Introducción a los deslizamientos

Deslizamientos
1. Introducción a los deslizamientos
Tipos y causas
• Existen una amplia variedad de nombres para los procesos
denudacionales donde el suelo o roca es desplazado a lo
largo de la pendiente por fuerzas gravitacionales.
Cees van Westen
International Institute
for Aerospace Survey and Earth
Sciences
(ITC), Enschede, The
Netherlands.
E-mail: westen@itc.nl
• “movimientos de masa”
• “movimientos de pendiente”,
• “desliz amiento”
• Deslizamiento = “movimiento
de una masa de roca, debris
o tierra, pendiente abajo”
(Cruden, 1991).
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UNESCO RAPC A
Deslizamientos
Definición de deslizamiento
La ocurrencia de los movimientos de pendiente es
consecuencia de un complejo campo de esfuerzos (stress es
un esfuerzo por unidad de área), el cual es activo sobre una
masa de roca o suelo.
• Un deslizamiento se define como un movimiento de una
masa de roca, detritos o tierra pendiente abajo bajo la
acción de la gravedad, cuando el esfuerzo de corte excede
el esfuerzo de resistencia del material.
El movimiento ocurre cuando el esfuerzo de corte excede (Shear
stress) el esfuerzo de “resistencia” (shear strength) del
material. Diferencia con la erosión del suelo.
La consecuencia de estos
esfuerzos en
conjunción
con la morfología de la
pendiente y los parámetros
geotécnicos del material
definen el tipo específico de
deslizamiento que puede
ocurrir.
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Causas de los deslizamientos
Incremento en el esfuerzo de corte
• La ocurrencia de los deslizamientos es consecuencia de un
complejo campo de esfuerzos (stre ss es una fuerza por
unidad de área) que está áctivo en una masa de roca o de
suelo en la pendiente. Básicamente, los dos parámetros
más determinantes son:
• Remoción del soporte lateral o de base (erosión,
deslizamientos previos, cortes de carreteras y
canteras)
• Incre mento de carga (peso de la lluvia/nieve,
rellenos, vegetación)
• Un incremento del stress de corte
• Incre mento de presiones laterales (presiones
hidraúlicas, raíces, cristalización, expansión de la
arcilla)
• Stress transitorio (terre motos, vibraciones de
camiones, maquinaria, e xplosiones)
• Una disminución en la resistencia del material
• Inclinación regional (movimientos geológicos).
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Reducción de la resistencia del
material
Listados de las Causas
• Disminución de la resistencia del material (motorización,
cambios en el estado de consistencia)
•
•
•
•
• Cambios en las fuerzas intergranulares (presión de los
poros de agua, disolución)
• Cambios en la estructura (disminución de la resistencia en
el plano de falla, fracturamiento debido a “descargas”)
Causas geológicas
Causas morfológicas
Causas físicas
Causas humanas
•Excavación de la pendiente o su base
•Material
débil
•Levantamientos
•Lluvias
intensas
tectónicos
/ Precipitaciones
o volcánicos
muy
prolongadas
•Deposición
de cargas
en la pendiente
o su
cresta
•Material
•Rebotessensible
•Derretimiento
glaciales
de la nieve/ Deshielo/ Meteorización por
•Excavaciones
derápido
reservorios
•Material meteorizado
•Deforestación
•Erosion de la base de la pendiente
Congelamiento-y-deshielo
•Material “cortado”
•Irrigación
•Erosionfisurado
•Terremotos/
de los
Erupciones
márgenes
volcánicas
laterales
•Material
o fusionado
•Minería
•Erosion subterránea
(dilución,
conducción)
•Discontinuidad
de masas
orientadas
adversamente (y acimientos,
schistocity
•Vibración, etc)
artificial
•Deposición de cargas en la pendiente o en la cresta
•Discontinuidad
estructural
orientada
•Filtraciones de agua
utilizada (Water
leakageadversamente
from utilities) (falla,
disconformidades,
•Remoción de la etc)
vegetación
•Contraste en la permeabilidad
•Contraste en la rigidez (rigidez, material denso sobre material
plástico)
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Pérdidas Económicas debidas a los
Deslizamientos
Impacto de los deslizamientos
• Costos Directos:
• La actividad de deslizam ientos a
nivel mundial se está
increm entando debido a:
– Repar ación, reemplazo o mantenimiento como resultado de los
daños a la propiedad o infraestructur a debido a los deslizamientos
• Costos Indirectos:
–
–
–
–
Pérdida de productividad e ingres os
Reducc ión del valor de la tierra
Pérdida de ingreso por impuestos
Medidas de mitigac ión de los
deslizamientos
– Efectos adversos en la c alidad
del agua/sedimentac ión/ “siltation”
Example: La Siria, Manizales, Colombia
de los reservor ios
– Pérdida de productividad humana o animal debida a
heridas/traumas
– Efectos secundarios, inundac iones causadas por los
deslizamientos
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– Incremento de urbanización y desarrollo
en ár eas pr opensas a deslizamientos.
– Deforestación continua de áreas
propensas a des lizamientos.
– Incremento de la prec ipitac ión regional
causada por los cambios de los patrones
climáticos
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Desastres por Deslizamientos
•Schuster (1978) : US $
Brabb (1984): US $ 250
Schuster & Flemin g: $
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1.000 million per year (direct
million
per
year
1.800 million per year
and indirect
(direct
costs)
only)
Año
Localización
Tipo
No. de muertes
1786
1786
Sichuan (China)
Terremoto, muro deslizado
100.000
Calabria (S. Italy)
Terremoto, malaria
1920
Gansu (China)
Terremoto, invierto severo
1933
Sichuan (China)
Terremoto, muro deslizado
1949
Tadzhikistan
Terremoto
1963
Vaiont (Italy)
Deslizamiento en lago dañado
1970
Huascaran (Peru)
1985
Armero (Colombia)
Terremoto, avalancha de
debris
Lahar Volcánico
50.000
100.000
6.800
20.000
2.000
18.000
20.000
• Desastres estimados por año, alrededor del mundo: 600 - 1000
personas
• En US: 25 - 50 por año.
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Clasificación de los Deslizamientos
Pérdidas por Deslizamientos
Pais
Japan
Pérdidas
anuales
Millones US $
4.700
Italy
United States
India
China
Spain
Canada
Hong Kong
New Zealand
Norway
2.600
1.800
1.350
500
220
50
25
12
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Los siguientes factores pueden ser utilizados para
clasificar los deslizamientos:
• Material: Roca, suelo, litología, estructura, propiedades geotécnicas
• Atributos geomórficos : motorization, forma de la pendiente
• Geometría del deslizamiento: profundidad, longitud, altura,
etc.
•
•
•
•
•
Tipo de movimiento: Falla, deslizamiento, flujo, etc
Clima: Tropical, Periglacial etc.
Humedad: Seco, mojado, saturado
Velocidad del movimiento: Muy lento, lento, etc.
Mecanismo de disparo: Terremoto, lluvias, etc.
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Varnes (1978)
Clasificación de Sharpe (1938)
•
•
•
•
Materi al
tierra, roca
Movimiento
flujo, desliz
Velocidad
despacio a muy rápido
Contenido de Agua/hi elo
• Materi al
• Movimiento
• Secundario
yacimi ento de roca, debris, tierra
caída, derrumbe, deslizamiento, flujo, complejo
contenido de agua (seco a mojado)
velocidad (lento a rápido)
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Wieczorek:
Sistema de clasificación de deslizamientos unificado
Hutchinson (1988)
•
Rebote.
•
Arrastre.
•
Hundimiento de las pendientes de montañas.
•
Deslizamiento.
•
Movimiento de Debris en for ma de flujo.
•
Derrumbe.
•
Caída.
•
Movimientos de pendiente c omplejos
Cuando el terreno es “descargado”, ya sea artificialmente o por erosión natural, el área “descargada”
responde inicialmente elásticamente y subsecuentemente con una turgencia lenta. (Peterson,1958)
Cualquier movimiento extremadamente lento que no es perceptible, al menos que se realicen
mediciones por un largo período.
Un término general para estas deformaciones
profundas en las pendientes de la montañas, que, en el estado de des arrollo, no justifican la clasificación como
deslizamientos.
Movimiento relativamente rápido pendiente abajo del suelo y la roca, que toma lugar
característicamente en uno o más límites discretos de una superficie de desliz que define el movimiento de la mas a.
Término que cubre 5 tipos de movimientos en forma de
flujo, que se diferencian marcadamente en el mecanismo: deslizamientos de lodo no-periglacial (non-periglacial
mudslides) , deslizamientos de lodo periglacial (periglacial mudslides), deslizamientos de flujo (flow slides), flujo de
debris (debris flows ) y sturzstroms.
Un movimiento que ocurre cuando el vector resultante de fuerzas aplicadas cae a través o fuera de
un punto de pivote en la base del bloque afectado.
Descenso de masas de suelo o roca de cualquier tamaño desde altas pendientes o riscos que son, más o
menos independientes y extremadamnte rápido.
tipos de movimientos descritos arriba.
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(Complex slope movement) . La combinación de uno o más
YESF:
Y = Dormant-Young
E = Earth
S = Slide
F = Flow
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3
3
Dimensiones de los Deslizamientos
Elementos del Deslizamiento
Corona
Escarpe principal
Cima (Top)
Cabeza
Cuerpo principal
Pie (Foot)
Punta (Tip)
Dedo (Toe)
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Superficie de ruptura
Superficie de separación
Zona de vaciado
Zona de acumulación
Vaciado
Masa vaciada
Acumulación
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Flanco
1. Ancho de la masa desplazada
(W d)
2. Ancho de la superficie de ruptura
(W r)
3. Largo de la masa desplazada (Ld)
4. Largo de la superficie de ruptura
(Lr)
5. Profundidad de la masa
desplazada (Dd)
6. Profundidad la superficie de
ruptura (Dr)
7. Longitud Total (L)
8. Largo de la linea central (Lcl)
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Tipos de deslizamiento
Caída
Derrumbe
Deslizamiento
Cr uden and Var nes (1996)
IA EG Commission
UNESCO Working Party
on Wor ld Landslide
Inventory
(WP/WLI).
Extension (Spread)
Flujo
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Estado de Actividad (1)
Activo
Suspendido
Estado de Actividad(2)
Activo
Suspendido
• Reactivado
• Inactivo
• Dormancia
• Abandonado
• Estabilizado
• Relictual
•
Dormancia
Abandonado
•
Reactivo
Inactivo
•
Estabilizado
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Active
Suspended
• Reactivated
• Inactive
• Dormancia
• Abandonado
• Estabilizado
• Relictual
•
Relictual
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4
4
Estilos de Actividad
Distribución de la actividad
Avanzando
(Advancing)
En aumento
(Enlarging)
Regresivo
(Retrogressive)
Complejo
Decreciente
(Diminishing
Compuesto
(Composite)
Sucesivo
Confinado
(Confined)
Ensanchamiento
(Widening)
En movimiento
(Moving)
Solitario (Single)
Multiple
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Ejemplos de fallas
Caída de Rocas
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Ejemplos: Caída
Ejemplos: Derrumbes
Debris fall
De pósitos típicos de caídas de roca: pe ndie ntes de talud
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Deslizamiento translacional
(Translational slide)
Deslizamiento rotacional
(Hundimiento)
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Combarse (Sagging) / Sacado
(Sackungen)
Deslizamiento de Roca (Rock slides)
Fallamiento
Planar
Planar failure
Falla de cuña
Rotacional
El tipo de deslizamiento de
discontinuidad en la masa de roca
roca
depende
Derrumbe
de
la
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Movimientos de tipo de flujo: Flujo de debris
Movimientos de tipo de flujo : flujo de tierras
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Movimientos de tipo de flujo : Avalancha de
Debris
Arrastre (Creep)
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Soliflucción & Rocas glaciares
Soliflucción
Glaciar
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