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Dinámica de deslizamientos
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Si se determina que una ladera tiene el potencial de experimentar un deslizamiento, es fundamental estudiar cómo podría ocurrir esto para comprender los riesgos involucrados. De esta manera, se pueden tomar medidas preventivas para minimizar al máximo los posibles daños indirectos provocados por el deslizamiento.
ID:(384, 0)
Estabilidad
Definición
Si analizamos las fuerzas sobre un terraplén notaremos que se puede dar una situación en que una parte del suelo esta expuesto a fuerzas tales que no logra la adhesión necesaria al resto del suelo precipitándose. De darse una situación de este tipo hablamos de que el terraplén es inestable.
Para comprender cuando se da esta situación se debe modelar un terraplén y mostrar que cualquier elemento que consideremos esta sujeto a fuerzas en que el roce asegura que no se desplace.
ID:(1135, 0)
Deslizamiento
Imagen
Si en alguna parte del sistema el peso que jala de las secciones superiores supera a las fuerzas de cohesión el suelo sufrirá un agrietamiento y el material inferior se deslizara hacia el valle:
Caso largo
ID:(7987, 0)
Zonas de inestabilidad
Nota
En general el peligro de desizamiento se incrementa por
- construcción de caminos
- desforestación
- fallas tectonicas
- los cimientos locales son debiles
- pendiente del terreno
Con ello se logra desarrollar un mapa de peligro de deslizamiento:
ID:(9274, 0)
Dinámica de deslizamientos
Descripción
Si se determina que una ladera tiene el potencial de experimentar un deslizamiento, es fundamental estudiar cómo podría ocurrir esto para comprender los riesgos involucrados. De esta manera, se pueden tomar medidas preventivas para minimizar al máximo los posibles daños indirectos provocados por el deslizamiento.
Variables
Cálculos
a 
,
luego, seleccione la variable: 
a 
Cálculos
Variable
Dado
Calcule
Objetivo :
Ecuación
A utilizar
Ecuaciones
Ejemplos
Si analizamos las fuerzas sobre un terrapl n notaremos que se puede dar una situaci n en que una parte del suelo esta expuesto a fuerzas tales que no logra la adhesi n necesaria al resto del suelo precipit ndose. De darse una situaci n de este tipo hablamos de que el terrapl n es inestable.
Para comprender cuando se da esta situaci n se debe modelar un terrapl n y mostrar que cualquier elemento que consideremos esta sujeto a fuerzas en que el roce asegura que no se desplace.
(ID 1135)
Las fuerza de tracci n
| $ F_t =( M_s + M_w ) g \sin \theta $ |
se puede rescribir con la masa solida
| $M_s=(1-f)\rho_s L \Delta H$ |
y la masa de agua
| $ M_w = \rho_w f L \Delta h \cos \theta $ |
de la forma
| $ F_t =((1- f ) \rho_s H + f \rho_w h \cos \theta ) g L \Delta \sin \theta $ |
(ID 3163)
Las fuerza de tracci n
| $ F_r = \mu ( M_s + M_w ) g \cos \theta - F_w ) $ |
se puede rescribir con la masa solida
| $M_s=(1-f)\rho_s L \Delta H$ |
y la masa de agua
| $ M_w = \rho_w f L \Delta h \cos \theta $ |
ademas de la fuerza hidrostatica
| $ F_w = \rho_w g (1- f ) L \Delta h $ |
por lo que queda de la forma
| $ F_r = \mu (((1- f ) \rho_s H + f \rho_w h \cos \theta ) \cos \theta - (1- f ) \rho_w h ) g L \Delta $ |
(ID 4499)
Para simplificar la notaci n de la fuerza de cohesi n
| $ F_c = N f_m $ |
la expresi n para el numero de enlaces
| $ N =\displaystyle\frac{ \rho_b }{ \rho_s }\displaystyle\frac{ f_k S }{ l_c w_c }$ |
y la seccion no saturada
| $ S =( H - h \cos \theta ) \Delta $ |
se obtiene
| $ F_c =\displaystyle\frac{ \rho_b f_m f_k }{ \rho_s l_c w_c }( H - h \cos \theta ) \Delta $ |
(ID 4500)
La energ a potencial gravitacional se calcula de la masa y altura del cuerpo
| $ V =( M_s + M_w ) g \displaystyle\frac{1}{2} L sin \theta $ |
en que se tienen que tomar las masas del suelo
| $M_s=(1-f)\rho_s L \Delta H$ |
y del agua
| $ M_w = \rho_w f L \Delta h \cos \theta $ |
La altura del centro de masa corresponde al cateto opuesto de un triangulo donde el angulo es la inclinaci n y la hipotenusa la mitad del largo de corte
| $V=\displaystyle\frac{1}{2}((1-f)\rho_sH+f\rho_wh\cos\theta) g L sin\theta$ |
(ID 10645)
La energ a potencial gravitacional se calcula de la masa y altura del cuerpo
| $ V = - m_g g z $ |
en que se tienen que tomar las masas del suelo
| $ V =( M_s + M_w ) g \displaystyle\frac{1}{2} L sin \theta $ |
(ID 4501)
La fuerza total que act a en el plano es la fuerza de tracci n gravitacional
| $ F_t =( M_s + M_w ) g \sin \theta $ |
menos la fuerza de roce
| $ F_r = \mu ( M_s + M_w ) g \cos \theta - F_w ) $ |
y menos la fuerza de cohesi n
| $ F_c = N f_m $ |
lo que resulta en una fuerza total de
| $ F_s = F_t - F_r - F_c $ |
(ID 20)
El sistema se vuelve inestable al momento de que la fuerza total
| $ F_s = F_t - F_r - F_c $ |
se vuelve nula
| $ F_t - F_r - F_c =0$ |
(ID 4496)
Si en alguna parte del sistema el peso que jala de las secciones superiores supera a las fuerzas de cohesi n el suelo sufrir un agrietamiento y el material inferior se deslizara hacia el valle:
Caso largo
(ID 7987)
Si se observan las fuerzas de tracci n
| $ F_t =((1- f ) \rho_s H + f \rho_w h \cos \theta ) g L \Delta \sin \theta $ |
y roce
| $ F_r = \mu (((1- f ) \rho_s H + f \rho_w h \cos \theta ) \cos \theta - (1- f ) \rho_w h ) g L \Delta $ |
con con la fuerza de cohesi n
| $ F_c =\displaystyle\frac{ \rho_b f_m f_k }{ \rho_s l_c w_c }( H - h \cos \theta ) \Delta $ |
se tiene la condici n de inestabilidad
| $ F_t - F_r - F_c =0$ |
define los largos
| $L_c=\displaystyle\frac{\rho_bf_kf_m}{g\rho_sl_cw_c}\displaystyle\frac{(H-h\cos\theta)}{((1-f)\rho_sH+f\rho_wh\cos\theta)(\sin\theta-\mu\cos\theta)-(1-f)\rho_wh}$ |
El cerro es por ello estable si el largo de corte es mas largo que la ladera hasta la parte mas alta.
(ID 4497)
Como la energ a potencial
| $ V =( M_s + M_w ) g \displaystyle\frac{1}{2} L sin \theta $ |
se transforma en cin tica y esta a su vez via el roce en calor se puede estimar la distancia recorrida considerando que la energ a disipada es igual a la fuerza de roce por el camino recorrido.
Si se asume que la mayor disipaci n ocurre en el valle sin inclinaci n la fuerza de roce se puede considerar con
| $ F_r = \mu ( M_s + M_w ) g \cos \theta - F_w ) $ |
y
| $ F_w = \rho_w g (1- f ) L \Delta h $ |
bajo un angulo de inclinaci n nula. De esta forma el camino recorrido ser a.
| $ D =\displaystyle\frac{ L \sin \theta }{2 \mu \left(1-\displaystyle\frac{(1- f ) M_w }{ f ( M_s + M_w )}\right)}$ |
(ID 3165)
En general el peligro de desizamiento se incrementa por
- construcci n de caminos
- desforestaci n
- fallas tectonicas
- los cimientos locales son debiles
- pendiente del terreno
Con ello se logra desarrollar un mapa de peligro de deslizamiento:
(ID 9274)
ID:(384, 0)