Fenomenos De Inestabilidad.docx

ESTABILIDAD DE TALUDES ¿Qué es un talud? Se llama talud, a la inclinación (con respecto a la horizontal) que adoptan permanentemente las masas de tierra, para el sostenimiento intrínseco de las mismas. Un talud producido por efecto natural se denomina ladera natural o ladera; cuando el talud es hecho por el hombre se denomina corte o talud superficial.

Fenómenos de Inestabilidad Tanto la estabilidad como la inestabilidad de un talud es producto de la geometría del terreno, las trayectorias de drenaje, condiciones geológicas, entre otras características. Sin embargo, la estabilidad del talud depende de las fuerzas que actúan sobre él, estas, tienden a estabilizar o inestabilizar al talud, dependiendo de ciertos factores externos. 1. Las fuerzas que actúan sobre un talud son: a. Fuerza estabilizante o resistente, que tiende a conservar la condición presente, se oponen a las modificaciones que puede llegar a sufrir el talud en estudio. b. Fuerza inestabilizante: fuerza que tiende a modificar la condición de estabilidad del terreno, ya que alteran su estado natural. i. Fuerza de gravedad: Está relacionada con el peso de los diferentes materiales que conforman el talud en condiciones espaciales específicas. ii. La resistencia intrínseca de los materiales que conforman el talud está asociada a los conceptos de cohesión y fricción. iii. La presión ejercida por el agua presente en los materiales del talud, puede ser tomada como buena cuando en medio de las masas de terreno se genera un fenómeno de cohesión aparente, sin embargo, este fenómeno puede llegar a afectar la magnitud de las fuerzas intrínsecas cuando el agua ocupa los espacios libres entre partículas y cuando ocupa las fisuras y las grietas. 2. Factores de Inestabilidad Son aquellos factores que contribuyen a ocasionar el fallamiento del talud, clasificados a continuación: a. Factores que incrementan los esfuerzos cortantes. b. Los factores que producen disminución en la resistencia al corte. Estos factores se clasifican de acuerdo con su origen en: a. Condiciones del terreno: Son obtenidas mediante exploraciones sub-superficiales, por medio de perforaciones, trincheras, ensayos de campo y laboratorios; las condiciones del terreno se localizan en mapas y documentos geológicos. i. Algunas condiciones típicas de los terrenos están determinadas por:  Materiales sensibles.  Material colapsado.  Material meteorizado.  Material fisurado o con discontinuidades.

b. Procesos geomorfológicos: Son los cambios en la forma del terreno, documentados por mapas preexistentes, fotografías aéreas e investigaciones del mismo. i. Algunos procesos geomorfológicos que son causas comunes de los deslizamientos son los siguientes:  Movimiento tectónico.  Actividad volcánica.  Avance y retroceso de glaciares.  Erosión de la pata del talud por glaciares.  Remoción de la vegetación (erosión, quemas, sequia). c. Procesos físicos del medio ambiente: Se pueden documentar y analizar con medidores de precipitación, sismógrafos, piezómetro (instrumento usado para medir la presión de los poros o el nivel de agua en perforaciones). Se debe advertir que las propiedades físicas del medio ambiente pueden cambiar a lo largo del tiempo. i. Terremotos o sismos. Los deslizamientos inducidos por sismos son reales en países como Colombia, ya que se encuentran situados dentro del Cinturón Circumpacífico, faja con subducción e intenso fallamiento geológico. Los sismos en su mayoría surgen en áreas localizadas en las cordilleras, donde se presenta el mayor número de deslizamientos, aunque estos también son producto de la alta pluviosidad, topografía, meteorización, litología y estructura geológica. ii. Lluvia como principal suceso de los deslizamientos. Los deslizamientos por efectos de lluvia, son comunes y dependientes del lugar geográfico donde suceden, puesto que la intensidad, duración y distribución de la precipitación en la zona, son características importantes para determinar el efecto y consecuencia en el terreno. Sin embargo, para cada caso, las condiciones iniciales de humedad son importantes de tener en cuenta, ya que estas condiciones están relacionadas con el ciclo hidrológico y con las lluvias precedentes. iii. Erupción volcánica. iv. Deshielo. v. Meteorización por congelamiento y/o deshielo. d. Procesos humanos: Son documentados mediante la observación y consulta de los registros de construcción y excavación del lugar en cuestión y mediante una observación cuidadosa de la población local a lo largo del tiempo. La investigación y registro de los deslizamientos naturales y artificiales son útiles para razones administrativas. i. Cualquier cambio que produzca un aumento comparativo de las fuerzas inestabilizantes con respecto a las resistentes conducirá a una situación más inestable; este efecto es visible cuando se hace limpieza de taludes y cunetas, dejando residuos de suelos y rocas, los cuales deberían ser situados en la parte baja (pata) del talud antes de situarlos en las partes altas; de esta manera, la estabilidad del talud se verá favorecida. ii. Obstrucción de manantiales. Las fuerzas que inestabilizan el terreno pueden incrementarse por la adición de cantidades significativas de agua al suelo como lluvias o crecidas de corriente (el peso de agua, además de incrementar el peso de del terreno, genera un incremento en la presión de poros. El proceso humano,

puede incidir en este caso de manera negativa, al bloquear manantiales, modificar y obstruir los cursos naturales del agua, o desviar ciertos drenajes naturales. iii. La remoción de material cerca a la pata del talud por erosión o sobre-excavación tiende a desestabilizarlo, ya que aumenta el grado de inclinación del talud favoreciendo la acción de la gravedad. iv. Los suelos en general son muy sensibles al contenido de humedad, y su resistencia puede alterarse de manera significativa al controlar la presencia de agua en y alrededor del talud, por medio de obras de drenaje y canalización. e. Se debe tener siempre presente que un talud es estable cuando las fuerzas resistentes son mayores que las inestabilizantes, e inestable en el caso contrario. 𝐹. 𝑆. =

𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎𝑠 𝑟𝑒𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 𝐹𝑢𝑒𝑟𝑧𝑎𝑠 𝑖𝑛𝑒𝑠𝑡𝑎𝑏𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠

La relación existente entre las fuerzas que actúan en el talud es conocida como Factor de Seguridad. La estabilidad se logra cuando el F.S. ˃ 1. Por medio del factor de seguridad se puede hacer una distinción entre los taludes estables, inestables y los metaestables. i. Los taludes estables son aquellos en los que el margen de estabilidad es suficientemente alto para resistir todos los esfuerzos inestabilizantes. ii. Los taludes metaestables pueden fallar en cualquier momento como respuesta a alguna actividad de estas fuerzas. iii. En los taludes inestables, las fuerzas que causan inestabilidad producen un movimiento que puede ser continuo o intermitente. 3. Mecanismos contribuyentes y disparadores de deslizamientos: a. Como se acabó de ver anteriormente, un talud está determinado por una serie de características que van en conjunto y por medio de los cuales se determina el grado de estabilidad, conocidos como mecanismos contribuyentes a la estabilidad del talud. b. Ahora se hace referencia a aquellos efectos o estímulos externos que producen una respuesta casi inmediata en la forma y magnitud del deslizamiento al aumentar los esfuerzos o disminuir la resistencia de los materiales en forma súbita, y que son conocidos como eventos disparadores. i. Los eventos disparadores más frecuentes son las lluvias intensas, los cambios bruscos en los niveles de agua cerca de la pata de los taludes, las crecientes de los ríos, los sismos, las erupciones volcánicas, y los deshielos. ii. Un concepto importante en el tema de los disparadores de deslizamientos es la respuesta umbral. Los umbrales se conocen como los niveles o etapas, que, al ser superados, producen un efecto notable; por ejemplo, el efecto acumulado de muchas variables que actúan sobre cierto talud, conduce a una respuesta umbral. iii. Por lo tanto, un deslizamiento es producto de no solo un factor desencadenante, sino de varios factores externos que producen a largo plazo un resultado de seguridad bajo; teniendo en cuenta que, en el mismo proceso de formación de la roca, ya, varios factores afectan de manera gradual el factor de seguridad, por lo tanto, la estabilidad del futuro terreno.

4. Clasificación de movimientos de falla de taludes. a. El sistema de clasificación adoptado en Colombia fue desarrollado en primera instancia en 1978 por Cruden y Varnes (autores americanos del “sistema de clasificación de movimientos de falla de taludes”). b. El sistema de clasificación de falla de taludes tiene como criterios: en primer lugar, el tipo de movimiento y, en segundo lugar, el tipo de material. Según el sistema de clasificación de Varnes, cada movimiento de las fallas se especifica para cada tipo de material; teniendo en cuenta que el material principal constituyente de los taludes se divide en rocas y suelo, y a su vez, el suelo se divide en detritos y tierra. c. Según el movimiento de las fallas de talud se tiene: i. Caídas:  Una masa rocosa de cualquier tamaño, se desprende de un talud empinado o un acantilado, a lo largo de una superficie sobre la cual ocurre muy poco o ningún desplazamiento cortante, y desciendo a través del aire por caída libre, a saltos, rodando, etc. Los movimientos son muy rápidos, precedidos o no de movimientos de desprendimiento de la masa rocosa.  La caída de detritos ocurre en una masa que ya estaba compuesta por fragmentos o detritos rocosos. ii. Volcamientos:  Consiste en la rotación hacia delante de una unidad o varias, alrededor de algún punto de giro o pivote debajo de la unidad, por acción de la gravedad y de fuerzas ejercidas por unidades adyacentes o por fluidos en las grietas. iii. Deslizamientos: El movimiento de deformación se desarrolla por corte o desplazamiento, a lo largo de una o varias superficies que son visibles o pueden inferirse de forma razonable. La masa afectada puede deslizarse más allá de la superficie original de rotura sobre el terreno natural. Los deslizamientos pueden ser rotacionales o traslacionales y están definidos por:  Deslizamiento rotacional: Son deslizamientos de masas de suelo, a lo largo de una superficie cóncava bien definida. El movimiento es en esencia de rotación alrededor de un eje paralelo al talud, y es por lo general profundo en suelos homogéneos de gran espesor, como en muchos coluviones, capas arcillosas gruesas, rellenos terraplenes y botaderos.  Deslizamiento traslacional: Consiste en el movimiento de espesores delgados de fragmentos de roca, mezclas de suelo y roca fracturada, coluvión, suelo, material orgánico y vegetación, a lo largo de superficies casi planas, bien definidas. Los más comunes se clasifican en los deslizamientos de roca y los deslizamientos detritos.

iv. Propagación Lateral:  El movimiento se distribuye extendiéndose lateralmente en una masa fracturada. v. Flujos: Se dividen en: movimientos lentos, o mejor conocidos como flujos de reptación; flujos detritos y de tierra; flujos de lodo; flujos de avalancha, y están definidos como sigue:  Flujos de reptación: Se manifiesta como un desplazamiento muy lento de la parte superficial del terreno, aun en taludes de pendiente moderada y con cobertura vegetal.  Flujos detritos: Movimientos de velocidad variable entre rápidos, muy rápidos y lentos. Se forma el flujo en materiales provenientes de meteorización de las rocas, que pierde su estabilidad estructural por efecto del agua.  Flujos de lodo: Es común que se forme, cuando una masa de detritos se ablanda por acción del agua hasta tener una consistencia blanda y fluida, alcanzando velocidades altas, cuando está en movimiento producto de la intensidad y duración de las lluvias y de la pendiente del terreno.  Avalanchas: Movimiento muy rápido de masas de materiales gruesos, tales como grandes bloques de rocas, cascajo y arena, con cantidades de suelos más finos como limo y arcilla, junto con agua y aire atrapado. vi. Movimientos complejos:  Los movimientos complejos hacen referencia a la combinación de los tipos básicos de movimiento de falla de taludes. Muchos deslizamientos son complejos, aunque un tipo de movimiento por lo general domina sobre los demás en ciertas áreas dentro del deslizamiento o durante un tiempo determinado.

BIBLIOGRAFÍA 1. The Phantom of the opera. Mayo, 18/2010. Una Definición de talud más acertada. Recuperado de:https://carreteras1.wordpress.com/2010/05/18/una-definicion-de-taludmas-acertada/ 2. Ingeniería y Geotécnica Ltda. Ministerio de Transporte. Instituto Nacional de Vías. 1998. Manual de Estabilidad de Taludes. Santafé de Bogotá D.C. – Colombia. Instituto Nacional de Vías. 3. Alva Hurtado. Junio, 17/2014. Soluciones geotécnicas en estabilidad de taludes. civilgeeks.com. Recuperado de: http://civilgeeks.com/2014/06/13/solucionesgeotecnicas-en-estabilidad-de-taludes/