente abajo (gt).
- Fricción, producida por la componente de la gravedad perpendicular al
talud, contiene al material (gp).
Que ocurra movimiento o no, depende del balance entre el esfuerzo y la
fricción. Cuanto más empinado sea el talud, mayor será gt respecto a gp.
gravity
gt
gp
gravity
gt
gp
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Pendientes SobreempinadasPara materiales no consolidados, elángulo de reposo es el máximo ángulocon que un talud es estable (el material semantiene en reposo).
El ángulo de reposo depende de diversosfactores, como la distribucióngranulométrica y la forma de losfragmentos.
Para rocas, el máximo ángulo con que untalud es estable depende de otrosfactores, como los planos de debilidadexistentes, diaclasas, etc.
Ángulo de reposo para diferentes materiales.
Ángulo de reposo de un depósito de relaves
Ángulo de reposo de abanicos aluviales, Canadian Rockies
Ángulo de reposo de un abanico aluvial, British Columbia
Pendientes Sobreempinadas
Las pendientes sobreempinadas
producen taludes inestables en
suelos cohesivos. La respuesta no
siempre es inmediata, pero uno o
más procesos gravitacionales
eliminarán la pendiente excesiva
restaurando su estabilidad.
Vegetación
Las plantas protegen contra la erosión y contribuye n a la estabilidad de las pendientes. La ausencia de plantas potencia los procesos
gravitacionales.
VegetaciónCuando se
eliminan los
anclajes de la
vegetación, los
materiales de la
superficie suelen
ir pendiente
abajo.
Culpan a la tala indiscriminada por alud en San Martín
Jueves 18 de octubre del 2012 | 13:09
Actividad extractiva dejó sin protección los cerros de la localidad dePicota, sepultada ayer por un huaico , que acabó con la vida de 10personas, mientras que otras 11 siguen desaparecidas. Se esperallegada de ayuda humanitaria a la zona del desastre.
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Terremotos
El ímpetu necesario para iniciar el movimiento pued e ser proporcionado por terremotos, vibraciones o voladuras.
Nevado Huascarán, Perú, 1970(18 000 muertos)
Terremoto de Nepal 24-04-2015
Un terremoto y sus réplicas puedendesalojar volúmenes enormes deroca y material no consolidado.
Terremotos
Licuefacción : Lossedimentos arenosossaturados son los másvulnerables. Ante unavibración, los granospierden cohesión y la arenafluye. La licuefacción puedehacer que se hundanedificios o que se inclinen, yque salgan a flote tanquesde almacenamientosubterráneo y sistemas dealcantarillado.
En áreas golpeadas por terremotos, los corrimientos de tierra, la licuefacción ysubsidencia del terreno causan grandes daños.
Tambo de Mora, Chincha, Ago 2007
Impacto Humano
Las actividades humanas puedenincrementar los riesgos de movimientos demasa de distintas maneras:
Aumento de pendientes para construccionespara producir más superficies niveladas.
Impacto Humano
La adición de agua por irrigación,pozos sépticos, lagos artificiales, etc,pueden quitar cohesión y añadir pesoal talud, favoreciendo un movimientode masa.
La deforestación favorece a la erosión,dando como resultado pendientes másempinadas. Reduce la absorción deagua por los vegetales aumentando lacantidad de agua en la superficie.
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Impacto Humano
Los reservorios tras las presasincrementan la infiltración y peso delos taludes.
Represa de Vaiont
Clasificación de los Movimientos de Masa
MecanismoMaterial
VelocidadRoca Suelo Fino Suelo Grueso
Deslizamiento
Desplome Desplome Desplome Lento
Deslizamiento
de roca
Deslizamiento
de Tierra
Deslizamiento
de detritosRápido
Flujo
Avalancha de
RocaFlujo de Tierra
Flujo de
Detritos,
avalancha
Muy rápido
Reptación Reptación ReptaciónExtremadamente
lento
DesprendimientoDesprendimiento
de roca
Desprendimiento
de Tierra
Desprendimiento
de detritos
Extremadamente
rápido
Clasificación de los Movimientos de Masa
Reptación Flujo de Detritos
Desplome Desprendimiento de roca
Deslizamiento de roca Movimientos de masa subacuáticos
Movimiento de masa: Desplome
Los desplomes se producen cuando el material se des liza pendiente abajo en masas a lo largo de una superficie de rot ura curva. Flujos de
tierra se forman a menudo en la base del desplome.
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Movimiento de masa: DesplomePoint Fermin.- Eldesplome sueledesencadenarsecuando la inclinaciónde las pendientes sehace excesiva aconsecuencia deprocesos erosivoscomo la acción de lasolas.
Point Fermin.- Vista actual.
Movimiento de masa: Deslizamientos
Involucra un rápido movimiento de la masa de
roca o regolito en una superficie plana
Movimiento de masa: Deslizamientos
Deslizamientos de roca
Chosica 2012
Flujo de sedimentosCualquier proceso de pérdida de masa que involucra un movimientode flujo del regolito cuyos poros están llenos de agua y/o aire.
Flujo de detritos
Flujo de lodos
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Flujo de lodos y detritos• Mezclas de fragmentos de roca, lodos y agua que fluyen rápidamente
pendiente abajo como un fluído viscoso.
–Velocidades generalmente de 50 km/h
–Extremadamente destructivas
• Lahar: Flujo de detritos volcánicos
• Flujo de lodos : más de 30% de aguaLahar del Nevado de Ruiz: río de
material fluyendo a más de 40 km/h cuando sepultó a un poblado de
25,000 personas.
Flujo de detritos en Idaho
Flujo de lodo en Chosica Marzo 2015
Las avalanchas de nieve son también un tipo de flujo.
Sierra Nevada, CaliforniaHuracán Mitch 1998, Nicaragua(más de 2000 muertos)
Flujos
Avalancha de detritos
• Elevación por congelamiento:La elevación de la superficie deroca y regolito como un resultadodel agua subterránea congelada
Al flujo granular se le llama avalancha de
detritos
Avalancha de detritos en Yungay, Perú 1970
Flujos granulares (secos)
• Reptación (creep) – es el flujo imperceptible hacia abajo de unregolito granular.
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Reptación
La expansión y contracción repetidasdel material de superficie produce unamigración neta pendiente debajo de laspartículas de roca.
Aunque la reptación es unmovimiento imperceptiblementelento, sus efectos son a menudovisibles.
Reptación
• La reptación es un fenómeno común en pendientes.– Extremadamente lento.– Reconocidas normalmente por:
• Bultos e hinchamientos del suelo.• Plegado de capas con buzamiento fuerte.• Troncos de árboles y postes torcidos, caminos rocas y cercos.
Los factores que causan los creep son generalmente relacionados con un proceso de
expansion y contracción, causado por condiciones alternadas de humedecido,
congelamiento y secado
La reptación es un movimiento muylento, casi siempre imperceptible,más común en suelo que en roca.
Reptación de Roca
Reptación de Suelo, California
Evidencia de reptación incluye árboles arqueados y estructuras inclinadas sobre los escarpes.
Movimiento del talud por reptación Movimiento del talud por reptación
Saturación de los poros de agua El agua se congela y se expande.
El hielo se derrite y la gravedad los atrae hacia a bajo
Solifluxion : Reptación de suelo durante eldeshielo de la capa de hielo permanente enregiones polares.
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Fallas de taludes: Desprendimiento o caída
Un tipo de falla de taludesinvolucra la caida vertical,repentina de detritos ofragmento de roca
Caída de detritos (flujogravitatorio de altadensidad y viscosidad)
Caída de roca
Fallas de taludes: Desprendimiento o caída
Subsidencia• Subsidencia es el movimiento del material superficial de forma
vertical– Formación de cavernas por la disolución de carbonatos.– Quemado de materiales combustibles en la superficie.– Practicas mineras.– Extracción de fluidos.– Expansión y contracción de suelos arcillosos.– Compactación, drenado y carga en cuencas sedimentarias.
Movimientos de masa subacuáticosDiversos movimientos de masa subacuáticos afectan grandes áreas del pisooceánico y son tan comunes probablemente como los del continente.– En puntos cercanos a deltas activos y placas convergentes se depositan
muy rápidamente sedimentos y se generan pendientes pronunciadas.
Un deslizamiento subacuático en la costa de Oregon se formó cuando la actividad tectónica generó pendientes demasiado fue rtes.
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Movimientos de masa subacuáticos
Deslizamientos profusos y flancos de flujo de la is la Hawaii y otros de la cadena de islas. Las flechas indican la dirección d e los flujos.
Cada año se pierden vidas por movimientos de masa
Landslide-related property damage in the U.S. is on the order of $1-2 billion each year.
Riesgo Geológico
La zonificación es una manera efectivade reducir el riesgo, evitando laconstrucción de viviendas en zonas depropensas a estos fenómenos.
Los análisis de estabilidad detaludes y las medidas tomadas parasu sostenimiento pueden reducir elriesgo de fallas. En algunos casossólo sirven para retrasar unasituación inevitable.
Shotcrete en un talud inestable
Enrocado en una ladera
Riesgo Geológico Riesgo Geológico
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Riesgo Geológico Estabilización de Taludes: Estructuras
de retención
Malla electrosoldada
Geomalla con material no consolidado
Gaviones
Estabilización de Taludes: Anclajes
Perforación para la instalación de anclajes y piezómetros
Perforación y anclaje de planos débiles
Anclaje del suelo
Estabilización de Taludes: Reforestación
Antes
Durante
Después
Geotextiles (cobertura sintética) se utilizan para estabilizar los taludes junto con la
revegetación.
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Estabilización de Taludes: Mantener el agua fuera
Drenajes que impiden la infiltración de agua en un talud.
Barrera a corto plazo contra una mayor infiltración y erosión de agua.
Revegetación y drenaje
Puentes
Puente Habich en la Carretera Central
Falsos túneles
Falso túnel en la Carretera Central