Clasificación de deslizamientos de tierra


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Se han conocido diversas clasificaciones de deslizamientos de tierra . Las definiciones amplias incluyen formas de movimiento de masas que las definiciones más estrictas excluyen. Por ejemplo, la Enciclopedia de Ciencia y Tecnología de McGraw-Hill distingue los siguientes tipos de deslizamientos de tierra:

Las definiciones más limitadas influyentes restringen los deslizamientos de tierra a derrumbes y deslizamientos traslacionales en rocas y regolitos , sin involucrar la fluidización. Esto excluye de la definición caídas, vuelcos, extensiones laterales y flujos de masa. [1] [2]

Factores de clasificación

Varias disciplinas científicas han desarrollado sistemas de clasificación taxonómica para describir fenómenos naturales o individuos, como por ejemplo, plantas o animales. Estos sistemas se basan en características específicas como la forma de los órganos o la naturaleza de la reproducción. De manera diferente, en deslizamiento de tierraclasificación, existen grandes dificultades porque los fenómenos no son perfectamente repetibles; por lo general, se caracteriza por diferentes causas, movimientos y morfología, e involucra material genéticamente diferente. Por esta razón, las clasificaciones de deslizamientos de tierra se basan en diferentes factores discriminatorios, a veces muy subjetivos. En el siguiente artículo, se analizan los factores dividiéndolos en dos grupos: el primero se compone de los criterios utilizados en los sistemas de clasificación más extendidos que, en general, pueden determinarse fácilmente. El segundo está formado por aquellos factores que se han utilizado en algunas clasificaciones y pueden ser útiles en las descripciones.

A1) Tipo de movimiento

Este es el criterio más importante, incluso si pueden surgir incertidumbres y dificultades en la identificación de movimientos, siendo los mecanismos de algunos deslizamientos a menudo particularmente complejos. Los principales movimientos son caídas, deslizamientos y derrames , pero habitualmente se añaden vuelcos, esparcimiento lateral y movimientos complejos.

A2) Material involucrado

Roca , tierra y escombros son los términos generalmente utilizados para distinguir los materiales involucrados en el proceso de deslizamiento de tierra . Por ejemplo, la distinción entre tierra y escombros generalmente se hace comparando el porcentaje de fracciones de tamaño de grano grueso . Si el peso de las partículas de diámetro superior a 2 mm es inferior al 20%, el material se definirá como tierra ; en el caso contrario, son escombros .

A3) Actividad

La clasificación de un deslizamiento de tierra en función de su actividad es particularmente relevante en la evaluación de eventos futuros. Las recomendaciones del WP / WLI (1993) definen el concepto de actividad con referencia a las condiciones espaciales y temporales, definiendo el estado,

la distribución y el estilo. El primer término describe la información sobre el tiempo en el que se produjo el movimiento, lo que permite disponer de información sobre la evolución futura, el segundo término describe, de manera general, dónde se está moviendo el deslizamiento y el tercer término indica cómo se está moviendo.

A4) Velocidad de movimiento

Este factor tiene una gran importancia en la evaluación de peligros . Un rango de velocidad está conectado a los diferentes tipos de deslizamientos de tierra , sobre la base de la observación del historial de casos u observaciones del sitio.

B1) La edad del movimiento

La datación por deslizamientos de tierra es un tema interesante en la evaluación de peligros . El conocimiento de la frecuencia de los Deslizamientos es un elemento fundamental para cualquier tipo de evaluación probabilística . Además, la evaluación de la edad del deslizamiento permite correlacionar el detonante con condiciones específicas, como terremotos o períodos de lluvias intensas . Es posible que fenómenos pudieran ocurrir en épocas geológicas pasadas, bajo condiciones ambientales específicas que ya no actúan como agentes en la actualidad. Por ejemplo, en algunas áreas alpinas , los deslizamientos de tierra del Pleistoceno están conectados con tectónicas particulares ,condiciones geomorfológicas y climáticas .

B2) Condiciones geológicas

Esto representa un factor fundamental de la evolución morfológica de un talud . La actitud del encamado y la presencia de discontinuidades o fallas controlan la morfogénesis del talud .

B3) Características morfológicas

Dado que el deslizamiento es un volumen geológico con un lado oculto, las características morfológicas son de suma importancia en la reconstrucción del modelo técnico.

B4) Ubicación geográfica

Este criterio describe, de manera general, la ubicación de los laderas en el contexto fisiográfico del área. Por lo tanto, algunos autores han identificado los deslizamientos de tierra según su posición geográfica, por lo que es posible describir " deslizamientos de tierra alpinos ", "deslizamientos de tierra en llanuras", "deslizamientos de tierra en colinas" o " deslizamientos de tierra en acantilados ". Como consecuencia, se refieren contextos morfológicos específicos caracterizados por procesos de evolución de pendientes.

B5) Criterios topográficos

Con estos criterios, los deslizamientos se pueden identificar con un sistema similar al de la denominación de formaciones. En consecuencia, es posible describir un deslizamiento de tierra utilizando el nombre de un sitio. En particular, el nombre será el de la localidad donde ocurrió el deslizamiento de tierra con un tipo de característica específico.

B6) Tipo de clima

Estos criterios dan especial importancia al clima en la génesis de fenómenos para los que condiciones geológicas similares pueden, en diferentes condiciones climáticas, conducir a una evolución morfológica totalmente diferente . Como consecuencia, en la descripción de un deslizamiento de tierra, puede ser interesante comprender en qué tipo de clima ocurrió el evento.

B7) Causas de los movimientos

En la evaluación de la susceptibilidad a los deslizamientos de tierra, las causas de los desencadenantes son un paso importante. Terzaghi describe las causas como "internas" y "externas" refiriéndose a modificaciones en las condiciones de estabilidad de los cuerpos. Mientras que las causas internas inducen modificaciones en el propio material que disminuyen su resistencia al esfuerzo cortante , las causas externas generalmente inducen un aumento del esfuerzo cortante, de manera que el bloque o los cuerpos dejan de ser estables. Las causas desencadenantes inducen el movimiento de la masa. La predisposición al movimiento debido a factores de control es determinante en la evolución de los deslizamientos. Los factores estructurales y geológicos, como ya se describió, pueden determinar el desarrollo del movimiento, induciendo la presencia de masa en cinemática. libertad.

Tipos y clasificación

En el uso tradicional, el término deslizamiento de tierra se ha utilizado en un momento u otro para cubrir casi todas las formas de movimiento masivo de rocas y regolitos en la superficie de la Tierra. En 1978, en una publicación muy citada, David Varnes notó este uso impreciso y propuso un esquema nuevo y mucho más estricto para la clasificación de los movimientos de masas y los procesos de hundimiento. [1] Este esquema fue posteriormente modificado por Cruden y Varnes en 1996, [3] y refinado de manera influyente por Hutchinson (1988) [4] y Hungr et al. (2001). [2] Este esquema completo da como resultado la siguiente clasificación para los movimientos masivos en general, donde la fuente en negrita indica las categorías de deslizamientos de tierra:

Según esta definición, los deslizamientos de tierra están restringidos al "movimiento ... de la deformación cortante y el desplazamiento a lo largo de una o varias superficies que son visibles o pueden inferirse razonablemente, o dentro de una zona relativamente estrecha", [1] es decir, el movimiento está localizado a un solo plano de falla dentro del subsuelo. Señaló que los deslizamientos de tierra pueden ocurrir catastróficamente o que el movimiento en la superficie puede ser gradual y progresivo. Caídas (bloques aislados en caída libre), derrumbes (material que sale por rotación de una cara vertical), esparcimiento (una forma de hundimiento), flujos (material fluidizado en movimiento) y fluencia (movimiento lento y distribuido en el subsuelo) Todos están explícitamente excluidos del término deslizamiento de tierra.

Según el esquema, los deslizamientos de tierra se subclasifican por el material que se mueve y por la forma del plano o planos en los que ocurre el movimiento. Los planos pueden ser ampliamente paralelos a la superficie ("deslizamientos de traslación") o en forma de cuchara ("deslizamientos de rotación"). El material puede ser roca o regolito (material suelto en la superficie), con regolito subdividido en escombros (granos gruesos) y tierra (granos finos).

Sin embargo, en un uso más amplio, muchas de las categorías excluidas por Varnes se reconocen como tipos de deslizamientos de tierra, como se ve a continuación. Esto conduce a la ambigüedad en el uso del término.

A continuación, se aclaran los usos de los distintos términos de la tabla. Varnes y aquellos que posteriormente modificaron su esquema solo consideran la categoría de deslizamientos como formas de deslizamiento de tierra.

Caídas

Ubicación: Castelmezzano - Italia. Roca en una carretera resultante de la caída de una roca

Descripción: "desprendimiento de suelo o roca de una pendiente pronunciada a lo largo de una superficie en la que se produce poco o ningún desplazamiento de cizallamiento. El material luego desciende principalmente a través del aire cayendo, rebotando o rodando" (Varnes, 1996).

Caídas secundarias: "Las caídas secundarias involucran cuerpos de roca que ya se han separado físicamente del acantilado y simplemente se han alojado sobre él" (Hutchinson, 1988).

Velocidad: de muy a extremadamente rápida

Tipo de pendiente: ángulo de pendiente de 45 a 90 grados

Factor de control: discontinuidades

Causas: vibración, socavación, erosión diferencial , excavación o erosión de arroyos

Se derrumba

Ubicación: Parque Nacional Jasper - Canadá. Estas hojas de roca están a punto de caer

Descripción: "El vuelco es la rotación hacia adelante fuera de la pendiente de una masa de suelo o roca alrededor de un punto o eje por debajo del centro de gravedad de la masa desplazada. El vuelco a veces es impulsado por la gravedad ejercida por el material cuesta arriba de la masa desplazada y a veces por agua o hielo en las grietas de la masa " (Varnes, 1996)

Velocidad: extremadamente lenta a extremadamente rápida

Tipo de pendiente: ángulo de pendiente de 45 a 90 grados

Factor de control: discontinuidades, litoestratigrafía

Causas: vibración, socavación, erosión diferencial , excavación o erosión de arroyos

Diapositivas

"Un deslizamiento es un movimiento descendente de suelo o masa rocosa que ocurre predominantemente en la superficie de ruptura o en zonas relativamente delgadas de intensa deformación por cizallamiento ". (Varnes, 1996)

Ubicación: Canadá. Un depósito de deslizamiento de rocas.

Diapositiva traslacional

Descripción: "En los deslizamientos de traslación, la masa se desplaza a lo largo de una superficie de ruptura plana u ondulada, deslizándose sobre la superficie original del suelo". (Varnes, 1996)

Velocidad: extremadamente lenta a extremadamente rápida (> 5 m / s)

Tipo de pendiente: ángulo de pendiente 20-45 grados

Factor de control: discontinuidades, entorno geológico

Diapositivas rotacionales

Descripción: "Los toboganes rotacionales se mueven a lo largo de una superficie de ruptura que es curva y cóncava " (Varnes, 1996)

Velocidad: extremadamente lenta a extremadamente rápida

Tipo de pendiente: ángulo de pendiente de 20 a 40 grados [5]

Factor de control: morfología y litología

Causas: vibración , socavación, erosión diferencial , excavación o erosión de arroyos

Un gran deslizamiento de tierra rotacional cerca de Cusco, Perú en 2018.

Unta

"La propagación se define como una extensión de un suelo cohesivo o masa rocosa combinada con un hundimiento general de la masa fracturada de material cohesivo en un material subyacente más blando". (Varnes, 1996). "En la extensión, el modo de movimiento dominante es la extensión lateral acomodada por fracturas por cizallamiento o tracción" (Varnes, 1978)

Velocidad: extremadamente lenta a extremadamente rápida (> 5 m / s)

Tipo de pendiente: ángulo de 45 a 90 grados

Factor de control: discontinuidades, litoestratigrafía

Causas: vibración, socavación, erosión diferencial , excavación o erosión de arroyos

Flujos

Ubicación: Pozzano ( Castellammare di Stabia ) - Italia. Una cicatriz de flujo de detritos es visible en el flanco derecho del canal inciso.
Ubicación: Quindici - Italia. Depósitos de flujo de escombros
Ubicación: Quindici - Italia. Daños por flujo de escombros
Ubicación: Sarno - Italia. Canal de flujo de escombros arrastrado por el paso de un flujo de escombros.

Un flujo es un movimiento espacialmente continuo en el que las superficies de cizallamiento son de corta duración, están poco espaciadas y, por lo general, no se conservan. La distribución de velocidades en la masa que se desplaza se asemeja a la de un líquido viscoso . El límite inferior de masa desplazada puede ser una superficie a lo largo de la cual ha tenido lugar un movimiento diferencial apreciable o una zona gruesa de cizallamiento distribuido (Cruden y Varnes, 1996)

Fluye en la roca

Flujo de rocas

Descripción: "Los movimientos de flujo en el lecho rocoso incluyen deformaciones que se distribuyen entre muchas fracturas grandes o pequeñas, o incluso microfracturas, sin concentración de desplazamiento a lo largo de una fractura transversal " (Varnes, 1978).

Velocidad: extremadamente lenta

Tipo de pendiente: ángulo de 45 a 90 grados

Causas: vibración, socavación, erosión diferencial , excavación o erosión de arroyos

Avalancha de rocas (Sturzstrom)

Descripción: "Movimiento extremadamente rápido, masivo, similar a un flujo de roca fragmentada de un gran deslizamiento de rocas o caída de rocas" (Hungr, 2001)

Velocidad: extremadamente rápida

Tipo de pendiente: ángulo de 45 a 90 grados

Factor de control: discontinuidades, litoestratigrafía

Causas: vibración, socavación, erosión diferencial , excavación o erosión de arroyos

Ubicación: Positano , Península Sorrentina - Italia. Cicatriz y depósito de una avalancha de rocas.

Fluye en el suelo

Flujo de escombros

Descripción: "El flujo de escombros es un flujo muy rápido a extremadamente rápido de escombros no plásticos saturados en un canal empinado " (Hungr et al., 2001)

Velocidad: muy rápida a extremadamente rápida (> 5 m / s)

Tipo de pendiente: ángulo de 20 a 45 grados

Factor de control: sedimentos de torrentes , caudales de agua

Causas: Lluvia de alta intensidad.

Avalancha de escombros
Avalancha de escombros en la región de Auckland , Nueva Zelanda

Descripción: "La avalancha de escombros es un flujo poco profundo de muy rápido a extremadamente rápido de escombros parcial o totalmente saturado en una pendiente empinada , sin confinamiento en un canal establecido". (Hungr et al., 2001)

Velocidad: muy rápida a extremadamente rápida (> 5 m / s)

Tipo de pendiente: ángulo de 20 a 45 grados

Factor de control: morfología, regolito

Causas: lluvias de alta intensidad

Ubicación: Castelfranci - Italia. Un flujo de tierra.
Flujo de la tierra

Descripción: "El flujo de la Tierra es un movimiento rápido o más lento, intermitente , similar a un flujo de tierra arcillosa y plástica". (Hungr et al., 2001)

Velocidad: lenta a rápida (> 1,8 m / h)

Tipo de pendiente: ángulo de pendiente de 5 a 25 grados

Factor de control: litología

Flujo de lodo

Descripción: "El flujo de lodo es un flujo muy rápido a extremadamente rápido de desechos plásticos saturados en un canal, que implica un contenido de agua significativamente mayor en relación con el material de origen ( índice de plasticidad > 5%)". (Hungr et al., 2001)

Velocidad: muy rápida a extremadamente rápida (> 5 m / s)

Tipo de pendiente: ángulo de 20 a 45 grados

Factor de control: sedimentos de torrentes , caudales de agua

Causas: Lluvia de alta intensidad.

Movimiento complejo

Descripción: El movimiento complejo es una combinación de caídas, vuelcos, deslizamientos, propagaciones y flujos.

Las intensas lluvias provocaron deslizamientos de tierra generalizados en el sur de Tailandia durante la última semana de marzo de 2011.
Reproducir medios
Esta visualización muestra deslizamientos de tierra provocados por la lluvia sobre los datos de población desde el 1 de enero de 2015 hasta el 3 de diciembre de 2015. El 25 de abril de 2015, el mortal terremoto de Gorkha azotó Nepal y provocó un deslizamiento de tierra mortal que mató a 60 personas más.

Las causas de los deslizamientos de tierra suelen estar relacionadas con inestabilidades en pendientes. Por lo general, es posible identificar una o más causas de deslizamiento de tierra y un desencadenante de deslizamiento de tierra . La diferencia entre estos dos conceptos es sutil pero importante. Las causas del deslizamiento de tierra son las razones por las que ocurrió un deslizamiento de tierra en ese lugar y en ese momento. Las causas de los deslizamientos de tierra se enumeran en la siguiente tabla e incluyen factores geológicos , factores morfológicos , factores físicos y factores asociados con la actividad humana.

Se pueden considerar causas como factores que hicieron que la pendiente fuera vulnerable a fallas, que predisponen a la pendiente a volverse inestable. El detonante es el único evento que finalmente inició el deslizamiento de tierra. Por lo tanto, las causas se combinan para hacer que una pendiente sea vulnerable a fallas, y el gatillo finalmente inicia el movimiento. Los deslizamientos de tierra pueden tener muchas causas, pero solo pueden tener un desencadenante, como se muestra en la siguiente figura. Por lo general, es relativamente fácil determinar el desencadenante después de que ha ocurrido el deslizamiento de tierra (aunque generalmente es muy difícil determinar la naturaleza exacta de los desencadenantes de deslizamientos de tierra antes de un evento de movimiento).

Ocasionalmente, incluso después de investigaciones detalladas, no se puede determinar ningún desencadenante; este fue el caso del gran deslizamiento de tierra del Monte Cook en Nueva Zelanda en 1991. No está claro si la falta de un desencadenante en tales casos es el resultado de algún proceso desconocido que actúa dentro del deslizamiento de tierra, o si de hecho hubo un detonante, pero no se puede determinar. Quizás esto se deba a que el desencadenante fue, de hecho, una disminución lenta pero constante en la resistencia del material asociada con la meteorización.de la roca: en algún momento, el material se vuelve tan débil que debe ocurrir una falla. Por lo tanto, el desencadenante es el proceso de meteorización, pero esto no es detectable externamente. En la mayoría de los casos pensamos en un disparador como un estímulo externo que induce una respuesta inmediata o casi inmediata en la pendiente, en este caso en forma de movimiento del deslizamiento de tierra. Generalmente, este movimiento se induce porque las tensiones en la pendiente se alteran, quizás aumentando la tensión cortante o disminuyendo la tensión normal efectiva , o reduciendo la resistencia al movimiento quizás disminuyendo la resistencia al cortante de los materiales dentro del deslizamiento de tierra.

Causas geológicas

  • Materiales degradados
  • Materiales cizallados
  • Materiales articulados o fisurados
  • Discontinuidades de orientación adversa
  • Contrastes de permeabilidad
  • Contrastes de materiales
  • Lluvias y nevadas
  • Terremotos

Causas morfológicas

  • Ángulo de pendiente
  • Edificación
  • Rebote
  • Erosión fluvial
  • Erosión de las olas
  • Erosión glacial
  • Erosión de márgenes laterales
  • Erosión subterránea
  • Carga en pendiente
  • Cambio de vegetacion
  • Erosión

Causas fisicas

Topografía

  • Pendiente y pendiente

Factores geológicos

  • Factores de discontinuidad (espaciado de buzamiento, asparidad, buzamiento y longitud)
  • Características físicas de la roca (resistencia de la roca, etc.)

Actividad tectónica

  • Actividad sísmica (terremotos)
  • Erupción volcánica

Meteorización física

  • Descongelación
  • Congelar-descongelar
  • La erosión del suelo

Factores hidrogeológicos

  • Lluvia intensa
  • Derretimiento rápido de la nieve
  • Precipitación prolongada
  • Cambios de agua subterránea (reducción rápida)
  • Presión del agua de los poros del suelo
  • Escorrentía superficial

Causas humanas

  • Deforestación
  • Excavación
  • Cargando
  • Gestión del agua (extracción de agua subterránea y fuga de agua)
  • Uso de la tierra (por ejemplo, construcción de carreteras, casas, etc.)
  • Minas y canteras
  • Vibración

Resumen

En la mayoría de los casos, el principal desencadenante de los deslizamientos de tierra son las lluvias intensas o prolongadas . Generalmente, esto toma la forma de un evento excepcional de corta duración, como el paso de un ciclón tropical o incluso la lluvia asociada con una tormenta particularmente intensa o de un evento de lluvia de larga duración con menor intensidad, como el efecto acumulativo de las lluvias monzónicas. en el sur de Asia . En el primer caso, generalmente es necesario tener intensidades de lluvia muy altas, mientras que en el segundo la intensidad de la lluvia puede ser solo moderada: es la duración y la presión de agua de poro existente.condiciones que son importantes. No se puede subestimar la importancia de las lluvias como desencadenante de deslizamientos de tierra. Un estudio global de la ocurrencia de deslizamientos de tierra en los 12 meses hasta finales de septiembre de 2003 reveló que hubo 210 eventos de deslizamientos de tierra dañinos en todo el mundo. De estos, más del 90% fueron provocados por fuertes lluvias. Un evento de lluvia, por ejemplo, en Sri Lanka en mayo de 2003 provocó cientos de deslizamientos de tierra, matando a 266 personas y dejando a más de 300.000 personas temporalmente sin hogar. En julio de 2003, una banda de lluvia intensa asociada con el monzón anual asiático atravesó el centro de Nepal , provocando 14 deslizamientos de tierra fatales que causaron la muerte de 85 personas. La compañía de reaseguros Swiss Re estimó que las lluvias indujeron deslizamientos de tierra asociados con El Niño de 1997-1998.El evento provocó deslizamientos de tierra a lo largo de la costa oeste de América del Norte, Central y del Sur que resultaron en más de $ 5 mil millones en pérdidas. Finalmente, los deslizamientos de tierra provocados por el huracán Mitch en 1998 causaron la muerte de unas 18.000 personas en Honduras , Nicaragua , Guatemala y El Salvador . Entonces, ¿por qué las lluvias provocan tantos deslizamientos de tierra? Esto se debe principalmente a que la lluvia provoca un aumento en la presión del agua intersticial dentro del suelo.. La Figura A ilustra las fuerzas que actúan sobre un bloque inestable en una pendiente. El movimiento es impulsado por el esfuerzo cortante, que es generado por la masa del bloque que actúa bajo la gravedad por la pendiente. La resistencia al movimiento es el resultado de la carga normal. Cuando la pendiente se llena de agua, la presión del fluido proporciona flotabilidad al bloque, reduciendo la resistencia al movimiento. Además, en algunos casos, la presión de los fluidos puede actuar cuesta abajo como resultado del flujo de agua subterránea para proporcionar un empuje hidráulico al deslizamiento de tierra que disminuye aún más la estabilidad . Mientras que el ejemplo dado en las Figuras A y B es claramente una situación artificial, la mecánica es esencialmente como la de un deslizamiento de tierra real.

A: Diagrama que ilustra la resistencia y las causas del movimiento en un sistema de pendiente que consta de un bloque inestable.
B: Diagrama que ilustra la resistencia y las causas del movimiento en un sistema de pendiente que consta de un bloque inestable.

En algunas situaciones, la presencia de altos niveles de líquido puede desestabilizar la pendiente a través de otros mecanismos, como:

• Fluidización de escombros de eventos anteriores para formar flujos de escombros;

• Pérdida de fuerzas de succión en materiales limosos, lo que conduce a fallas generalmente poco profundas (esto puede ser un mecanismo importante en suelos residuales en áreas tropicales luego de la deforestación );

• Socavación de la base del talud por erosión fluvial.

Se han realizado considerables esfuerzos para comprender los factores desencadenantes de los deslizamientos de tierra en los sistemas naturales, con resultados bastante variables. Por ejemplo, trabajando en Puerto Rico , Larsen y Simon encontraron que las tormentas con una precipitación total de 100 a 200 mm, aproximadamente 14 mm de lluvia por hora durante varias horas, o 2 a 3 mm de lluvia por hora durante aproximadamente 100 horas pueden desencadenar deslizamientos de tierra en ese entorno. Rafi Ahmad, trabajando en Jamaica, encontraron que para lluvias de corta duración (alrededor de 1 hora) se requerían intensidades superiores a 36 mm / h para desencadenar deslizamientos de tierra. Por otro lado, para períodos prolongados de lluvia, las intensidades medias bajas de aproximadamente 3 mm / h parecieron ser suficientes para causar deslizamientos de tierra cuando la duración de la tormenta se acercó a aproximadamente 100 horas. Corominas y Moya (1999) encontraron que existen los siguientes umbrales para la cuenca alta del río Llobregat, zona de los Pirineos Orientales . Sin antecedentes de lluvias, lluvias de alta intensidad y corta duración provocaron flujos de escombros y deslizamientos poco profundos desarrollados en el coluvióny rocas erosionadas. Un umbral de lluvia de alrededor de 190 mm en 24 h inició fallas, mientras que se necesitaron más de 300 mm en 24-48 h para causar deslizamientos de tierra poco profundos generalizados. Con antecedentes de lluvia, precipitaciones de intensidad moderada de al menos 40 mm en 24 h reactivaron deslizamientos de lodo y deslizamientos tanto rotacionales como traslacionales que afectaron formaciones arcillosas y limo-arcillosas. En este caso, se necesitaron varias semanas y 200 mm de precipitación para provocar la reactivación del deslizamiento. Brand et al. (1988) para Hong Kong, quienes encontraron que si la precipitación previa de 24 horas excedía los 200 mm, entonces el umbral de lluvia para un gran deslizamiento de tierra era de 70 mm · h −1 . Finalmente, Caine (1980) estableció un umbral mundial:

I = 14,82 D - 0,39 donde: I es la intensidad de la lluvia (mm · h −1 ), D es la duración de la lluvia (h)

Este umbral se aplica en períodos de tiempo de 10 minutos a 10 días. Es posible modificar la fórmula para tomar en consideración áreas con altas precipitaciones medias anuales considerando la proporción de precipitación media anual representada por cualquier evento individual. Se pueden usar otras técnicas para tratar de comprender los factores desencadenantes de la lluvia, que incluyen:

• Técnicas de lluvia reales, en las que las mediciones de la lluvia se ajustan a la evapotranspiración potencial y luego se correlacionan con los eventos de movimiento de deslizamientos de tierra.

• Enfoques de equilibrio hidrogeológico, en los que se utiliza la respuesta de la presión del agua intersticial a la lluvia para comprender las condiciones bajo las cuales se inician las fallas.

• Métodos de análisis de estabilidad de lluvia acoplados, en los que los modelos de respuesta a la presión del agua intersticial se combinan con modelos de estabilidad de taludes para tratar de comprender la complejidad del sistema.

• Modelado numérico de pendientes, en el que se utilizan modelos de elementos finitos (o similares) para tratar de comprender las interacciones de todos los procesos relevantes.

Deshielo

En muchas áreas frías de montaña, el deshielo puede ser un mecanismo clave por el cual puede ocurrir el inicio de deslizamientos de tierra. Esto puede ser especialmente significativo cuando los aumentos repentinos de temperatura provocan el derretimiento rápido de la capa de nieve. Esta agua puede luego infiltrarse en el suelo, que puede tener capas impermeables debajo de la superficie debido al suelo o la roca aún congelados, lo que conduce a un rápido aumento de la presión del agua de los poros y la actividad resultante de deslizamientos de tierra. Este efecto puede ser especialmente grave cuando el clima más cálido va acompañado de precipitaciones, que aumentan las aguas subterráneas y aceleran la tasa de deshielo .

Cambio de nivel de agua

Los cambios rápidos en el nivel del agua subterránea a lo largo de una pendiente también pueden provocar deslizamientos de tierra. Este suele ser el caso cuando una pendiente está adyacente a un cuerpo de agua o un río. Cuando el nivel del agua adyacente a la pendiente cae rápidamente, el nivel del agua subterránea con frecuencia no puede disiparse lo suficientemente rápido, dejando un nivel freático artificialmente alto. Esto somete la pendiente a esfuerzos cortantes más altos de lo normal, lo que conduce a una posible inestabilidad. Este es probablemente el mecanismo más importante por el cual fallan los materiales de las orillas del río, siendo significativo después de una inundación a medida que el nivel del río está disminuyendo (es decir, en la rama descendente del hidrograma) como se muestra en las siguientes figuras.

Condiciones del agua subterránea cuando el nivel del río es estable
Condiciones de las aguas subterráneas en la rama descendente del hidrograma. Si la caída de los niveles de los ríos es lo suficientemente rápida, entonces los altos niveles de agua en la pendiente pueden proporcionar un empuje hidráulico que desestabiliza la pendiente, provocando en ocasiones el colapso de la orilla.

También puede ser significativo en áreas costeras cuando el nivel del mar cae después de una marea de tormenta, o cuando el nivel del agua de un embalse o incluso de un lago natural cae rápidamente. El ejemplo más famoso de esto es la falla de Vajont , cuando una rápida disminución en el nivel del lago contribuyó a la ocurrencia de un deslizamiento de tierra que mató a más de 2000 personas. También se produjeron numerosos deslizamientos de tierra enormes en las Tres Gargantas (TG) después de la construcción de la presa TG. [6] [7]

Ríos

En algunos casos, las fallas se desencadenan como resultado de la socavación de la pendiente por parte de un río, especialmente durante una inundación. Este socavado sirve tanto para aumentar la pendiente de la pendiente, lo que reduce la estabilidad, como para eliminar el peso de la puntera, que también disminuye la estabilidad. Por ejemplo, en Nepal, este proceso a menudo se observa después de una inundación repentina de un lago glacial, cuando se produce la erosión de los dedos a lo largo del canal. Inmediatamente después del paso de las olas de la inundación, a menudo se producen grandes deslizamientos de tierra. Esta inestabilidad puede continuar ocurriendo durante mucho tiempo después, especialmente durante los períodos posteriores de fuertes lluvias e inundaciones.

Sismicidad

El segundo factor importante en el desencadenamiento de deslizamientos de tierra es la sismicidad . Los deslizamientos de tierra ocurren durante los terremotos como resultado de dos procesos separados pero interconectados: sacudidas sísmicas y generación de presión de agua intersticial.

Temblores sísmicos

El paso de los terremotos ondas a través de la roca y el suelo produce una compleja serie de aceleraciones que actúan eficazmente para cambiar el gravitacional carga en la pendiente. Así, por ejemplo, las aceleraciones verticales aumentan y disminuyen sucesivamente la carga normal que actúa sobre la pendiente. De manera similar, las aceleraciones horizontales inducen una fuerza de corte debido a la inercia de la masa del deslizamiento de tierra durante las aceleraciones. Estos procesos son complejos, pero pueden ser suficientes para inducir la falla del talud. Estos procesos pueden ser mucho más graves en zonas montañosas en las que las ondas sísmicas interactúan con el terreno para producir aumentos en la magnitud de las aceleraciones del suelo. Este proceso se denomina ' topográficoamplificación'. La aceleración máxima generalmente se observa en la cresta de la pendiente o a lo largo de la línea de la cresta, lo que significa que es una característica de los deslizamientos de tierra provocados sísmicamente que se extienden hasta la parte superior de la pendiente.

Licuefacción

El paso de las ondas sísmicas a través de un material granular como el suelo puede inducir un proceso denominado licuefacción , en el que la sacudida provoca una reducción del espacio poroso del material. Esta densificación aumenta la presión de poros en el material. En algunos casos, esto puede convertir un material granular en lo que es efectivamente un líquido, generando 'deslizamientos de flujo' que pueden ser rápidos y, por lo tanto, muy dañinos. Alternativamente, el aumento de la presión de poro puede reducir la tensión normal en la pendiente, permitiendo la activación de fallas traslacionales y rotacionales.

La naturaleza de los deslizamientos de tierra provocados por sismos

En su mayor parte, los deslizamientos de tierra generados sísmicamente no suelen diferir en su morfología y procesos internos de los generados en condiciones no sísmicas. Sin embargo, tienden a ser más generalizados y repentinos. Los tipos más abundantes de deslizamientos de tierra inducidos por terremotos son los desprendimientos de rocas y los deslizamientos de fragmentos de roca que se forman en pendientes pronunciadas. Sin embargo, casi todos los demás tipos de deslizamientos de tierra son posibles, incluidas las caídas muy desagregadas y de rápido movimiento; depresiones, deslizamientos de bloques y deslizamientos de tierra más coherentes y de movimiento más lento; y extensiones y flujos laterales que involucran material en parte o completamente licuado (Keefer, 1999). Los desprendimientos de rocas, los deslizamientos de rocas interrumpidos y los deslizamientos de tierra y escombros interrumpidos son los tipos más abundantes de deslizamientos de tierra inducidos por terremotos, mientras que los flujos de tierra , los flujos de escombros, y las avalanchas de rocas, tierra o escombros suelen transportar el material más lejos. Hay un tipo de deslizamiento de tierra que es esencial y se limita exclusivamente a los terremotos: la falla por licuefacción , que puede causar fisuras o hundimientos del suelo. La licuefacción implica la pérdida temporal de resistencia de arenas y limos que se comportan como fluidos viscosos más que como suelos. Esto puede tener efectos devastadores durante los grandes terremotos.

Actividad volcánica

Algunos de los deslizamientos de tierra más grandes y destructivos conocidos se han asociado con volcanes. Estos pueden ocurrir en asociación con la erupción del volcán mismo, o como resultado de la movilización de los depósitos muy débiles que se forman como consecuencia de la actividad volcánica. Esencialmente, hay dos tipos principales de deslizamientos de tierra volcánicos: lahares y avalanchas de escombros, los más grandes de los cuales a veces se denominan colapsos de flancos. Se vio un ejemplo de un lahar en Mount St Helensdurante su catastrófica erupción el 18 de mayo de 1980. Las fallas en los propios flancos volcánicos también son comunes. Por ejemplo, una parte del lado del volcán Casita en Nicaragua colapsó el 30 de octubre de 1998, durante las fuertes precipitaciones asociadas con el paso del huracán Mitch. Los escombros de la pequeña falla inicial erosionaron los depósitos más antiguos del volcán e incorporaron agua adicional y sedimentos húmedos a lo largo de su trayectoria, aumentando su volumen aproximadamente nueve veces. El lahar mató a más de 2.000 personas cuando arrasó los pueblos de El Porvenir y Rolando Rodríguez en la base de la montaña. Las avalanchas de escombros ocurren comúnmente al mismo tiempo que una erupción, pero ocasionalmente pueden ser provocadas por otros factores, como un choque sísmico o lluvias intensas. Son particularmente comunes en los volcanes estrato,que pueden ser enormemente destructivos debido a su gran tamaño. La avalancha de escombros más famosa ocurrió en Mount St Helens durante la erupción masiva en 1980. El 18 de mayo de 1980, a las 8:32 am hora local, un terremoto de magnitud 5.1 sacudió Mount St. Helens. La protuberancia y el área circundante se deslizaron en un gigantesco deslizamiento de rocas y una avalancha de escombros, liberando presión y provocando una gran erupción de piedra pómez y cenizas del volcán. La avalancha de escombros tuvo un volumen de aproximadamente 1 km.La avalancha de escombros tuvo un volumen de aproximadamente 1 km.La avalancha de escombros tuvo un volumen de aproximadamente 1 km.3 (0.24 millas cuadradas), viajó de 50 a 80 m / s (110 a 180 mph) y cubrió un área de 62 km 2 (24 millas cuadradas), matando a 57 personas.

Huecos de lecho rocoso llenos de coluvión

Los huecos de lecho rocoso llenos de coluvión son la causa de muchos deslizamientos de tierra poco profundos en terrenos montañosos empinados. Pueden formarse en forma de U o V, ya que las variaciones locales del lecho rocoso revelan áreas en el lecho rocoso que son más propensas a la intemperie que otros lugares de la pendiente. A medida que el lecho rocoso degradado se convierte en suelo , hay una mayor diferencia de elevación entre el nivel del suelo y el lecho rocoso duro. Con la introducción de agua y el suelo espeso, hay menos cohesión y el suelo fluye en un deslizamiento de tierra. Con cada deslizamiento de tierra, se limpia más lecho de roca y el hueco se vuelve más profundo. Después de un tiempo, el coluvión llena el hueco y la secuencia comienza de nuevo.

Ver también

  • Deslizamiento de tierra
  • Mitigación de deslizamientos de tierra

Referencias

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  3. ^ Cruden, David M. y David J. Varnes. "Deslizamientos de tierra: investigación y mitigación. Capítulo 3-Tipos y procesos de deslizamientos de tierra". Informe especial 247 de la junta de investigación del transporte (1996).
  4. ^ Hutchinson, JN "Informe general: parámetros morfológicos y geotécnicos de deslizamientos de tierra en relación con la geología y la hidrogeología". Simposio internacional sobre deslizamientos de tierra. 5. 1988.
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Otras lecturas

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  • Coates, RD (1977) - Perspectivas de deslizamientos de tierra. En: deslizamientos de tierra (DR Coates, Ed.) Sociedad Geológica de América, págs. 3-38.
  • Corominas, J. y Moya, J. 1999. Reconstrucción de la actividad reciente de deslizamientos de tierra en relación con las precipitaciones en la cuenca del río Llobregat, Pirineos Orientales, España. Geomorfología, 30, 79–93.
  • Cruden DM, VARNES DJ (1996) - Tipos y procesos de deslizamientos. En: Turner AK; Shuster RL (eds) Deslizamientos de tierra: investigación y mitigación . Transp Res Board, Spec Rep 247, págs. 36–75.
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  • Harpe CFS: Deslizamientos de tierra y fenómenos relacionados. Un estudio de movimientos masivos de suelo y roca. Columbia Univo Press, Nueva York, 137 págs., 1938
  • Keefer, DK (1984) Deslizamientos de tierra provocados por terremotos. Boletín de la Sociedad Geológica de América 95, 406-421
  • Varnes DJ: Tipos y procesos de movimiento de pendientes. En: Schuster RL & Krizek RJ Ed., Deslizamientos, análisis y control. Junta de Investigación de Transporte Sp. Rep. No. 176, Nat. Acad. oi Sciences, págs. 11–33, 1978. '
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  • WP / WLI. 1993. Un método sugerido para describir la actividad de un deslizamiento de tierra. Boletín de la Asociación Internacional de Ingeniería Geológica , No. 47, págs. 53–57
  • Dunne, Thomas. Revista de la Asociación Estadounidense de Recursos Hídricos. Agosto de 1998, V.34, NO. 4.
  • www3.interscience.wiley.com Revista JAWRA de la Asociación Estadounidense de Recursos Hídricos Volumen 34, Número 4, artículo publicado por primera vez en línea: 8 de junio de 2007 [ enlace muerto ] (es necesario registrarse)
  • 2016, estrella del condado de Ventura. Un camino de entrada en Camarillo, California (466 E. Highland Ave., Camarillo, CA) se hunde y se produce un deslizamiento de tierra que envuelve el camino de entrada en cuestión de minutos.
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