Modelo de flujo granular sobre un plano de deslizamiento.

Trabajo final del curso:
Modelo de flujo granular sobre
un plano de deslizamiento.
(Reporte de avances)
Expositor:
Néstor Luque
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Motivación
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Los fenómenos de inestabilidad de laderas
tienen una importante repercusión económica,
dado que los daños que se producen directa o
indirectamente son muy importantes.
Estudios efectuados por el Departamento de
Minería y Geología de California, estiman que
los daños debidos a los movimientos de taludes
representan aproximadamente el 20% del total
de los daños que producen todos los riesgos
geológicos (terremotos, inundaciones, etc.).
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Caso de Estudio.
Un problema de estabilidad de pendiente en Hong Kong
En los inicios de 1970 una serie de deslizamientos ocurridos en Hong Kong
fueron el resultado de lluvias excepcionalmente fuertes. La pendiente rocosa sobre la
carretera Sau Mau Ping en Kowloon fue identificada con tendencia a ser potencialmente
inestable. La estabilidad de esta pendiente en particular fue crítica porque se situaba en
el cruce de una carretera frente a dos bloques de apartamentos, cada complejo
habitacional alojaba 5,000 personas aproximadamente.
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Antecedentes
Deslizamiento
Es el término más comúnmente usado para
describir los movimientos en los taludes a través
de una superficie de rotura determinada.
Se pueden producir en suelos, rocas, rellenos
artificiales o combinaciones de los mismos.
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Propiedad a estudiar
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Resistencia al cizallamiento
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Esfuerzo normal y de cizalla en términos de los esfuerzos principales:
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Comparación de materiales:
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Método Experimental
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Empleando un modelo analógico se simula el deslizamiento del
material rocoso.
En este modelo la arena de diferente granulometría representa al
bloque de roca deslizante.
La superficie de deslizamiento o de rodadura esta representada por
una tabla de madera.
Para cambiar las condiciones de contacto del bloque deslizante se
emplea lija de madera.
Estudiaremos tres casos de deslizamiento:
1. Contacto bloque de roca – madera lisa (sin lija)
2. Contacto bloque de roca – madera con rugosidad parcial (superficie
parcialmente cubierta con lija)
3. Contacto bloque de roca – madera rugosa. (superficie
completamente cubierta con lija)
Se realizaron fotografías en secuencia para tener un registro del
movimiento del bloque de roca al incrementa el ángulo del talud.
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Resultados
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1. Bloque de roca –
madera lisa (sin lija)
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Ángulo = 35°
Deslizamientos
traslacionales
Delizamientos de
derrubios
Corrimiento
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Presencia de
superficies de
rotura definidas,
preservación a
grandes rasgos de
la forma de la
masa desplazada.
El deslizamiento es
continuo y
acelerado a
medida que se
aumenta el ángulo
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Resultados
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
2. bloque de roca –
madera con
rugosidad parcial
35°: deslizamiento
parcial del material.
La masa movida no
conserva su forma en
el movimiento
descendente,
desparramandose por
la pendiente, las
superficies de cizalla
tienen corta vida.
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37°: Rotura
progresiva y
agrietamiento,
hundimiento
gravitatorio.
Movimiento muy
rápido donde no
hay parches de
lija.
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Resultados
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Bloque de roca –
madera rugosa
40°:
Prácticamente no
hay deslizamiento
del material,
desprendimiento
mínimo de
material en la
base.
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50°: Colapso
brusco y
masivo, muy
rápido, se
desarrolla un
flujo granular
deslizante.
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Conclusiones
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La gravedad actuará siempre como factor desequilibrante, y
siempre que esté compensada con la resistencia del terreno, el
talud estará en equilibrio. Por el contrario, cuando el equilibrio se
rompa se producirá una inestabilidad de la masa en forma de
deslizamientos, avalanchas, desprendimientos, etc.
En los problema de estabilidad de material rocoso fracturado se
debe tomar muy en cuenta la resistencia al corte del material, el
ángulo de la cuña da el valor de equilibrio límite.
En nuestro caso el flujo se da por el transporte de partículas en
forma continua en función de la energía potencial gravitatoria que
se convierte en energía cinética.
El ángulo máximo para que ocurra el deslizamiento del material sin
las lijas es 35° y con las lijas 50°.
Los deslizamientos se dan como consecuencia de los desequilibrios
entre las fuerzas que actúan sobre un volumen de terreno.
Existe cierto grado de deformación superficial que precede a las
roturas y al posterior deslizamiento del material.
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Referencias
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http://www.rocscience.com/hoek/pdf/7_A_slope_stability_problem_in_Hong_Kong.pdf
http://www.geociencias.unam.mx/~freyre/Deslizamientos_archivos/frame.htm
http://oa.upm.es/722/
http://oa.upm.es/722/01/04200507.pdf
http://www.planning.org/caces/sec2_2.html#a3
http://www.ugr.es/~geodina/model4.html
http://www.geocities.com/geocienciasingenieria/
http://books.google.com/books?id=r2ODVVr0r_4C&pg=PA243&lpg=PA243&dq=friccion+de+la+ar
ena&source=web&ots=PsH6y1Ur31&sig=YyQJMa_AI1shM0eN8N2ZRrLM_0A#PPA339,M1
http://www.usace.army.mil/publications/eng-manuals/em1110-2-1902/entire.pdf
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